Verilog和FPGA的自学笔记1——FPGA

FPGA的一些事情

一点想说的话

在我自学Verilog和FPGA这段时间之前,我找了许多教程,可惜没有一个令自己满意的(大部分视频废话有点多,听着累,很多文本教程也无法站在初学者角度进行讲授)。

于是就结合手头现有的一些例程、仅有的一点资料,外加一个豆包,开始了这段Verilog自学之旅。

花了大量时间弄懂一些东西之后,担心自己遗忘掉花了这么多代价学会的东西,也希望帮助到更多想要学习FPGA的同学们(网上有言论学历低的就不该学FPGA,如果从找工作角度来说,可能有一定合理之处,但我认为,如果喜欢一件东西,应该是去主动追求那份美好的),同时也是记录自己现在这段经历的,对于时代尖端技术的纯粹的向往,初心与一点幼稚的勇气------

于是有了以下一些博文......

希望与大家共勉 (^_^)

什么是FPGA

我最早看到FPGA,相比于CPU、GPU,脑子里是这个:

????

于是求助一下:

看了以后,脑子里是这个:

?????????

额这什么鬼啊......

查了一些资料以后,加上看过一些自媒体的视频,最初的理解是这样的:

FPGA是一种半定制芯片,它可以根据用户的需要改变内部电路结构,从而做出更适合算法的硬件电路。

虽然看上去理解基本差不多,我想到的还是这个:

半定制?每次烧写程序还得改变硬件结构?怎么做到的?这个芯片用久了内部晶体管会不会接触不良?(捂脸)

直到我用vivado点亮了led灯,我才明白......哦~~~

FPGA内部其实只有查找表(LUT)、D触发器(Filp-flop)、进位链、块RAM组成。

那什么是查找表呢?

一开始我看见这个LUT,天真地认为是让用户对照一张表一个一个查二进制代码,然后发现zynq7020里有53,200个LUT......(再次捂脸)

其实是这样的:
虽然FPGA是可编程逻辑门阵列,但并不意味着FPGA的基本组成单元是与或非这些通用逻辑门,而是查找表

(如果有同学用EEPROM制作过7端数码管译码器就会恍然明白)

查找表本质上是一个ROM,存储着输入和输出之间所有可能的真值组合。

或者说,查找表是一个存储了包含所有可能的真值表的ROM。

FPGA用上万个存储所有可能真值表的ROM,替代了基本逻辑门,实现了更快的逻辑处理。

所以,LUT是一种资源。LUT越多,能够实现的硬件电路就越复杂。

(从一开始希望LUT少一点,到现在盼望LUT能再多一点......哈)

查找表能实现逻辑运算,触发器能实现数据寄存------FPGA能实现世界上几乎所有算法了。

我记得有个博主形容FPGA里面是一堆工程师的"积木",太恰当了。

MCU,CPU这些直接给出具体的"房子",我们只能根据自身需要调整每个房间的用途。而FPGA则给了我们一块块砖,我们能根据需要,盖出最符合需求的房子。

这样效率和速度自然就变得极高,在一些特定场景,FPGA所能提供的算法加速,远非CPU,GPU这些"PU"们能够企及的。

那怎样决定这些查找表、触发器之间的连接呢?

这就要靠大名鼎鼎的硬件描述语言------Verilog了。(当然硬件描述语言不止Verilog一种,就像有许多高级语言一样)

关于FPGA本身,就写到这里吧。如果有不明白或错误之处,也希望大家在评论区给出,帮助大家的同时也能再次提升自己对于FPGA和Verilog的理解,感谢大家!!

系列链接:

下一篇:Verilog和FPGA的自学笔记2------点亮LED

相关推荐
今天只学一颗糖2 小时前
Linux学习笔记--insmod 命令
linux·笔记·学习
丰锋ff2 小时前
2016 年真题配套词汇单词笔记(考研真相)
笔记
Le1Yu3 小时前
2025-10-7学习笔记
java·笔记·学习
Zwb2997924 小时前
Day 24 - 文件、目录与路径 - Python学习笔记
笔记·python·学习
最遥远的瞬间5 小时前
一、通用的FPGA开发流程介绍
fpga开发
能工智人小辰5 小时前
Coordinate Attention for Efficient Mobile Network Design 学习笔记
笔记·学习·php
weixin_450907287 小时前
第八章 FPGA 片内 FIFO 读写测试实验
fpga开发
xian_wwq8 小时前
【学习笔记】边缘智能(Edge Intelligence):如何实现“就地决策”的方法
笔记·学习·边缘智能
我登哥MVP8 小时前
HTML-CSS-JS-入门学习笔记
javascript·css·笔记·学习·html