FPGA学习入门从点灯开始

首先，FPGA开发工程师是一个相对高薪的工作，但是，很多同学在刚入门时都会有一种无从下手的感觉，尤其是将FPGA作为第一个要掌握的开发板时，更是感觉苦恼；本人也是如此，以下就本人学习FPGA开发的一些情况做一些介绍，希望后来者能够少走弯路。

第一次接触FPGA是在本科毕设中，那时候选毕设课题得用抢的，盯着电脑等毕设选题时间一到，大家都开始抢，博主那时候刚好在北京参加一个飞行员招聘，所以很悲催的就被遗弃了，还好当时的舍友打电话告知要选题，要不然能不能毕业都难说，当时舍友帮我念着所剩无几的毕设题目让我进行选择，最后在万般纠结下就随便选了一个与FPGA相关的，具体题目是做步进电机控制的，现在回想起来当时选的这个题目真的不是很难。也可能当时的认知比较低吧，很多东西都没学会，整个毕设里也就做了个分频器、按键、led灯指示仅此而已。

下定决心要学习FPGA是在研究生刚开学的时候，当时，对研究生学习没有一点的目标和想法，整天纠结于是学算法、软件还是硬件上了，纠结来纠结去，马上就到了研一要结束了，作为一个2年制的专硕来说，这个时间点没学到东西是很尴尬的；就在7月15号左右，我才正式开始了FPGA的开发学习（这里说一下本人毕竟在本科做过FPGA相关设计，所以要捡起来也是比较容易知道学什么的，而且在研一期间还自学了Verilog语言，还有一部分数电，感觉这些在接下来的学习都是很有用的）。

啰嗦完毕，接下来介绍具体怎么入手；首先，个人感觉总结的一套套路是：知道怎么用QuartusII软件之后，直接上例程（比如电灯、流水灯、数码管等）；然后再学习Verilog代码的编写，其次，学会使用Modelsim的使用，接下来学习怎么编写TestBench测试文件；接下来就是自己找各种视频中的小项目自己去做，具体流程如下：建立新工程、编写Verilog设计文件、保存到相应位置（注意这个位置是在工程文件夹下面的，而且工程文件和设计文件都不能使用中文）、编译、修改错误、引脚设置、未用引脚设置（三态）、再次编译、设置生成测试文件的位置、生成测试文件、对测试文件进行改写（一般生成的测试文件都是不能用的，需要设计人员去设计输入激励）、编写完成后保存、调用RTL仿真观看仿真波形、如果功能无误后下载到板子里，一般在调试的时候都用JTAG调试，除非要实现代码固化的时候用AS下载，这些基本上就是做FPGA前端开发的整体流程了。

至于之后的signaltapII静态时序仿真，博主没做过，所以不做具体评论。相信新手们只要按照我所写的具体流程去做，哪一块不会就去找哪一快的资料，相信用不了2个月基本的入门是没有问题的。

还有就是，个人感觉Verilog语言中重点需要掌握的就是一下这几个语句结构：always写时序和组合逻辑，assign写组合逻辑，条件语句if

else，以及选择语句case，还有仿真测试文件里经常使用的initial语句。还有就是需要掌握的几个代码：计数器编写、状态机编写、FIFO编写、打两拍编写。接下来就是要掌握的外围器件的驱动和接口等，比如UART，IIC，SPI，VGA等，这里强烈推荐明德扬的视频，讲的很好，还有就是建议学一下基于FPGA的图像边缘检测系统设计，这里面涵盖了很多需要学习的东西，基本把这个项目搞定的话，找工作和FPGA开发都不会有太大的问题，在该项目中具体用到的比如：FPGA与OV7670摄像头的接口设计，数据采集，图像处理算法，SDram的读写，VGA的显示等。具体项目介绍在潘文明老师出的手把手教你学FPGA设计那本书里面的第八章都有将到，不过具体代码都是需要读者自己编写的。

「FPGA之Verilog点灯小程序」

话不多说，直接做介绍：

首先个人用的是QuartusII11.0，开发板用的是CycloneIV的EP4CE6E22C8N芯片。

led灯使用的是低电平有效；

要执行的功能是：上电灯就亮，这里使用的是四个led灯；

具体代码如下：

由于功能上是只要上电就亮，所以就不需要时序控制了，那么就是一个组合逻辑电路；

 

module led_light(

           led

           );

           output[3:0]                 led;

          reg[3:0]                       led;

          always@(*)begin

              led = 4'b0000;

         end

endmodule

 

　　审核编辑：汤梓红