FPGA設計者的5項基本功:仿真、綜合、時序分析、調試、驗證。
對於FPGA設計者來說,練好這5項基本功,與用好相應的EDA工具是同一過程,對應關係如下:
1. 仿真:Modelsim, Quartus II(Simulator Tool)
2. 綜合:Quartus II (Compiler Tool, RTL Viewer, Technology Map Viewer, Chip Planner)
3. 時序:Quartus II (TImeQuest Timing Analyzer, Technology Map Viewer, Chip Planner)
4. 調試:Quartus II (SignalTap II Logic Analyzer, Virtual JTAG, Assignment Editor)
5. 驗證:Modelsim, Quartus II(Test Bench Template Writer)
掌握HDL語言雖然不是FPGA設計的全部,但是HDL語言對FPGA設計的影響貫穿於整個FPGA設計流程中,與FPGA設計的5項基本功是相輔相成的。
對於FPGA設計者來說,用好“HDL語言的可綜合子集”可以完成FPGA設計50%的工作——設計編碼。
練好仿真、綜合、時序分析這3項基本功,對於學習“HDL語言的可綜合子集”有如下幫助:
通過仿真,可以觀察HDL語言在FPGA中的邏輯行爲。
通過綜合,可以觀察HDL語言在FPGA中的物理實現形式。
通過時序分析,可以分析HDL語言在FPGA中的物理實現特性。
對於FPGA設計者來說,用好“HDL語言的驗證子集”,可以完成FPGA設計另外50%的工作——調試驗證。
1. 搭建驗證環境,通過仿真的手段可以檢驗FPGA設計的正確性。
2. 全面的仿真驗證可以減少FPGA硬件調試的工作量。
3. 把硬件調試與仿真驗證方法結合起來,用調試解決仿真未驗證的問題,用仿真保證已經解決的問題不在調試中再現,可以建立一個迴歸驗證流程,有助於FPGA設計項目的維護。
FPGA 設計者的這5項基本功不是孤立的,必須結合使用,才能完成一個完整的FPGA設計流程。反過來說,通過完成一個完整的設計流程,才能最有效地練習這5項基本功。對這5項基本功有了初步認識,就可以逐個深入學習一些,然後把學到的知識再次用於完整的設計流程。如此反覆,就可以逐步提高設計水平。採用這樣的循序漸進、螺旋式上升的方法,只要通過培訓入了門,就可以自學自練,自我提高。
市面上出售的有關FPGA設計的書籍爲了保證結構的完整性,對 FPGA設計的每一個方面分開介紹,每一方面雖然深入,但是由於缺少其他相關方面的支持,讀者很難付諸實踐,只有通讀完全書才能對FPGA設計獲得一個整體的認識。這樣的書籍,作爲工程培訓指導書不行,可以作爲某一個方面進階的參考書。
對於新入職的員工來說,他們往往對FPGA的整體設計流程有了初步認識,5項基本功的某幾個方面可能很紮實。但是由於某個或某幾個方面能力的欠缺,限制了他們獨自完成整個設計流程的能力。入職培訓的目的就是幫助他們掌握整體設計流程,培養自我獲取信息的能力,通過幾個設計流程來回的訓練,形成自我促進、自我發展的良性循環。在這一過程中,隨着對工作涉及的知識的廣度和深度的認識逐步清晰,新員工的自信心也會逐步增強,對個人的發展方向也會逐步明確,才能積極主動地參與到工程項目中來。
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作者:杭州卿萃科技ALIFPGA
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