学fpga（起步）

Posted 2022-03-31 费晓行

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        很早就知道fpga，记得还是九年前在芯片公司的时候。那个时候在公司里面，主要也是用fpga做芯片验证，印象中好像用的是xilinx的v5、v7，vivado刚出来不久，价格还比较贵。当时觉得verilog挺好玩的，所以在2013年的时候写了一篇blog，https://feixiaoxing.blog.csdn.net/article/details/8897509。

        后来去了研究所，偶尔用了一次zynq芯片，觉得蛮好玩的。因为记忆中，fpga和arm soc是分开的，而zynq可以同时实现arm、fpga集成在一个芯片上面，并且可以把fpga做成linux的ip core，还是蛮神奇的。后来想想，其实这也算正常，毕竟arm+dsp的ti j6、arm + gpu的jetson开发板、arm + npu的rk3399 pro，这些其实都集成了arm架构，毕竟linux+arm的软件平台能用的东西太多了。

        真正觉得fpga有用，还是搞了一段时间图像后，发现想要对图像进行加速处理，fpga算是比较好的一个方案。虽然有一定的门槛，但是效果也是真的好。另外，和九年前相比较，现在电商网站，fpga的开发板很多，品牌也很多，便宜的几百块，贵的几千块，品种还是蛮多的。

        之前学fpga的时候，总觉得把verilog学好就好了，甚至还学习了怎么用fpga设计cpu。其实，学习fpga除了语法之外，还是要多上板子测试，多去实践真实的客户需求，这样才能形成正反馈，越学越好。此外，目前各个视频网站虽然学习资源蛮多的，但是还是发现了一些问题，

1、各大品牌都喜欢把fpga当mcu用

        很多培训资料都是mcu有什么用例，fpga就用什么例子。这其实有误区。如果是实现一般功能，mcu比fpga简单的不是一点点，学起来也容易。只是会让人产生疑问，为啥要学fpga。殊不知，只有真正遇到高并发、数据加速的时候，这个时候几乎只有fpga能帮得上忙。

2、zynq里面的fpga不只是点个灯而已

       zynq里面的fpga不应该是实现普通的硬件ip，点个灯、做个串口什么的。与此相反，他做的应该是算法加速，把算法单独做一个ip，写一个linux kernel driver驱动这个ip，被linux app上层调用，这才是zynq使用正确的方法。

3、hls代替不了verilog

        hls虽然可以翻译成verilog，但是如果不了解verilog，只是认为写写c就可以实现算法加速，这几乎是不可能的。软件工程里面有一个没有银弹的道理，说的就是这个意思。

4、先有时序图，后有verilog代码

        fpga虽然是底层设计，但是本身也是有规律可循的。不管什么开发，最好把时序图、接口图、状态机画好，然后再写verilog代码。和c编译不同，quartus和vivado编译综合的时间都不短，所以最好想清楚了再编代码、调试，这样会比较稳妥一些。

        另外，dsp、gpu、npu、多核cpu这些不是不好，只是arm+fpga具有更多的定制性，对于非标的产品来说，几乎是很好的一个选择。如果是大批量量产的商品，或者消费电子类产品，fpga未必是一个好的选择。