玩转FPGA的PDF电子书免费下载

网络整理 2021-01-15 16:04:34 0评

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  一直以来都想写点什么,关于FPGA 设计,因为有点不太服气。为什么同样是设计,有些人可以好像玩一样的摆弄,photoshop,很时尚,很跩。有些人可以用所谓的广告创意玩弄人们的智商。而硬件工程师则一律的被人以为呆板没有创意。我是说,为什么我们不可以享受设计本身的乐趣,发挥我们自己的创意,为什么就不可以很随心所欲的摆弄我们手里的那些玩具到处炫耀,让美女们看着我们的眼睛都发光?难道一定就是那些冷冰冰的Datasheet, 死板的Schedule, 老板的猪肝脸?所以我写这些东西的目的,就是想让大家可以和我一起起来,玩转FPGA。所以大家千万别抱着学习的态度来看。看累了,不如去打打游戏,看烦了,不如自己去试着做几个项目玩玩。

  FPGA 是可以玩的,而设计FPGA 的工具也是很好玩的,为什么?我们先了解一下我们的玩具。和所有的玩具一样,这款玩具也有它的适合玩家。你如果有一些准备,你可以玩得更开心些。首先是语言,你需要至少知道一样设计方式吧。Verilog 或者VHDL.我个人比较喜欢Verilog,不过这并不重要。不会?那会画电路图也可以啊。或者呢,会用Simulink 搭个模型什么的也可以。如果会写一点C,恐怕就更好了。

  那么什么是FPGA (已经知道的朋友尽可以跳过去不看)。想知道学名,去查一下字典,想知道他的历史,去问一下你的教授。我不说这些,因为我们的目的,就是玩。你应该知道芯片吧。对,好像因特尔的CPU,还有AMD。好像德州仪器的DSP。还有ASIC, ASSP, 反正现在这个世界,没有芯片你恐怕活不下去。而学电子的,如果不知道芯片,那也不用活了。还有一样东西,你一定也知道,就是CD-RW, DVD-RW.反复可擦写光盘。而FPGA 就是反复可擦写的芯片。这样你就知道他能有多好玩了,是否还记得第一次拿到CD-RW 的时候那种惊喜的感觉?想放什么就放什么,想做什么就做什么。你拿到的这东西就是一片巨大的空白,就看玩家怎么往里面塞东西了。 因为他已经是现成的半成品,完全不需要去等待漫长的流片时间,你就可以看到你的设计在板上实现。这就是为什么这个玩具,它可以玩,而且因为是数字电路,所以随便你怎么玩,只要你不插错电源,都可以。不会着火的安全玩具。

  下面一个问题是,为什么要玩FPGA。FPGA 一开始是一种附属的玩具,主要的玩具是ASIC。人们为了验证ASIC 设计的功能,往往用FPGA 来测试。因为他不需要漫长的制造时间。就好像看看这个小孩子长什么样吧,也就知道他长大了大概是什么样子。但是现在这个小孩子居然也慢慢长大了。他开始普遍被用在非常多的产品里面。首先一个原因是价格。现在的工艺水平是越来越高,这当然是好事情,但是坏事情是,也变得越来越贵。可以想象啊,线宽越来越窄,不是需要更厉害一点的放大镜吗?而这种高工艺导致的高价格是很多产量并不大的ASIC 无法承受。而FPGA 作为一个通用的器件呢,它完全可以去追求最新最好的工艺,而让它的买家一起分摊它的成本。它是目前芯片业拥有利润空间最大的一个分支。可以想象,如果有一天,FPGA 公司把这块利润释放出来,对ASIC,ASSP 设计公司的打击是致命的。第二个原因,就是他可以玩,可以反复擦写。玩这个,比玩ASIC 要快很多,产品可以早点卖出去。另外如果有一天,你又想出了更好的玩法,你完全可以去把你已经卖给别人的东西换掉,变成更好的东西。而如果这个时候你面对的是你设计的ASIC,你只好哭吧。第三个原因,就好像广告里面说的:方便。

  再来看看这套玩具里面有些什么。首先是硬件,各种款式的FPGA 芯片,各种应用的开发板。根据各自己不同的玩法,选择,拼接各种不同的产品系列。如果现成的不够用了,完全可以自己做一块。然后是工具。QuartusII,这是一个魔盒,它就好像photoshop 一样,可以把你原本看上去有点尴尬的照片,变成美轮美奂的艺术品。NiosII,嵌入式CPU,是的,你没听错,就是CPU,而且是你想放多少就可以放多少的CPU。还不过瘾?那看看DSPbuilder 吧(这是我的至爱)。帮你把Simulink 模型算法变成最终硬件的工具。是的,你完全不需要写一行代码。

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