FPGA學(xué)習(xí)入門從點(diǎn)燈開始

首先，FPGA開發(fā)工程師是一個(gè)相對(duì)高薪的工作，但是，很多同學(xué)在剛?cè)腴T時(shí)都會(huì)有一種無從下手的感覺，尤其是將FPGA作為第一個(gè)要掌握的開發(fā)板時(shí)，更是感覺苦惱；本人也是如此，以下就本人學(xué)習(xí)FPGA開發(fā)的一些情況做一些介紹，希望后來者能夠少走彎路。

第一次接觸FPGA是在本科畢設(shè)中，那時(shí)候選畢設(shè)課題得用搶的，盯著電腦等畢設(shè)選題時(shí)間一到，大家都開始搶，博主那時(shí)候剛好在北京參加一個(gè)飛行員招聘，所以很悲催的就被遺棄了，還好當(dāng)時(shí)的舍友打電話告知要選題，要不然能不能畢業(yè)都難說，當(dāng)時(shí)舍友幫我念著所剩無幾的畢設(shè)題目讓我進(jìn)行選擇，最后在萬般糾結(jié)下就隨便選了一個(gè)與FPGA相關(guān)的，具體題目是做步進(jìn)電機(jī)控制的，現(xiàn)在回想起來當(dāng)時(shí)選的這個(gè)題目真的不是很難。也可能當(dāng)時(shí)的認(rèn)知比較低吧，很多東西都沒學(xué)會(huì)，整個(gè)畢設(shè)里也就做了個(gè)分頻器、按鍵、led燈指示僅此而已。

下定決心要學(xué)習(xí)FPGA是在研究生剛開學(xué)的時(shí)候，當(dāng)時(shí)，對(duì)研究生學(xué)習(xí)沒有一點(diǎn)的目標(biāo)和想法，整天糾結(jié)于是學(xué)算法、軟件還是硬件上了，糾結(jié)來糾結(jié)去，馬上就到了研一要結(jié)束了，作為一個(gè)2年制的專碩來說，這個(gè)時(shí)間點(diǎn)沒學(xué)到東西是很尷尬的；就在7月15號(hào)左右，我才正式開始了FPGA的開發(fā)學(xué)習(xí)（這里說一下本人畢竟在本科做過FPGA相關(guān)設(shè)計(jì)，所以要撿起來也是比較容易知道學(xué)什么的，而且在研一期間還自學(xué)了Verilog語言，還有一部分?jǐn)?shù)電，感覺這些在接下來的學(xué)習(xí)都是很有用的）。

啰嗦完畢，接下來介紹具體怎么入手；首先，個(gè)人感覺總結(jié)的一套套路是：知道怎么用QuartusII軟件之后，直接上例程（比如電燈、流水燈、數(shù)碼管等）；然后再學(xué)習(xí)Verilog代碼的編寫，其次，學(xué)會(huì)使用Modelsim的使用，接下來學(xué)習(xí)怎么編寫TestBench測(cè)試文件；接下來就是自己找各種視頻中的小項(xiàng)目自己去做，具體流程如下：建立新工程、編寫Verilog設(shè)計(jì)文件、保存到相應(yīng)位置（注意這個(gè)位置是在工程文件夾下面的，而且工程文件和設(shè)計(jì)文件都不能使用中文）、編譯、修改錯(cuò)誤、引腳設(shè)置、未用引腳設(shè)置（三態(tài)）、再次編譯、設(shè)置生成測(cè)試文件的位置、生成測(cè)試文件、對(duì)測(cè)試文件進(jìn)行改寫（一般生成的測(cè)試文件都是不能用的，需要設(shè)計(jì)人員去設(shè)計(jì)輸入激勵(lì)）、編寫完成后保存、調(diào)用RTL仿真觀看仿真波形、如果功能無誤后下載到板子里，一般在調(diào)試的時(shí)候都用JTAG調(diào)試，除非要實(shí)現(xiàn)代碼固化的時(shí)候用AS下載，這些基本上就是做FPGA前端開發(fā)的整體流程了。

至于之后的signaltapII靜態(tài)時(shí)序仿真，博主沒做過，所以不做具體評(píng)論。相信新手們只要按照我所寫的具體流程去做，哪一塊不會(huì)就去找哪一快的資料，相信用不了2個(gè)月基本的入門是沒有問題的。

還有就是，個(gè)人感覺Verilog語言中重點(diǎn)需要掌握的就是一下這幾個(gè)語句結(jié)構(gòu)：always寫時(shí)序和組合邏輯，assign寫組合邏輯，條件語句if

else，以及選擇語句case，還有仿真測(cè)試文件里經(jīng)常使用的initial語句。還有就是需要掌握的幾個(gè)代碼：計(jì)數(shù)器編寫、狀態(tài)機(jī)編寫、FIFO編寫、打兩拍編寫。接下來就是要掌握的外圍器件的驅(qū)動(dòng)和接口等，比如UART，IIC，SPI，VGA等，這里強(qiáng)烈推薦明德?lián)P的視頻，講的很好，還有就是建議學(xué)一下基于FPGA的圖像邊緣檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，這里面涵蓋了很多需要學(xué)習(xí)的東西，基本把這個(gè)項(xiàng)目搞定的話，找工作和FPGA開發(fā)都不會(huì)有太大的問題，在該項(xiàng)目中具體用到的比如：FPGA與OV7670攝像頭的接口設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)采集，圖像處理算法，SDram的讀寫，VGA的顯示等。具體項(xiàng)目介紹在潘文明老師出的手把手教你學(xué)FPGA設(shè)計(jì)那本書里面的第八章都有將到，不過具體代碼都是需要讀者自己編寫的。

「FPGA之Verilog點(diǎn)燈小程序」

話不多說，直接做介紹：

首先個(gè)人用的是QuartusII11.0，開發(fā)板用的是CycloneIV的EP4CE6E22C8N芯片。

led燈使用的是低電平有效；

要執(zhí)行的功能是：上電燈就亮，這里使用的是四個(gè)led燈；

具體代碼如下：

由于功能上是只要上電就亮，所以就不需要時(shí)序控制了，那么就是一個(gè)組合邏輯電路；

moduleled_light(

led

);

output[3:0]led;

reg[3:0]led;

always@(*)begin

led=4'b0000;

end

endmodule

審核編輯：湯梓紅