从MCU到FPGA

刘工在呢

最近，我在做一个项目，该项目要求我这个mcu迷，转向FPGA开发。在这个系列博客中，我将介绍如何将现有的MCU知识和经验运用到FPGA的开发中。在第一部分中，我介绍了FPGA的优缺点，以及Terasic DE10 nano开发套件，并且探讨了影响FPGA设计的关键因素。现在，在第2部分，我将分析示例代码并发现更多的有用的资源。
　　MCU和FPGA之间的区别类似于摩托车和汽车之间的差异：尽管两者都可以让你从A点到达B点，但是机制却有着根本的不同。我认为这个类比在描述MCU和FPGA的引脚模式、引脚类型以及串并行处理时非常贴切，在这些方面，两者是完全不同的。
　　最初，我从Terasic的设置和指导实践开始，但是一直处于困境中。每次编译过程都会以错误结束。为了坚持下去，我会再喝一杯咖啡，并开始查阅英特尔开发人员专区网站。这个网站提供了更简单的例子，我惊讶于复杂度的降低，在这里，示例很容易理解，这些示例甚至已经被编译和运行了。一旦理解了基础知识，完成Terasic的示例就会相当简单，我认为开始觉得困难的一部分原因是由于编译器的建立，另一部分原因是现在我对它们更加熟悉了。
' Q  a5 w2 K3 b# v4 X7 Q  l　　硬核处理器系统
　　Terasic DE10-Nano将MCU--即硬核处理器系统（HPS）与FPGA相结合，因此我决定从熟悉的领域即MCU开始研究。ARM（“我的第一个HPS”）的开发熟悉而简单，在Eclipse IDE中运行没有任何阻碍，并且英特尔SoC开发工具使编程系统变得更简单。我改进了“Hello World”这个范例，多加了一行，除了测试编译器的功能外，不会改变其他的功能。幸运的是，我编译成功了。IDE非常棒，非常像我过去处理过的大多数HPS IDE。
　　FPGA
0 q/ }8 g" K4 g1 Q, g1 R- v8 C! Q; K& N　　最终，我不得不转到FPGA部分，在这一部分，我可以同时（并行）做很多事情，这与MCU的串行方式不同。这个概念可能一时难以接受，但是，考虑到这个概念较为新颖，理解起来其实也不是很困难。由于预先的配置和安装指导，Intel Developer Zone无疑是最好的一套学习指南。
! G- d+ _2 @, l, u　　Intel Developer Zone安装文件提供了基础知识，然后Terasic建立在这些新技能的基础上，增加了更多的功能并提供了完整的流程，所以这套指南教给我们的并不是寻找，复制和粘贴的学习方法。英特尔推出了我的应用程序所需的知识库，包括构建模块图，时序配置文件和I / O编程。在复杂的程序开发中，方框图能够提供清晰的视觉流程，时序配置文件则可以处理串并行协议和总线时序协议等问题。
　　每一个引脚都可以完成任意功能，这可能是FPGA最著名的特点了。（引脚编程是一个旅行！）引脚分配管理器非常炫酷，但查找表的工作量也是相当艰巨的。值得庆幸的是，在Quartus的最新版本中，Terasic使用详尽的命名模式，为所有端口和引脚提供了完整的映射。这使得编码部分更加简单。
　　遇到的挑战
2 h! Y: T3 ^& s　　在新的开发环境中工作很不舒服。新的处理过程和快捷键都需要调整。当然，新IDE的创建也会出现一些常规的设置问题。但是，文档很清晰，图像也有很大的帮助。因特尔已经拓展其性能以创建Linux系统和Windows系统，并为编程提供了Linux仿真，这些都极大的简化了原始的处理过程。但是，在设置Linux时我仍然遇到了问题，并且不再尝试自己编译的Linux IDE。后来，我找到了一个120页的指南才得以正确的设置它。下面就让我们搞清楚具体是怎么操作的吧！
: H, s+ {0 ?/ h$ i. ^$ @3 G- t　　Takeaways
+ P: i5 b9 q" p% I( ?　　我很喜欢这个练习，并且对此充满信心。但是，下载、配置并且弄清楚下一步要做什么是相当繁杂的。我对下一阶段的任务感到兴奋，我计划引入不同的硬件，使用示例代码来开发自己的软件，并利用HPS和FPGA技术。我的计划是利用HPS（使用外部硬件）来运行OpenCV软件，同时利用FPGA来加速视频处理过程。
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在复杂的程序开发中，方框图能够提供清晰的视觉流程，时序配置文件则可以处理串并行协议和总线时序协议等问题

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