FPGA工程师三重门 看端德教育如何破解
近几年,FPGA工程师的平均工资可以达到8348元,使得许多人趋之若鹜。但是,你知道如何才能成为高端优秀的FPGA工程师?
虽然许多人都想的做FPGA工程师,但是刚入行的菜鸟总是在重复的问一些非常简单但是又让新手困惑不解的问题。作为管理员经常要给这些菜鸟们普及基础知识,但是非常不幸的是很多菜鸟怀着一种浮躁的心态来学习 FPGA,总是急于求成。华东地区最具实力的FPGA工程师培训机构——端德教育发现,很多菜鸟都被三重门给挡在门外。
一重门:不熟悉 FPGA的内部结构,不了解可编程逻辑器件的基本原理。
现状:很多菜鸟不知道FPGA为什么是可以编程的?恐怕他们也不想知道。因为他们觉得这是无关紧要的。他们潜意识的认为可编程,肯定就是像写软件一样。
后果:不了解FPGA内部结构,就不能明白最终代码如何变到FPGA里面去的,也就无法深入的了解如何能够充分运用FPGA,要想学会FPGA 恐怕是天方夜谭。
解析:FPGA之所以可编程是因为可以通过特殊的01代码制作成一张张 “真值表”,并将这些“真值表”组合起来以实现大规模的逻辑功能。
FPGA内部主要三块:
可编程的逻辑单元:其基本结构某种存储器(SRAM、 FLASH等)制成的4输入或6输入1输出地“真值表”加上一个D触发器构成。
可编程的连线:连线上有很多用存储器控制的链接点,通过改写对应存储器的值就可以确定哪些线是连上的而哪些线是断开的。这就可以把很多可编程逻辑单元组合起来形成大型的逻辑电路。
可编程的IO:这其实是FPGA作为芯片级使用必须要注意的。任何芯片都必然有输入引脚和输出引脚。有可编程的IO可以任意的定义某个非专用引脚(FPGA中有专门的非用户可 使用的测试、下载用引脚)为输入还是输出,还可以对IO的电平标准进行设置。
二重门:错误理解 HDL语言,怎么看都看不出硬件结构。
现状:HDL语言的英语全称是:Hardware Description Language,HDL不是用来设计硬件的,而仅仅是用来描述硬件的。描述这个词精确地反映了HDL语言的本质,HDL语言不过是已知硬件电路的文本表现形式而已,只是将以后的电路用文本的形式描述出来而已。而在编写语言之前,硬件电路应该已经被设计出来了。语言只不过是将这种设计转化为文字表达形式而已。但是很多菜鸟就不理解了,既然硬件都已经被设计出来了,直接拿去制作部就完了,为什么还要转化为文字表达形式再通过EDA工具这些麻烦的流程呢?
后果:如果看到的HDL始终是一条条的代码,那么永远摆脱不了菜鸟的宿命。
解析:很多菜鸟没有了解设计的抽象层次的问题,任何设计包括什么服装、机械、广告设计都有一个抽象层次的问题。就拿广告设计来说吧,最初的设计也许就是一个概念,设计出这个概念也是就是一个点子而已,离最终拍成广告还差得很远。硬件设计也是有不同的抽象层次,每一个层次都需要设计。
最高的抽象层次为算法级、然后依次是体系结构级、寄存器传输级、门级、物理版图级。使用HDL的好处在于我们已经设计好了一个寄存器传输级的电路,那么用HDL描述以后转化为文本的形式,剩下的向更低层次的转换就可以让EDA工具去做了,这就大大的降低了工作量。这也就是说在对这一抽象层次上硬件单元进行描述可以被EDA工具理解并转化为底层的门级电路或其他结构的电路。
在FPGA设计中,就是在将这以抽象层级的意见描述成HDL语言,就可以通过FPGA开发软件转化为FPGA内部逻辑功能实现形式。
三重门:FPGA本身不算什么,一切皆在FPGA之外
现状:FPGA是给谁用的?很多学校解释为给学微电子专业或者集成电路设计专业的学生 用的,其实这不过是很多学校受资金限制,买不起专业的集成电路设计工具而用FPGA工具替代而已。其实FPGA是给设计电子系统的工程师使用的。这些工程师通常是使用已有的芯片搭配在一起完成一个电子设备,如基站、机顶盒、视频监控设备等。当现有芯片无法满足系统的需求时,就需要用FPGA来快速的定义一个能用的芯片。很多菜鸟无法理解这一点。
后果:要让FPGA里面的资源如何组合,实现何种功能才能满足系统的需要,光懂点FPGA知识远远不够,没有更多更广泛的知识永远摆脱不了菜鸟的命运。
解析:目前FPGA的应用主要是三个方向:
第一个方向,也是传统方向主要用于通信设备的高速接口电路设计,这一方向主要是用
FPGA处理高速接口的协议,并完成高速的数据收发和交换。这类应用通常要求采用具备高速收发接口的 FPGA,同时要求设计者懂得高速接口电路设计和高速数字电路板级设计,具备EMC/EMI设计知识,以及较好的模拟电路基础,需要解决在高速收发过程中产生的信号完整性问题。
第二个方向,可以称为数字信号处理方向或者数学计算方向,因为很大程度上这一方向已经大大超出了信号处理的范畴。在这一方向要求FPGA设计者有一定的数学功底,能够理解并改进较为复杂的数学算法,并利用FPGA内部的各种资源使之能够变为实际的运算电路。
第三个方向就是所谓的SOPC方向,其实严格意义上来说这个已经在FPGA设计的范畴之内,只不过是利用FPGA这个平台搭建的一个嵌入式系统的底层硬件环境,然后设计者主要是在上面进行嵌入式软件开发而已。
看南方最具实力的硬件培训机构-端德教育该如何破招
破解支招一:师资强大,理解万岁
端德教育的师资力量强大,主要体现在,端德教育不仅仅是杭州最大的硬件设计培训机构,更是南方最具实力的硬件培训机构,端德教育的实力也主要是体现在他的师资上,除了曹端德教授以外,还有更所高级工程师,专业工程师老师的助阵,让端德教育的师资力量非常的强大。
【曹端德老师】:浙江大学教学,仪器科学高级工程师
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