FPGA学习之路——一路走来

Posted 2023-02-03 thx9537

　　既然选择了远方，便不顾风雨兼程，一路走下去。　　—韩彬

　　在看bingo的书时，看到这样写到。做什么事情都不容易，学习也是，所以一个词很重要不忘初心。作为一名大二的学生，我很高兴能够将自己学习FPGA的过程记录下来，一是方便自己以后回头看的时候能够有所感触，而是想分享自己初学入门是的一些经验给予初学者，能尽量少走弯路。

　　我是大一暑假开始学习FPGA的，我是微电子专业，学校大三才开数电，大一的时候受老师推荐进了一个实验室，但是没有好好珍惜机会。最后便不退自出。大二学校FPGA创新实验室纳新，我非常想加入所以利用暑假的时间来学习。刚开始学习的时候没有一上来就摸代码，而是先从数电书开始看起，这是我第一次自学一门课，对着数电电子书看没感觉，后来就看ppt，遇到很多第一次接触的概念，但是没有办法没人去问，只能自己硬着头皮硬啃下来，现在回想起来真是非常感谢自己当时能静心去学，在刚开学那么忙的时候能顺利进去实验室去学习。附上数电电子书、ppt以及Verilog基本语法链接链接：http://pan.baidu.com/s/1dFywrpZ 密码：hh1f。

　　数电PPT和数电书要对应着看PPT上哪里看不懂了就看书上的详解，实在不行就百度，如果是自己自学的话这个过程是很慢的，所以在学校有老师教，这样的学习时间是很宝贵的，去外面学也不是不可，确实花了钱还是能学到东西的。但是我还是选择自学，毕竟囊中羞涩。基本上数电看上俩章的内容后你就会对组合逻辑有简单的理解，然后就可以看Verilog HDL语法了，我博客里有写赛思灵公司的开发工具ISE14.7安装包以及安装教程，使用详解。ISE使用方便适合着，主要是因为仿真激励不用自己写。只要有C语言编程基础，看一些简单的Verilog语法就可以上手操作编译了。

　　一路走来，在实验室里做了一些小任务，碰到一些我以为不可解决的难题，最后也都慢慢化解。所以就将自己大一上学期的一些心得体会总结出来，未来的学习之路会更加坎坷曲折，愿我能不忘初心。

   心得与体会

　　1.FPGA设计思想。记得该开始学习FPGA的时候，总是以读完题目就开始写代码，只是刚开始的工程比较小，只需要一两个always块，输入输出一写，基本也能写出来。但是随着工程逐渐变大，这样一拿到题目就直接敲代码的方法就难免有很多弊端。比如我在编写多功能数字表的时候想加入闹钟，时钟，秒表的功能，但是一上来就敲代码，最后写完了时钟的功能后发现闹钟秒表加进去很麻烦，最后费了很大的力气加进去但是加了一个有十二个输入的模块，这样从布线上讲太繁琐，从利用资源上讲浪费资源，总的来说是没有一个好的的设计思想。

　　首先在创建工程之前应该至少画出它的原理图，每个模块想要起什么作用在刚开始设计的时候就应该要考虑到，更细致的话画出它的模块内部连线图，各个always块之间的相互作用要理清楚。然后再照图施工，中间的细节再经过后期编译过程中的在调节修改。

　　2.模块化设计。模块化设计在编译的过程中可以提供很多便利。比如串口通信发送模块和接受模块我前面写过，那我在编译发送接收模块的时候就可以直接把整个.v文件拿来用，还有时钟消抖，led流水灯等。另一个便利就是在做比较的工程中避免一个module太大，修改查看代码不方便等，从原理图（RTL）上看起来也简单明了。

我在学习过程中还发现了身边同学有一点，他们在使用模块化设计分过多模块。串口通信发送工程，将分频波特率分出来，将发送接收计数器也分了出来。我认为没有必要分出来很多模块，波特率分频器可以分出来但发送接收计数器是没必要的。模块太多有时候例化连线时也会造成不便。所以我还戏称说咱这不能叫模块化设计了，应该叫always块化设计。

　　3.代码书写、命名规范、注释。我觉得这一点也是是十分重要的，比如在使用模块化设计想要将以前的代码拿来复用，但是你的名字起得五花八门，有时候时间长了自己也不知道写的是啥。代码书写也应该要有规范，比如begin end 要成对的打不会丢，多用复制粘贴可以减少书写错误等。对于一些比较难理解的地方应当表明注释，这样自己在阅读和修改的时候很方便，别人看的时候也会比较容易明白。隔一段时间回去看自己的代码也不至于会忘了自己写的意思。总结来说要打得一手漂亮的代码。

　　4.学会利用软件小技巧，仿真，编写激励技巧以及观察仿真波形图。以前没有仔细看仿真图的习惯，现在工程大了之后发现看仿真图真的可是省去好多时间。看着波形图去推代码满足条件，这样比直接下板子会节省好多时间。我在仿真串口通信接受模块时，将发送模块和接收块例化一起然后仿真，这样就避免了直接仿真接收模块时激励编写的麻烦，很多人这样做的时候会感到麻烦，我可以直接用我以前写的模块.v文件复制过来，很方便，这就体现了代码书写规范和模块化设计复用的优点。光针对串口通信而言，巧妙的利用他里面的一些信号，会十分方便，忙信号、发送结束信号等等，合理分配资源，最后事半功倍。

　　5.多讨论，请教他人。自己一个人单独编写代码的时候难免会碰到这样那样的bug，也容易会陷入思想的死循坏，所以也要多和别人讨论，请教他人。但不是直接要别人的代码，可以请教一下设计思想，想想自己有什么不足，为什么没有想到，多总结，多思考。

　　6.要有艰苦奋斗的精神。这学期以来，我为了完成任务，经常是周末一坐就是一整天。一个问题我也会几天连续的调试。最终往往都会找到解决办法。所以我觉得不会就去请教别人是好的，最后最好是自己能将它琢磨出来。