FPGA(现场可编程门阵列)笔记

*编程语言

**- [Verilog]:硬件描述语言,语法风格类似于C语言,用于数字电路的设计。

  • SystemVerilog\]:扩展自Verilog,增加了面向对象编程等特性,语法更接近于C++,适用于复杂系统设计。

*与软件的区别

- 软件使用语言写流程,主要关注算法和流程控制,FPGA用语言写逻辑电路。

*FPGA厂商

**- [Altera(Intel)]:提供Quartus开发环境。

  • Xilinx (AMD)\]:提供Vivado开发环境。

*FPGA分为时序电路和组合电路

**- 时序电路是由时钟边沿触发。

  • 组合电路由逻辑门与真值表组合而成,经过组合电路后需要重新进行时钟同步。**

*CDC(Clock Domain Cross)

**- 跨时钟域问题通常涉及如何安全地在不同的时钟域之间传输数据,避免亚稳态。使用多级触发器(如打两拍或三拍)是一种常见解决方案。

  • 对于数据总线,低速信号先产生握手信号,然后发布数据到寄存器,等待一段时间后读取。
  • 对于高速信号,使用异步FIFO和双口RAM进行同步。**

*RTC步骤

1. 编写RTL代码,寄存器传输语言。
2. 逻辑综合(synthesis),只有RTL可以被综合,将RTL代码转换成门级网表。
3. 布局布线(implementation)将网表变成芯片上的电路实现。
4. 生成配置文件烧录到FPGA。

*仿真软件

**- Synopsis,VCS,Verdi

  • Mentor,ModelSim -> QuestaSim**

*仿真流程

1. 首先编写test bench,test bench不局限于RTL语句。
2. 综合电路,将DUT(Design Under Test)和TB(Test Bench)变成网表。
3. 将网表变成可执行程序。
4. 运行仿真产生波形,test bench不仅用于生成测试激励,还可以包含检查机制来自动判断仿真的结果是否符合预期。

*电路调试

**- 可以在电路中插入内置的逻辑分析仪,使用JTAG设置trigger看波形。

  • 使用虚拟输入输出(VIO)模块,可以实时监控FPGA内部信号变化,辅助调试过程。**
相关推荐
陌夏微秋17 分钟前
FPGA硬件设计2 最小芯片系统-ZYNQ7020/7010
嵌入式硬件·fpga开发·硬件架构·硬件工程·信息与通信·智能硬件
猫猫的小茶馆21 分钟前
【STM32】HAL库中的实现(五):ADC (模数转换)
stm32·单片机·嵌入式硬件·mcu·51单片机·智能硬件·pcb工艺
紫阡星影2 小时前
【模块系列】STM32&W25Q64
stm32·单片机·嵌入式硬件
山烛3 小时前
矿物分类系统开发笔记(二):模型训练[删除空缺行]
人工智能·笔记·python·机器学习·分类·数据挖掘
keer_zu3 小时前
STM32L051同时处理Alarm A和Alarm B中断
stm32·单片机·嵌入式硬件
黑客影儿3 小时前
黑客哲学之学习笔记系列(三)
笔记·学习·程序人生·安全·职场和发展·网络攻击模型·学习方法
酷飞飞4 小时前
STC8单片机驱动I2C屏幕:实现时间、日期与温湿度显示
单片机·嵌入式硬件·51单片机·嵌入式
Starry_hello world5 小时前
MySql 表的约束
数据库·笔记·mysql·有问必答
源远流长jerry7 小时前
STM32之MCU和GPIO
linux·c++·stm32·单片机·嵌入式硬件
汇能感知9 小时前
摄像头模块在运动相机中的应用
经验分享·笔记·科技