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Xilinx Artix-7 FPGA快速入門、技巧與實(shí)例連載6——FPGA開發(fā)流程

發(fā)布時(shí)間:2019-4-10 15:04    發(fā)布者:rousong1989
Xilinx Artix-7 FPGA快速入門、技巧與實(shí)例連載7——FPGA開發(fā)技能
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在FPGA技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展的同時(shí),工程師或開發(fā)團(tuán)隊(duì)所需要具備的技能比過去要多得多,甚至也超過了其他任何可編程芯片(如MCU、ARMDSP)。今天的FPGA工程師可能需要精通系統(tǒng)級(jí)的設(shè)計(jì)、功能定義和劃分、嵌入式處理器實(shí)現(xiàn)、DSP算法實(shí)現(xiàn),HDL設(shè)計(jì)輸入、仿真、設(shè)計(jì)優(yōu)化和高速電路板的布局布線以及各種不同的信號(hào)接口標(biāo)準(zhǔn)。FPGA工程師可能需要來自系統(tǒng)、軟件和硬件工程的設(shè)計(jì)技能。
很少有技術(shù)像FPGA開發(fā)一樣,需要豐富的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)才能充分利用其技術(shù)優(yōu)勢。FPGA設(shè)計(jì)是一種整合的技術(shù),要求從不同的設(shè)計(jì)領(lǐng)域融合多種設(shè)計(jì)技能。如圖1.34所示,在一些復(fù)雜的FPGA開發(fā)過程中,極可能涉及到多種交叉的設(shè)計(jì)技能。
圖1.34 FPGA多種設(shè)計(jì)技能的交叉
表1.1 FPGA開發(fā)所需的各方面技能
  
硬件/DSP設(shè)計(jì)
  
  
n  板級(jí)硬件與接口設(shè)計(jì)
  
n   DSP算法的硬件實(shí)現(xiàn)
  
n  邏輯電路設(shè)計(jì)
  
n  功耗與去耦設(shè)計(jì)
  
n  硬件仿真
  
n  板級(jí)引腳分配
  
n  硬件模塊調(diào)試
  
n  I/O特性的定義
  
n  設(shè)計(jì)布局
  
n  設(shè)計(jì)優(yōu)化權(quán)衡
  
n  信號(hào)完整性和終端匹配
  
n  FPGA器件和封裝選擇
  
軟件(HDL)設(shè)計(jì)
  
  
n  HDL語言的設(shè)計(jì)輸入
  
n  腳本實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化處理
  
n  設(shè)計(jì)測試平臺(tái)的開發(fā)
  
n  HDL流程設(shè)計(jì)的配置管理
  
n  設(shè)計(jì)約束
  
n  支持設(shè)計(jì)復(fù)用
  
系統(tǒng)設(shè)計(jì)
  
  
n  處理器需求分析
  
n  設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)流的定義
  
n  處理器架構(gòu)的選擇
  
n  硬件/軟件實(shí)現(xiàn)的權(quán)衡
  
n  系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)的層次結(jié)構(gòu)定義
  
n  功能劃分和模塊化設(shè)計(jì)
  
n  系統(tǒng)模塊的集成與接口測試
  
n  系統(tǒng)級(jí)測試,調(diào)試和驗(yàn)證
  
軟件/DSP設(shè)計(jì)
  
  
n  處理器代碼模塊的定義
  
n  代碼的編寫和測試
  
n  DSP算法的軟件實(shí)現(xiàn)
  
n  常規(guī)的代碼調(diào)試和驗(yàn)證
  
n  在處理器上運(yùn)行操作系統(tǒng)
  
n  代碼的配置管理
完成一個(gè)FPGA工程所需要的設(shè)計(jì)技能,初看起來似乎非常廣泛。例如,在設(shè)計(jì)的輸入和仿真階段,用的是HDL,偏重的是軟件;而在設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)階段,使用的是FPGA器件的物理資源,包含了混合的I/O單元、存儲(chǔ)單元、寄存器、布線和特定功能的電路,這些都是偏重于硬件。
在FPGA開發(fā)的各個(gè)階段中,往往要求工程師掌握很多設(shè)計(jì)技能。而在掌握這些技能的同時(shí)還需要完成整個(gè)設(shè)計(jì),這是一件很有挑戰(zhàn)的任務(wù)。若能夠擁有一個(gè)多學(xué)科的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì),就能具備一系列獨(dú)特的優(yōu)勢和經(jīng)驗(yàn),實(shí)屬最佳的人力資源方案?上В@樣理想的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)往往由于各方面的資源限制,而無法組建。因此,實(shí)際的FPGA開發(fā)團(tuán)隊(duì)就要求每個(gè)成員在項(xiàng)目開發(fā)過程中不斷的延伸和拓展新的技能。這就意味著,每個(gè)團(tuán)隊(duì)成員都有機(jī)會(huì)盡可能多地熟悉FPGA開發(fā)過程中的各個(gè)要素。
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