要想玩转FPGA，按这4个步骤来

　FPGA作为一种高新技术，由于其结构的特殊性，可以重复编程，开发周期较短，越来越受到电子爱好者的青睐，其应用已经逐渐普及到了各行各业。因此，越来越多的学生或工程师都希望跨进FPGA的大门掌握这门技术。网络上各种开发板、培训班更是多如牛毛，仿佛在告诉你不懂FPGA你就OUT啦。那么我们要玩转FPGA必须具备哪些基础知识呢?如何学习FPGA呢?下面我们慢慢道来。

　　(一) 要了解什么是FPGA

　　既然要玩转FPGA，那我们首先最重要的当然是要了解什么FPGA。FPGA(Field-Programmable Gate

Array)，即现场可编程门阵列。看到编程两个字码农就笑了，不就是编程嘛，那可是我们的强项。且慢，此编程非彼编程。一定要把FPGA的编程和软件编

程区分开来。

　　软件的编程，处理器会

逐条的把语言翻译成各种控制信号，去控制内部电路完成一个个运算或操作。那么FPGA的编程是怎么实现的呢?无论Altera家还是Xlinix家的

FPGA，叫法有什么差异，基本单元都相似，都是由真值表和D触发器构成。改变真值表的值就改变了逻辑功能，再通过和D触发器组合来实现任何时序逻辑。

　　所以我们对FPGA的编程，实际上就是去修改这些真值表和连接关系，使他们组成一张专门的真值表，去实现特定的功能。这和软件编程一步步运行程序有本质的区

别。要想玩转FPGA，就必须理解FPGA内部的工作原理，学习如何利用这些单元实现复杂的逻辑设计。

　　(二) 正确理解HDL语言

　　HDL(Hardware Descripti on

Language)，硬件描述语言。通过名称我们能看出来，HDL语言是一种“描述”语言，这一点和C语言是有本质区别的。正确理解描述的含义，对学好

HDL语言很有帮助。HDL语言只是用文本的方式把硬件电路描述出来。我们在阅读HDL程序的时候，在脑子里应该能反映出一个完整的硬件电路结构。

　　从另一

方面说，我们在编写HDL语言之前，就已经对要实现的电路有清晰的概念。所以HDL语言只是一个描述我们头脑中具体电路的工具，玩转FPGA的根本不是语

言而是逻辑电路设计。不要再纠结于我应该学习VHDL还是Verilog，那种语言更好学这些问题。如果把学习FPGA的重点放在学习语言上，死记硬背一

些语法，那自然是抓错了重点。

　　语言在日常使用中会越用越熟练，不需要花很长的专门时间去学习。当然一本好的参考资料可以随时方便查询会是很有帮助的。

　　(三) 数字电路基础

　　说到底，FPGA就是一堆数字逻辑组合在一起实现特定功能而已。所以数字电路基础知识是根本。如果你连触发器，组合电路，时序电路，竞争，毛刺等等基本概念

还莫能两可不清不楚的话，那玩转FPGA只能是痴人说梦的幻想了。我们必须要好好的学好数字电路基础这门课，基本的数字电路烂熟于心。

　　把这些基础打牢固，

再往更深的方向发展。什么时候能够从抽象的算法中提炼算法的结构，再分解成具体的模块并通过硬件电路实现出来，这时候就算从菜鸟级别步入老鸟级别了。

　　(四) 硬件设计思想

　　这一点应该说是重中之重。学习FPGA，一定要有硬件设计思想。在软件编程的时候，比如1秒钟能实现5次乘法运算，那系统要求1秒钟实现50次乘法运算怎么

办，我们会尽可能的优化代码，让代码更简洁更高效，或者提高系统主频，让系统跑的更快。但是在FPGA里面我们不是这种思维方式。

　　在FPGA里实现一个乘

法器不够用，那我就实现两个实现三个去满足系统要求;我可以进行流水线设计;串行运行方式不够快了，我可以先串并转换，再并行的做处理……只要FPGA的

资源够用，我可以充分利用资源去满足系统要求。因为在我手里的就是一堆硬件资源，我要做的是把他们组合成一个好用的电路。

　　评价硬件描述语言写的好坏的标准

和其他软件编程语言的标准是完全不同的。因此一定要摒弃软件编程的一些固有思路，学会用硬件的方式去解决问题。时刻提醒自己正在设计的是一个电路，而不是

一行行空洞的代码。这是很多做软件编程的人很难跨过的坎。

　　FPGA学了很久还在纠结到底是用IF_else语句好呢还是用case语句好?而不能透过这些

语句表面看到他们所具体代表的电路。只有建立了硬件设计思想，才有更深入学习FPGA的可能。