FPGA可以转IC设计吗？需要学习哪些技能？

Posted 2023-03-23 IC修真院

曾经在知乎上看到一个回答“入职做FPGA，后续是否还可以转数字IC设计？”

从下面图内薪资就可以对比出来，对比FPGA的行业薪资水平，IC行业中的一些基础性岗位薪资比很多FPGA大多数岗位薪资都要高。

除了薪资之外更多FPGA转IC设计的有以下几个原因：
①从业多年竟然找不到了应该攻克的方向，技术路线逐渐迷失，以至于影响职业信念。

②FPGA技术本身发展很快，而FPGA开发的工作有一些内容将会被新工具，新流程所改变或者取代。

③自身所在的公司在向芯片IC开发做转变，而原有的FPGA开发平台就需要做升级，员工被要求做技术换代升级。

④资本浪潮追逐升级，系统更大（承载量）更复杂（大团队协作），要求产品最终呈现芯片的形式。

FPGA与IC设计有哪些差异？

首先，FPGA的逻辑设计与数字IC设计的基础技能是相同的，都需要使用HDL代码进行编程。

其次，在开发流程上，也有一部分工作是可以通用的，除综合方式不同，前期的RTL编程、语法检查、功能仿真等内容都是高度重合的。

在设计开发中都需要大量用到片上存储（RAM、ROM、FIFO），以及可能会用到一些IP，虽然FPGA的片上存储的本质都是RAM，但在应用层面来说并没有太大区别。

然而，重合最多的还是数字IC设计基本都需用FPGA进行原型验证。因为功能仿真的场景是人为构建的，不是真实的工作场景，所以经常存在认知误差。而FPGA能让数字IC设计的代码在真实场景下进行验证，使其排查出很多仿真难以发现的问题。

但是，在两者相同之中，又有不同之处。其中HDL编码规范存在差异：

就语法要求而言，数字IC设计更加严苛，有些在FPGA设计中使用的语法无法适用于数字IC设计。

就工作环境而言，数字IC设计一般都在Linux工作站中进行，这是因为开发工具链有较大差异，完整数字IC开发可能前前后后用到十多种软件，并且大部分软件都不支持Windows系统；而FPGA开发所用的软件相对较少，基本都可以在Windows系统下进行。

就硬件知识储备而言，FPGA设计需要去了解FPGA器件知识，理解FPGA的LUT/FF结构和FPGA中带有的IP，通常会需要开发者自己进行板级调试，这个过程中就需要掌握一些通用的硬件电路和使用一些电子仪器。而数字IC开发对硬件知识的掌握则没有太多要求（因为在数字IC设计中还有模拟的岗位），数字IC开发更关心的是逻辑电路的实现，需要更多的考虑逻辑级数、功耗和时序等问题。

想转数字IC设计需要学习什么专业知识？

1：进数字IC前端/FPGA设计的专业知识学习，推荐这本书：《CMOS VLSI Design A Circuits and Systems Perspective》。

自认为是数字IC设计入门“圣经”。基本电路结构，加减法器结构，组合逻辑，时序逻辑，跨时钟设计都有涉及。

2：在此还需要理解On-Chip-Bus的基本知识与一个数字系统的基本结构，建议学习理解：AMBA总线，含：APB/AHB/AXI。由于ARM在数字IP领域的领导低位，AMBA总线事实上已经成为数字IC的通用总线结构，必学。

3：现在可以开始做数字IP的设计了，涉及到使用相关EDA tool。
a）：功能验证：对于初学者（在校生），能modelsim/questasim上做仿真测试，熟悉波形窗口；debug RTL code。再使用下windows版的nLint/Debussy就能完成数字IP功能设计验证了。
b）：综合与实现：这部分首先（重点）要掌握STA原理，比如：cell delay在cell library里面是怎么标定的，tool是怎么计算delay的，setup/hold timing check的计算公式是什么；clk skew, clk uncertainty, create_clock, create_generateclock, set_ideal_network, set_input_delay, set_false_path, set_multi_cycle_path，OCV , … 是什么意思，对STA有何作用。懂了STA原理，就可以用TCL语言写SDC（DC综合）/XDC（vivado综合实现）timing constraint了。目前XDC/SDC的语法已经基本统一了。

进阶知识、技能

1：算法方向：信号与系统，数字信号处理（DSP）；
2：接口方向：UART/IIC/SPI/DDR等常用接口协议；如有余力，可以看看USB/PCIE/SATA/MIPI；
3：日常工作的OS平台：linux操作系统使用；vim(emac)使用；bash(csh)；makefile；
4：脚本语言：Perl(Python)/TCL；
5：版本管理工具：SVN/Git；

实训项目

从去年以来，企业更看重项目经验，做过项目和没做过项目，在面试官眼里有很大的差别。这里就建议大家尽可能多参与项目，从企业中获取项目，真正跟着公司做过事情的人面试时的表现是不同的。社招的话有无项目经历、项目的方向、项目完成度都是非常重要的。尤其是社招，项目经验是岗位匹配度的一个重要参考标准。

如何增加项目经验，或者什么样的项目经验可以得到面试官的青睐。

来听听资深工程师怎么说？

我们说增加项目经验，你做项目，具体分下来比如我们在做设计或者做验证，一定是有一个点，我们要交付的质量标准是什么样的，我们越深入的了解交付标准，就我们越深入的了解业务，我们就可以更贴切的去知道去交付的东西未来会遇到什么问题，我们就能提前把它准备了。

我们在 review 的时候，和主管去讨论，或者是和客户去讨论，包括设计和验证人员去讨论问题，更关心问题背后的逻辑，更关心产品背后的逻辑，要去贴近它的使用场景，去想这件事情来龙去脉，多看好例子，多去探讨实现的细节。虽然我没有真的coding，但是这件事情我想通了。

要增加项目经验，简单的说一点，我们还是想继续卷，我们还想更优秀。所以在工作前三年，是一个把自己埋起来去学习的这样一个过程。还需要更长时间的磨练，我们才能叫 senior 工程师。

今年我的年薪 30 万，后年我的年薪得 50 万，再过几年我的年薪得百万，我觉得都可以，但也不拘泥于这些。希望大家都有一个说起来眼睛能冒光的目标。就像我们当年在校学习一样，为了目标，为了这个成绩，我们一定有无限多种方法去实现它。

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