FPGA/IC设计入门2-Fpga入门

fpga设计入门
  这几天比较忙，我就多少写一点，积少成多：）
  学习fpga应该从xilinx和altera器件的入手，这是当今世界最大的两家可编程器件供应商，当然学习fpga应该你具备一定的Verilog的基础。我们就用xilinx作为例子来讲解吧。
  fpga的开发流程，首先是综合，布局布线，生成bit文件，最后下载。
  综合，可以用synplify，也可以用synopsys的fpga compiler，当然也可以用ISE自带的综合工具，Mentor也提供fpga开发的工具。作为入门，synplify是一个很好的选择，第一，可以熟悉电路结构，第二，作为入门你可以在synplify的综合流程中检查自己代码的质量。以前没有用LEDA做代码QA的时候，我是经常用synplify作为QA的工具的，当然你得对synplify的综合策略和综合报告比较熟悉才行。综合完毕之后生成EDIF文件。
  作为xilinx，第三方的综合工具可以提供EDIF或者NCF文件，自带的XST综合工具输出的是NGC，与此同时，我们可能还会用到xilinx的core，core文件主要以edn形式存在；有了这些文件我们就进入implementation阶段，这个阶段分translate，Map，PAR三大部分，translate是把综合得到网表和core的网表文件转化为NGD文件，作为Map的输入，Map是把网表文件映射到Xilinx中的基本元件中，如slice，blockram等等，最后PAR也就是place and route，最后就可以生成bit文件了。推荐的书籍《FPGA/CPLD设计工具——Xilinx ISE5.x使用详解》，该书对整个设计流程有详细的描述，还介绍了很多高级技巧，不过对于asic设计人员，除非要做FPGA验证，否则没有必要看这些东西，因为学习FPGA就是一个完整的ASIC设计流程，不像做ASIC那样设计人员还分前端后端，做FPGA涉及的将会是很多因素，包括内部结构和板级的调试等等。
  学习fpga除了学习开发流程之外，另外一方面是学习其内部结构。xilinx的fpga的结构介绍如下：基本单元是LUT，由LUT组成SLICE，由SLICE组成CLB，具体多少个LUT组成SLICE，多少个SLICE组成CLB由不同的器件类型决定，可以参考datasheet。此外，就是Block Ram，DLL或者是DCM，还有DSP等。现在流行SOC，不少高端器件还嵌入了微处理器，有软核有硬核。学习硬件结构最好的入门书籍是孟宪元先生的书，虽然时间有点久了，不过从我看的书来看，只有他才是分析得最为彻底的。现在介绍这方面的书籍也多了，不过，有点要提醒的，用什么器件看什么器件的datasheet，没有必要把这个东西当教科书学，查一查就可以了。
  学习fpga有机会买个板子自己写点程序跑一跑，应该是一件挺不错的事情。现在很多宽带通信应用的fpga设计有Serdes接口，DDR接口之类的，不是特殊要求，自己玩，估计也用不上那么复杂的，写几个状态机或者是UART就可以。