FPGA設(shè)計(jì)的10個(gè)實(shí)用技巧

工程師有多種職業(yè)形式，但對工程師來說最令人興奮的職業(yè)之一就是成為一名 FPGA 設(shè)計(jì)工程師?，F(xiàn)場可編程門陣列 (FPGA) 設(shè)計(jì)工程師的任務(wù)是設(shè)計(jì)安全可靠且可進(jìn)行個(gè)性化定制的電路和產(chǎn)品。

FPGA 設(shè)計(jì)工程師可以創(chuàng)建跨多個(gè)行業(yè)的系統(tǒng)。這個(gè)需求旺盛的職業(yè)正在不斷發(fā)展，并在世界各地提供了許多機(jī)會(huì)。然而，最成功的工程師會(huì)定期磨練自己的技能，以使其技術(shù)技能以及業(yè)務(wù)和應(yīng)用技能更加全面。

以下是 FPGA 設(shè)計(jì)工程師需要的 10 項(xiàng)有用技能：

FPGA 設(shè)計(jì)工具

FPGA 設(shè)計(jì)工程師需要對如何創(chuàng)建系統(tǒng)以及使用行業(yè)軟件和工具有深入的了解。在軟件方面，設(shè)計(jì)工程師必須知道如何建模自己的設(shè)計(jì)，并通過一系列測試保證正確的運(yùn)行。業(yè)界有許多這種高級建模程序，包括Matlab，Simulink，Octave，Verdi等等。

這些程序用于創(chuàng)建系統(tǒng)的數(shù)字原型、解決問題以及在電路構(gòu)建之前模擬測試和應(yīng)用。FPGA設(shè)計(jì)工程師不僅要知道如何使用各種軟件，還要知道何時(shí)使用它并了解其背后的方法論。

FPGA 設(shè)計(jì)工程師必須非常熟練地使用這些工具，才能成功搭建原型電路，然后對其進(jìn)行測試、查找故障并進(jìn)行改進(jìn)。這意味著他們不僅必須知道如何在狹小的空間和小型系統(tǒng)上使用這些工具，而且還必須知道在各種情況下使用正確的工具。

工程流程

FPGA設(shè)計(jì)工程師必須具備扎實(shí)的工程技能和知識(shí)基礎(chǔ)，包括工程項(xiàng)目如何從最初的“頭腦風(fēng)暴”和規(guī)劃階段到最終完成并供客戶使用。

設(shè)計(jì)工程師經(jīng)常與許多其他類型的工程師合作，必須對每個(gè)人的專業(yè)領(lǐng)域有深入的了解，以了解團(tuán)隊(duì)如何共同努力，分擔(dān)項(xiàng)目的責(zé)任。最優(yōu)秀的 FPGA 設(shè)計(jì)工程師不會(huì)過于專注于流程中自己的部分，而是知道自己的角色如何適應(yīng)更大的前景。

溝通

成功的 FPGA 設(shè)計(jì)工程師必須具備強(qiáng)大的書面和口頭溝通能力。在整個(gè)設(shè)計(jì)和測試過程中，工程師將定期被要求向其他團(tuán)隊(duì)成員提供更新信息。

這些報(bào)告可以是詳細(xì)的書面文件，也可以是口頭更新和演示。假如系統(tǒng)非常復(fù)雜，就這意味著工程師需要能夠清楚地傳達(dá)他們正在做什么、取得了什么進(jìn)展以及出現(xiàn)的任何問題。

如果其他人不清楚工程師所說的內(nèi)容并且提出問題或做出錯(cuò)誤的假設(shè)，則可能會(huì)大大減慢項(xiàng)目流程并可能導(dǎo)致項(xiàng)目發(fā)展錯(cuò)誤。

FPGA 設(shè)計(jì)工程師必須能夠使用行業(yè)術(shù)語與團(tuán)隊(duì)和同事進(jìn)行清晰的溝通，但他們也必須能夠使用更容易理解的術(shù)語向業(yè)務(wù)領(lǐng)導(dǎo)和客戶清楚地展示他們的系統(tǒng)優(yōu)勢。

創(chuàng)造性思維

FPGA 設(shè)計(jì)既是一門藝術(shù)，也是一門科學(xué)。設(shè)計(jì)工程師通常必須跳出框框思考才能找到創(chuàng)造性的解決方案。僅僅重復(fù)在學(xué)校學(xué)到的知識(shí)是不夠的，成功的 FPGA 設(shè)計(jì)工程師利用他們的教育和經(jīng)驗(yàn)來創(chuàng)建知識(shí)基礎(chǔ)，然后利用創(chuàng)造性思維以新的方式應(yīng)用他們的知識(shí)。

并不要被以前所做的事情所束縛。相反，需要充滿好奇心，愿意嘗試新事物。FPGA 設(shè)計(jì)工程師需要具有創(chuàng)新精神并愿意承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)。他們的創(chuàng)造力體現(xiàn)在設(shè)計(jì)新型系統(tǒng)和尋找新方法來滿足客戶需求。

該領(lǐng)域在不斷發(fā)展，設(shè)計(jì)工程師需要處于技術(shù)、設(shè)計(jì)和應(yīng)用的前沿。

微架構(gòu)設(shè)計(jì)

FPGA 系統(tǒng)本質(zhì)上是小型計(jì)算機(jī)，可以執(zhí)行多種任務(wù)并適用于多種情況。了解微架構(gòu)對于將一切放在正確的位置至關(guān)重要。

設(shè)計(jì) FPGA 電路類似于設(shè)計(jì)房屋或城市，但規(guī)模要小得多。工程師需要能夠以正確的順序?qū)⑺薪M件安裝在狹小的空間中，以創(chuàng)建功能齊全、耐用且尺寸合適的系統(tǒng)。

FPGA 設(shè)計(jì)工程師必須對整個(gè)系統(tǒng)以及各個(gè)部分如何協(xié)同工作有深入的了解。如果系統(tǒng)的某一部分工作不正?；蚴Э兀赡軙?huì)影響整個(gè)電路。

數(shù)學(xué)

數(shù)學(xué)和工程齊頭并進(jìn)，特別是對于 FPGA 設(shè)計(jì)工程師而言。許多項(xiàng)目需要復(fù)雜的數(shù)學(xué)方程，設(shè)計(jì)工程師需要能夠快速求解。

FPGA 設(shè)計(jì)工程師使用各種數(shù)學(xué)方法，從跟蹤測量和進(jìn)行計(jì)算來構(gòu)建硬件系統(tǒng)，到使用算法和統(tǒng)計(jì)分析來跟蹤費(fèi)用和風(fēng)險(xiǎn)因素。

對高等數(shù)學(xué)的深入理解在該領(lǐng)域取得成功至關(guān)重要。

腳本編寫

許多 FPGA 設(shè)計(jì)工程師職位都需要強(qiáng)大的腳本語言（例如 Python、Perl、TCL 和 Unix Shell）編程技能。

這些腳本程序是FPGA設(shè)計(jì)的語言。受歡迎的 FPGA 設(shè)計(jì)工程師擁有使用這些語言實(shí)現(xiàn)大部分 FPGA 流程自動(dòng)化的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

了解腳本可以幫助設(shè)計(jì)工程師更高效地工作，從而幫助他們發(fā)現(xiàn)電路中的問題并更快地進(jìn)行改進(jìn)。

編碼

FPGA 設(shè)計(jì)工程師需要對如何使用上述及更多語言進(jìn)行編碼有深入的了解。在大多數(shù)組織中，設(shè)計(jì)工程師在多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中工作，需要知道如何用多種語言進(jìn)行編碼。

對編碼的基本了解不僅可以幫助工程師創(chuàng)建和編程他們的系統(tǒng)，還可以讓他們更好地理解其他工程師的角色和工作職責(zé)。

FPGA 設(shè)計(jì)工程師經(jīng)常與軟件團(tuán)隊(duì)密切合作，需要了解編碼，以便他們能夠清晰地溝通和協(xié)作。

注重細(xì)節(jié)

FPGA 設(shè)計(jì)工程師致力于處理具有許多細(xì)節(jié)和小部件的復(fù)雜系統(tǒng)。跳過系統(tǒng)的一個(gè)小方面或測量不精確可能會(huì)破壞整個(gè)項(xiàng)目的成功。

工程師還負(fù)責(zé)測試他們的系統(tǒng)并讓它們經(jīng)歷一系列復(fù)雜的場景。如果工程師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、記錄觀察結(jié)果時(shí)沒有非常注重細(xì)節(jié)，那么整個(gè)項(xiàng)目可能會(huì)失敗。

隨著時(shí)間的推移，一個(gè)被遺漏的小細(xì)節(jié)可能會(huì)變得越來越嚴(yán)重；隨著系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對某些人來說似乎很小的問題可能會(huì)成為一個(gè)更大的問題。FPGA 設(shè)計(jì)工程師必須從一開始就有能力發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤并糾正細(xì)節(jié)。

解決問題

在某些方面，創(chuàng)建 FPGA 系統(tǒng)就像拼出一個(gè)大謎題或解決一個(gè)巨大的方程。每個(gè)系統(tǒng)都是不同的，帶來不同的挑戰(zhàn)。當(dāng) FPGA 設(shè)計(jì)工程師測試他們時(shí)，經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)需要改進(jìn)的地方才能使系統(tǒng)可行和成功。

工程師必須能夠分解系統(tǒng)以發(fā)現(xiàn)問題并創(chuàng)造新的方法來解決問題。他們需要技術(shù)技能來了解系統(tǒng)的每個(gè)部分并查明可以改進(jìn)的領(lǐng)域。

解決問題的技能既涉及技術(shù)技能，也涉及心態(tài)。FPGA 設(shè)計(jì)工程師必須有一種心態(tài)，將挑戰(zhàn)視為機(jī)遇而不是障礙。設(shè)計(jì)工程師在收到負(fù)面結(jié)果時(shí)不能放棄。

他們必須能夠克服失敗，找到新的成功之路。解決問題可以單獨(dú)完成，也可以與團(tuán)隊(duì)一起完成，但這是設(shè)計(jì)工程師工作的常規(guī)部分。

FPGA 設(shè)計(jì)工程是一個(gè)不斷發(fā)展的領(lǐng)域，融合了科學(xué)、工程和設(shè)計(jì)。成功的工程師不斷學(xué)習(xí)和提高他們的技能，特別是隨著技術(shù)和行業(yè)的變化。

這個(gè)炙手可熱的職業(yè)可以帶來令人難以置信的回報(bào)，并提供大量的成長機(jī)會(huì)。要成為一名成功的 FPGA 設(shè)計(jì)工程師，請努力培養(yǎng)這 10 項(xiàng)關(guān)鍵技能。

編輯：黃飛

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