FPGA的一些基本概念
1、建模是建立模块的缩写。
2、建模之汤
FPGA亦是模块的生命之汤，里面充满着形形色色的资源。FPGA中一些常见的资源有寄存器资源、组合逻辑资源、内存资源、硬件资源、引脚资源。如下图所示：
在上述的FPGA资源中，硬件资源中最常用的资源有PLL和乘法器最常见。一般，我们可以经由IP程序生成它们。引脚资源是最为珍贵的建模资源，但是这些是硬件工程师的事情，不关描述语言的事。
3、解读模块一直是心中的痛，尤其是解读别人写的模块，那简直是生不如死。因为五花八门的内容，一瞬间就可以把活人变成死人。所以为了让别人能轻松看懂你写的代码，下面就做了一些代码规范。如下表所示：
| 信号类 | 说明 | 例子 | | 顶层类 | 实际连接引脚的信号 | CLOCK,RESET | | 基本类 | 模块依赖的基础信号 | Clock,Reset | | 沟通类 | 沟通作用的信号 | Call,Done,En,Trig | | 数据类 | 数据作用的信号 | Addr,Data | | 标签类 | 标签作用的信号 | Tag |
下面对上述信号进行解释说明：
顶层信号：就是连接引脚的信号，一般用大写字母来表示。eg:input CLOCK,RESET;
output [3:0]LED;
基本类信号：就是模块依赖的信号。常与顶层类信号搞混。
沟通类信号：就是模块之间的沟通连线。沟通类信号可分为3种方式，亦即触发式沟通、使能式沟通、问答式沟通。如下图所示：
从上图中，可以看到：沟通使能信号相对控制模块是输出信号，所以对控制模块来说，定义的信号是oen；沟通使能信号相对功能模块是输入信号，所以对功能模块来说，定义的信号是ien；
下面对沟通类信号的3种信号进行简单介绍：
1、触发式沟通
触发的意义就像扣下扳机让子弹飞。模块在沟通时偶尔需要扣下扳机，例如中断请求。下图中的Trig信号就是触发沟通类信号。
2、使能式沟通
使能的意义就犹如扣下扳机就连射几发子弹。下图就是使能式沟通信号：
3、问答式沟通
问答式沟通犹如扣下扳机之后直至子弹射完为止。下图就是问答式沟通信号。
数据类信号：数据信号似乎只有地址数据Addr，和读写数据Data，所以定义的信号有oAddr/oData；iAddr/iData；
标签类信号：亦是标志信号也是反馈信号，例如FIFO的饱满标志。将某模块的输出信号反馈给其它模块。
4、模块的操作方法
顺序操作、并行操作、即时操作（描述语言的即时操作主要由组合逻辑引起的）。
5、理想时序
理想时序就是可以按照一个时钟一个时钟去处理。
物理时序就是时序存在物理延迟导致信号失去对齐性。
理想时序拥有对齐性的信号。
6、流水操作
流水操作是有步骤性的并行操作。下面举个流水线操作的例子。
module pipeline(
CLOCK,
iData,
oData
);
input CLOCK;
input [7:0]iData;
output [7:0]oData;
reg [7:0]D1,D2,D3,D4;
always @(posedge CLOCK)
begin
D1<=iData+1'b1;
D2<= D1+1'b1;
D3<= D2+1'b1;
D4<= D3+1'b1;
end
assign oData=D4;
endmodule
上图是数据的整个操作流程。在流水操作的时序特征很容易辨认出来，它有明显的潜伏期Latency。潜伏期就是输入距离输出之前的空档时间，潜伏期的长度则是根据流水操作的步骤而定的。在上面的例子中Latency=4.注意，流水操作只有在处理数据流的时候才能凸显其优势。
7、模块的布局
（1）模块声明
（2）端口声明
（3）实例化声明
（4）常量声明
（5）周边操作
（6）核心操作
（7）输出驱动声明
module led( //模块声明
CLOCK, //端口声明
RESET,
LED
);
input CLOCK;
input RESET;
output [3:0]LED;
//实例声明
parameter T100MS=10'd1000; //常量声明
reg [9:0]C1; //周边操作
always @(posedge CLOCK)
begin
if(C1==T100MS)
C1<=10'd0;
else C1<=C1+1'b1;
end
reg [3:0]i,D1; //核心操作
always @(posedge CLOCK)
begin
case(i)
0：
1：
endcase
end
//核心操作扩展
assign LED=D1; //输出驱动声明
endmodule
module led(
output reg [3:0]LED
);
......
endmodule
由于篇幅有限，FPGA——概念篇（1）就写到这，下面关于建模的概念还会继续介绍。请继续查看FPGA——概念篇（2）.
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