FPGA硬件入门如何学习？

开普勒L

大家好，小弟我是硬件工程师，最近刚接触FPGA，想学习一下如何设计FPGA硬件，网上找了一些资料，但是很少涉及FPGA硬件设计的，想入门FPGA硬件设计，发现没有相应的资料，真是一个难题，想咨询一些大侠，是否有FPGA硬件设计入门的资料或者相应的教程，谢谢
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北二桥头

00. 前提
: L0 D  {8 s' D% \8 {) U    具备数电和模电基础知识;
    了解常见电子元器件及其封装，熟知其特性;
    了解常见接口电平，熟知其特点;
    掌握常见电路仿真、设计及调试方法;（NI公司的Multisim除了正版，还有一个Blue免费版，可以用来仿真电路）
7 n! r6 W' p, F. n! T    掌握常用PCB设计软件的使用方法（具体软件看个人使用习惯，注意盗版软件可能涉及版权问题），了解PCB生产工艺流程；
  l- x1 i" ^$ q; m, S1 E& J3 W    掌握高速信号的设计，具备阻抗计算等电路设计技能;（涉及到电磁仿真、热仿真等，其实应该由专职人员来做）
    掌握示波器、频谱仪、信号发生器等设备的使用。
6 V' O  n+ `+ g; [9 l0 w, g    （暂时想到这么多，下述的内容仅针对Altera和Xilinx两家公司的部分产品做个人叙述）
   
01. Altera设计————“熟读唐诗三百首，不会作诗也会偷”
. Y( p% z, x3 y9 ~9 K0 k' |3 }6 O$ y    a.  我最开始接触的Altera公司的FPGA主要是Cyclone系列（FPGA）和MAX系列（CPLD），整体属于其产品树的中低端系列。上学买了开发板学习编程。上班之后有设计需求，电源、时钟设计COPY的开发板原理图，只不过具体的电源芯片/晶振/Flash等更换了型号，但是连接方式基本相同。其他电路设计则来源于课程和网络积累（隔离、稳压、接口）。
        现在回想，庆幸不是中高端的FPGA设计，要不然既没地方COPY，也没地方问（当时单位同事以PLC和单片机为主），更可怕的是，当时我根本不具备高速信号设计能力。
" w# _9 p/ j% b$ t        对于一个十分正经的公司而言，一定要有自己的硬件库/设计库，最差也要有过往项目资料汇总，便于自己和他人的后续设计。硬件库可以作为你学习的主要参考。
        可能，对于某些正经Plus的公司，现阶段没有硬件库，那就多百度、多交流、多看手册。
    b.  后续工作中有同系列不同型号的芯片设计，参考自己过往的设计做修改（JTAG/AS/时钟/电源/Flash/外设接口有相似地方，只是具体的连接引脚不同）。
        所以，如果仅仅是Altera中低端产品的硬件设计，接口及外围电路基本可以COPY。注意功能引脚的使用和时钟的设计。
   
02. Xilinx设计
! h% N0 ^) E  F6 Z2 ^7 e& p# L1 |    仅仅从资料完整度上来看，Xilinx是当之无愧的Tier_1，其中7Series是其过去十年的主打中高端产品，UltraScale是近两年其中高端产品。
    它针对自己的产品树做了硬件设计的充分说明和PCB的部分说明，包括电源设计、电源电容的容值参考、阻抗匹配设计等，这点不展开。
    在官网，它有自己以及第三方公司推出的开发板，其原理图可以用作借鉴。
   
1 [2 b" t  W6 d! Q. v03. 外围扩展
; ~- R6 |( `2 C7 B* M! c7 d% x    a.  BANK.
        做FPGA设计，自身会涉及到BANK划分;
6 r9 D$ x# H5 M0 \3 }        不同的BANK后续会涉及到外设接口设计，尤以高速接口为重点，例如DDR（DDR2/DDR3/DDR4……，一般使用HR_BANK）、GTX（PCIE/SRIO/Aurora）等。
    b.  时钟、电源.
        普通BNAK的时钟主要是阻抗、幅值、稳定性等参数;高速接口的时钟还涉及Jiter等参数。
        电源主要是幅值和噪声，其中噪声对高速接口的影响比较大。
$ J0 W& V6 p& A% ]( L6 H% U2 M" `5 _    c.  硬件设计在需求明确之后，原理图设计周期（个人经验）：
! a0 m. y8 E) M1 E/ Q        Altera中低端的常规板卡设计方案1~2周（含资料收集、评审），封装绘制2~3天，原理图绘制2~5天（含评审）;
+ E! G: k% ^2 K! s        Xilinx中端板卡设计方案4~8周（含资料收集、评审），封装绘制1~2周（存在硬件库供调取常规封装），原理图绘制1~3周（含评审）;
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04. 官网手册（截止到2019-11-28，网址尚有效）
1 h0 [4 Q6 Z: y/ p' W    a.  Altera官网（产品 -> 根据产品型号查找文档）
: Y' k) z9 C9 s5 [) v* k        https://www.intel.cn/content/www/cn/zh/products/programmable.html
7 `; n; ?& U+ _: W1 O    b.  Xilinx
. n/ m0 L# ^/ X9 E& ]: w       ① Xilinx官网：
$ E0 J" j  J6 e) e5 {( L  w          https://china.xilinx.com/  
       ② 技术支持（含知识库）：（推荐）
. p. x2 c3 ^  A3 O0 z6 O          https://china.xilinx.com/support.html
" {, d& ^4 M, o7 x' V0 G2 w! y3 U( f4 a          特别地说明一下，搜索“schematic review checklist”，可以下载7Series的原理图检查表，其内部包括各项设计建议以便逐项核对。
          （附件是2019-11-28官网下载的7系列检查表，我未设置积分下载;官网还有其他诸如功耗计算等文档）
" k# F) w- w. [. ]       ③ 软件：（推荐）
          安装任意版本的Vivado，选择其中的DocNav，可以下载手册、查看视频

开普勒L

北二桥头 发表于 2020-5-26 20:29
( A1 g* I5 ~1 u4 R" r# K0 i00. 前提
    具备数电和模电基础知识;
$ D, P8 `/ A; ?* Y" j8 Z: E    了解常见电子元器件及其封装，熟知其特性;

8 j! f) p5 b' m太厉害了吧
* F1 z& G9 o; p- ]( Y8 n

keith963

谢谢楼主，楼主好人

雷北城

自学是一个很艰难的过程，要多练习设计，多做仿真验证，从实践中去学习。