|
FPGA学习发展方向本人整理的。 Xinpianxiehui 相结合，把你的专业与FPGA 如果你数学比较好，就可以去做算法如果你通信方面比较好，就可以做通信方面的东西， 如果你高频比较好，就可以做射频方面的东西，等等。 学习、发展方向FPGA 目前，在FPGA上有三种类型开发方法和应用方向：a、逻辑类应用 b、软核类应用 c、DSP类应用。 逻辑类应用我们接触的最早，也是FPGA最初的应用领域，大的应用上，一些数字IC设计可以在FPGA做前期的功能验证，在通信领域，FPGA做信号的编解码等等，小的应用上我们做的最多的实际是CPLD，完成信号的变换控制等等。 软核应用是前几年才兴起，现在热门的开发应用方法，在原本需要FPGA结合CPU的地方有成本和灵活性优势。FPGA的DSP应用是非常有潜力的，性能优势非常明显。开发方法是用Matlab的simulink中嵌入厂商的开发工具包，算法验证在Matlab simulink工具下完成，在开发工具包的支持下生成HDL模块或者直接生成FPGA下载配置文件，这个方向是FPGA应用最有挑战能力领域。Mathworks公司不久前也推出了独立于FPGA厂商的Simulink HDL Coder工具，使的Matlab在数字系统设计领域迈出了坚实的一步，把Simulink 模型和Stateflow框图生成位真（Bit-Ture）、周期精确（Cycle-Accurate）、可综合的Verilog和VHDL设计实现的直接通道。FPGA代码，为Matlab simulink用户提供了通往培养目标 01、了解FPGA工艺结构，掌握FPGA芯片选型原则与策略； 02、精通FPGA设计相关软件的使用方法及技巧； 03、精通Verilog HDL设计与仿真、针对FPGA器件代码优化规则，建立RTL设计与电路实体的对应概念； 04、掌握FPGA设计原则及常用IP模块的使用； 05、精通FPGA四种常用操作技巧、静态时序分析技巧； 06、掌握FPGA基于MATLAB/Simulink、DSP Builder等新型设计、验证工具的设计方法及技巧； 07、精通FPGA资源优化设计及低功耗设计； 08、掌握基于FPGA的接口互联系统设计； 架构； FPGA+DSP、09． 10、掌握基于FPGA的图像视频处理设计； 11、精通基于FPGA的SoPC设计方法； 课程大纲 第一阶段 第一部分 FPGA设计流程 本课程主要介绍FPGA工艺结构、特点及FPGA芯片选型策略、原则；掌握课FPGA设计从RTL设计、功能仿真、综合等，直到在FPGA开发板上进行下程载验证的设计流程；使学员掌握FPGA设计流程，对FPGA设计有一个宏观目认识。标 第二部分 Verilog HDL基础知识 本课程主要让学员掌握Verilog HDL的基本语法，能够进行较简单的RTL设课计，同时，建立HDL中逻辑运算符及RTL设计与电路实体的对应关系，深程刻理解存储器工作原理及其设计方法，及三态端口控制、双向控制等，为后目面的高级编程打好基础。标 第三部分 FPGA开发环境 本章主要学习FPGA开发工具的使用：Modelsim、Debussy仿真调试工具、课Synplify pro综合工具及FPGA开发系统Quartus的使用方法及技巧，且在程Quartus中集成调用Modelsim、Synplify等工具的方法；在上一章节完成RTL目设计的基础上，完整进行FPGA设计所有流程，掌握FPGA开发板下载、调标试的方法和技巧。 第四部分系统时序分析及处理 本课程旨在让学员充分理解时序分析理论，能够解决在项目开发中所遇到的课时序问题；且能够对跨时钟设计做出合理处理；能够精通时序分析工具的使程用，使其能够设计出满足时序要求的逻辑电路。目标 第二阶段 第一部分 Verilog高级编码 本课程主要讲授Verilog HDL流水线设计、同步状态机设计及系统函数、任课务调用等高级编码知识，通过序列检测器、EEPROM读写器及RISC CPU等程由易至难的实验安排；同时，强化RTL设计与电路实体的对应关系，及针对目FPGA器件的代码优化，使学员逐步掌握独立完成复杂逻辑设计的能力。标 第二部分 FPGA设计常用IP模块使用 课本章课程主要内容为FPGA设计中常用IP模块的使用(单/双口RAM、程DPRAM、FIFO、ROM及串行收发器等)的讲授，使学员在充分理解其结构目及工作原理、时序的基础上，能够在实际工程开发中精通其使用。标． 第三部分 FPGA设计原则与技巧 本课程主要讲授FPGA设计的一些原则(面积与速度平衡互换原则、硬件可实现原则及同步设计原则、低功耗设计原则等)及操作技巧(乒乓操作、串并转课换、流水线操作及数据同步等)，使学员能够将这些原则及技巧应用到实际工程程开发中；同时，本章将讲述加法器、乘法器、乘累加器、减法器及除法器目在工程应用中的设计方法，在此基础上让学员完成常系数FIR滤波器设计；标还要求学员掌握使用基于IP核的设计方法和流程。 第四部分新型FPGA设计工具使用 本章课程主要讲授FPGA基于MATLAB、Simulink、DSP Builder等新型设计、课验证工具的设计方法及技巧，使学员能够利用这些新型开发工具更好地完成程FPGA设计。目标 第三阶段 第一部分基于FPGA的通信接口设计及外围接口设计 FPGA设计应用最为广泛的领域之一为接口互联，本章课程主要让学员掌握课外设通信接口的设计方法：在教员演示下完成一种通信接口的设计；在教员程指导下，独立完成其它通信接口设计，包括协议分析、完成设计文档、RTL目设计、FPGA芯片选型等流程。标 第二部分 FPGA+DSP 课DSP应用是展示FPGA优势的最有效场合。通过本次课的学习，可以帮助学程员掌握使用FPGA实现DSP的基本理论和实现方法。掌握针对DSP的Verilog目编程方法，实现如Cordic算法、FFT IP Core使用等经典内容。标 第三部分基于FPGA的图像视频处理 FPGA设计应用最为广泛的领域之一为图像与视频处理，本章内容有：图像课和视频处理基础知识，使学员能够实现色彩空间变换、VGA控制器、JPEG 编程码基础、2D-DCT变换、视频处理体系及图像FIR滤波器设计与实现；视频目降噪算法设计与实现，基于FPGA的常用视频处理算法体系结构、边缘检测标算法等。 第四阶段 第一部分 SoPC系统设计与应用 课本章课程使学员熟练掌握参数化库LPM模块的使用；精通FPGA中锁相环程模块及SignalTap的使用；精通SoPCBuilder的使用，能够用NiosII软件集成目开发环境IDE建立用户程序；掌握在NiosII系统中融入自己所设计IP的技标术。 毕毕业设计将设计并实现一个真实和完整FPGA项目的开发流程，涉及方向为通信、数据采集、软件无线电、图像与视频处理等方面。要求学员将前面所业 学知识融入运用到实际项目开发中，培养学员的团队开发和协同工作能力，答辩强化学员完成标准设计文档能力，为以后的工作打下坚实基础。 FPGA 工程师的要求 语言及其于硬件电路之间的关系。1.Verilog系列的器件结构，及其资源于，器件结构（最好熟练掌握Spartan3Vertix42. Verilog行为描述方法的关系。）。。Synplify,Quartus，ISE,Modelsim)3.开发工具（熟练掌握触发器构成分频器，奇数倍分频占空D4.数字电路（组合电路，触发器，特别是语言描叙。）。，时序电路，并且能用Verilog比为50% 设计流程（仿真，综合，布局布线，时序分析）。熟悉FPGA5. 等资源的估算）。熟练掌握资源估算（特别是slice,lut,ram6. 7.同步设计原理。设计的波特熟练掌握基本概念（如建立时间，保持时间，流量（即所做FPGA8. 。竞争冒险，设计），消除毛刺的方法等等）率）计算，延迟时间计算（所做FPGA 具备具体设计经验（对应届生而言如毕业设计）。9.良好的设计思路（流水线设计即熟称打拍子，在速率资源功耗之间的折中考10. 虑）。现在FPGA基本方向：高速通讯、图像处理和SOC。若以SOC为发展方向，那么就要多研究研究Xilinx或者Altera的软核、和其某些产品里的硬核。研究他们的架构、开发工具、以及相应的嵌入式操作系统。如有的内嵌了ARM A系列硬核，应该研究相应的Linux等操作系统了。若以图像处理、视频处理为发展方向，那么应该多研究图像采样原理、色彩空间及其转化、图像格式及其标准、通讯方式、图像滤波、图像缩放、多屏显示、视频矩阵，甚至是图像识别等等。高速通讯，我没研究过，没法说什么。但是，据说这个方向应该对高速PCB有很深的研究。 FPGA主要应用： 、逻辑控制（逻辑接口领域） 1．处理高速接口的协议，并完成高速传统方向,主要用于通信设备的高速接口电路设计，用FPGA一方面通信领域需要高最初以及到目前最广的应用就是在通信领域，的数据收发和交换。FPGA因此能够非常不适合做成专门的芯片。速的通信协议处理方式，另一方面通信协议随时在修改，的一半以上的应用也是在通信行业。到目前为止FPGA灵活改变功能的FPGA成为首选, 2、算法实现（信号处理、图像处理）在数字信号处理方向或者数学计算方向，很大程度上这一方向已经大大超出了信号处理的范畴。设计者有一定的数学功底，能够理解并改进较为复杂的数学算法，并利用这一方向要求FPGA FPGA内部的各种资源使之能够变为实际的运算电路。（控制）SOPC3、这个平台搭建的一个FPGA严格意义上来说这个已经在FPGA设计的范畴之内，只不过是利用如果涉及到需嵌入式系统的底层硬件环境，然后设计者主要是在上面进行嵌入式软件开发而已。做专门的算法加速，实际上需要用到第二个方向的知识，而如果需要设计专用的接要在FPGA方向发展其实远不如第一和第二个方向，其口电路则需要用到第一个方向的知识。目前SOPC的处理器，或软”“主要原因是因为SOPC以FPGA为主，或者是在FPGA内部的资源实现一个内部嵌入一个处理器核。但大多数的嵌入式设计却是以软件为核心，以现有的硬者是在FPGA逻辑资源去设计件发展情况来看，多数情况下的接口都已经标准化，并不需要那么大的FPGA 太过复杂的接口。为代表的各类嵌入式处理器开ARM而且就目前看来SOPC相关的开发工具还非常的不完善，以芯片提供了大多数标准的接口，大量成发工具却早已深入人心，大多数以ARM为核心的SOC嵌入式处理器提供了相关行业所需要的硬件加速电路，需要专门定制硬件场合确系列的单片机/的硬ARMXilinx将即使目前实很少。通常是在一些特种行业才会在这方面有非常迫切的需求。位单片机还里面，相信目前的情况不会有太大改观，不要忘了很多老掉牙的8核加入到FPGA 在嵌入式领域混呢，嵌入式主要不是靠硬件的差异而更多的是靠软件的差异来体现价值的。 。《数字信号处理》图像处理的。建议你学习一下《信号与系统》我们实验室就是做FPGA，选定一个方向进行具那本书。有了基础之后，然后学习一下冈萨雷斯写的《数字图像处理》体研究。图像处理的方向比较多，图像增强，图像复原，图像压缩，图像分割等等。个人感就觉做图像预处理（譬如图像去噪）比较好，如果涉及较为复杂的算法，用FPGAFPGA 需要深厚的功底。是一个不错的方向，但仅凭自学恐怕很难跟上技术发展的速度。今年视频压缩(编码与解码) ，中国的H.265AVS 2.0也会在不久后颁布。这些算法的硬件实现，难度都很大。将颁布实现。以及《信号编码》中、小波变换，以及用《数字信号处理》主要看一下DCTFPGA FPGA。重点是能用实现图像的编解码算法。的哈夫曼编码，还有就是现在流行的《H.264》 。一般也是为视频处理开发的，能满足你)百就有6、5便宜的(开发板FPGA+DSP 有现成的． 可以做滤波，也可以做颜色格式转的要求。一般外部信号进来，先由FPGA做个前段处理(进行图像处理，)，保存到板子上的存储器上或直接传给DSP，然后由DSP换等，看你要求FPGA就像你说的融合什么算法的。将处理后的图像再保存到存储器或传回FPGA，最后由输保存协助，完成数据的输入完成输出至显示器显示。DSP主要完成图像处理，FPGA 压力，提高效DSP来做可以减少简单的处理交由或简单的滤波格式、颜色变换出 (FPGA)率． 版权说明：本文档由用户提供并上传，收益归属内容提供方，若内容存在侵权，请进行举报或认领 xinpianxiehui
| 
楼主
标题置顶
标题高亮
