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1. FPGA编程语言为何叫硬件描述语言? & ^7 T [: r; w" I. a
硬件即FPGA硬件,硬件描述语言,也就自然地告诉我们可以通过语言来描述FPGA内部硬件。如:用y=a&b来描述一个2输入的与门,用PLL来描述类似外部时钟管理芯片。
! P0 w* t: ]0 b0 X3 \ 因此,要想学好FPGA,你得用硬件的思维方式来编写代码,注重FPGA的系统结构设计,好的系统结构设计会带来质的飞跃,这就告诉我们RTL Coding其实是硬件结构设计,而非基于处理器架构的C语言程序开发,好的RTL Coding就是好的硬件结构。 6 G' K$ V2 y; W0 {
2. FPGA设计是做串并操作的时序设计?
3 \( N0 e4 ~8 |9 K! H! C0 F% Q- x FPGA内部硬件之间的通信为多对多节点通信,不仅存在无先后顺序的并行逻辑,而且还存在先后顺序的串行逻辑,这和CPU基于指令的顺序执行逻辑完全不同, 嵌入式物联网等系统学习企鹅意义气呜呜吧久零就易,我们需要严格控制设计中各个信号之间的时间关系,以满足最终的时间上的需求,即时序要求。 因此,FPGA设计就是针对既有串行操作,又有并行操作的时序设计,即FPGA串并操作的时序设计。4 @* _' h, U& v' }* I% l3 V
3. FPGA串并操作,该如何理解?
. D1 t+ b/ l- K5 p( ?$ \ a.执行完A后再执行B;
, |7 [/ A1 m# n b.A和B之间并行执行,且没有关联;
5 z+ `5 K4 i0 J) ]: W c.A和B之间并行执行,且开始时有先后顺序,即串行逻辑;
& h) D) ~0 }7 R* `. A3 B! W4 | d.FPGA的复杂系统包含上述多种灵活组合,设计时需多多琢磨思考,合理设计。3 K1 E3 H6 d) a2 g1 W" p# A
4. FPGA内部最基本硬件结构LUT,你理解吗?
" |2 n B( c6 M LUT的原理很简单,就是把各种可能的结果存起来标个号,每次根据输入的号来输出结果。如:一位加法器有4种可能输入对应3种结果,就只需要做一张表格,把所有的输入和输出一一对应即可。 file:///C:\Users\郭晓娟\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsEBD3.tmp.jpg 理解了LUT原理,我们可以用相同的思想来实现DDS、简单乘法、简单三角函数等,有时可以大大省资源,因为毕竟FPGA最终都是有多个LUT级联+Reg+其它 来实现各种复杂的硬件电路。 5. FPGA设计关键在于结构的设计,你同意吗?
0 k3 ]1 _& X5 ?! p/ C( K# z! C( D9 D a.首先,清楚FPGA的内部结构,基本结构为LUT; b.然后,按照功能、时钟域、串并操作、数据流和控制流来综合考虑系统的结构; c.最后 ,根据面积、速度和功耗来不断优化系统结构,设计出最合理的系统结构。
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