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。
  • VHDL:另一种硬件描述语言,其语法结构与Pascal相似。**

*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。
  • 国产有易灵思等等。**

*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
M78佐菲4 小时前
ARM学习笔记(1)
linux·arm开发·笔记·嵌入式硬件·学习
益达丫5 小时前
Socket编程揭秘:端口、IP与进程通信的底层逻辑
linux·笔记
恶魔泡泡糖9 小时前
stm32F103C8T6标准库串口接收之中断方式2
stm32·单片机·嵌入式硬件
充哥单片机设计10 小时前
【STM32开源项目】智能小区充电桩
stm32·单片机·嵌入式硬件·毕业设计·小区充电桩·智能小区充电桩
马可家的菠萝10 小时前
你收藏的资料,有多少真的被你第二次打开过?
笔记·知识管理·效率提升·个人知识库
嵌入式-老费10 小时前
esp32开发与应用(如何解决SoC冷启动的问题)
单片机·嵌入式硬件
JoYER_cc11 小时前
FPGA 调试实录:LED 闪烁程序从踩坑到仿真验证的完整经验总结
fpga开发
小刘在重生~11 小时前
Java Lock 显式锁案例|ReentrantLock 解决多线程安全问题(超详细实战)
java·笔记·面试
职豚求职小程序11 小时前
中国人寿27秋招笔试[特殊字符]北森机考|备考攻略
笔记
江湖人称菠萝包11 小时前
【Qt】《Qt 5.9 C++开发指南》笔记-Chapter9-Qt Charts
笔记·qt·qt5