1. fpga编程语言为何叫硬件描述语言?
硬件即fpga硬件,硬件描述语言,也就自然地告诉我们可以通过语言来描述fpga内部硬件。如:用y=a&b来描述一个2输入的与门,用pll来描述类似外部时钟管理芯片。
因此,要想学好fpga,你得用硬件的思维方式来编写代码,注重fpga的系统结构设计,好的系统结构设计会带来质的飞跃,这就告诉我们rtl coding其实是硬件结构设计,而非基于处理器架构的c语言程序开发,好的rtl coding就是好的硬件结构。
2. fpga设计是做串并操作的时序设计?
fpga内部硬件之间的通信为多对多节点通信,不仅存在无先后顺序的并行逻辑,而且还存在先后顺序的串行逻辑,这和cpu基于指令的顺序执行逻辑完全不同,我们需要严格控制设计中各个信号之间的时间关系,以满足最终的时间上的需求,即时序要求。
因此,fpga设计就是针对既有串行操作,又有并行操作的时序设计,即fpga串并操作的时序设计。
3. fpga串并操作,该如何理解?
a.执行完a后再执行b;
b.a和b之间并行执行,且没有关联;
c.a和b之间并行执行,且开始时有先后顺序,即串行逻辑;
d.fpga的复杂系统包含上述多种灵活组合,设计时需多多琢磨思考,合理设计。
4. fpga内部最基本硬件结构lut,你理解吗?
lut的原理很简单,就是把各种可能的结果存起来标个号,每次根据输入的号来输出结果。如:一位加法器有4种可能输入对应3种结果,就只需要做一张表格,把所有的输入和输出一一对应即可。
图1 lut实现方式
理解了lut原理,我们可以用相同的思想来实现dds、简单乘法、简单三角函数等,有时可以大大省资源,因为毕竟fpga最终都是有多个lut级联+reg+其它 来实现各种复杂的硬件电路。
5. fpga设计关键在于结构的设计,你同意吗?
a.首先,清楚fpga的内部结构,基本结构为lut;
b.然后,按照功能、时钟域、串并操作、数据流和控制流来综合考虑系统的结构;
c.最后 ,根据面积、速度和功耗来不断优化系统结构,设计出最合理的系统结构。
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