fpga设计思路

接下来为大家讲解fpga程序设计，以及fpga设计思路涉及的相关信息，愿对你有所帮助。

简述信息一览：

• 1、如何在FPGA上搭建一个Cortex-M3软核?
• 2、设计一个FPGA计时器程序
• 3、最全面的FPGA开发流程
• 4、fpga程序固化不了是怎么回事
• 5、FPGA工程师什么意思?
• 6、AI芯片和FPGA架构区别fpga和芯片的区别

如何在FPGA上搭建一个Cortex-M3软核?

软核搭建创建项目文件夹，配置Vivado工程，添加ARM IP核搜索路径，使用BlockDesign创建设计，添加Cortex-M3处理器核与GPIO、UART外设。配置外设基地址，生成Wrapper，分配管脚，生成Bit流文件并下载至FPGA。程序设计使用Keil MDK新建工程，设置RAM和ROM地址，编写GPIO控制与UART数据发送接收代码。

Tang Nano 9K FPGA板是矽速科技推出的一款基于GOWIN FPGA的最新产品，其前作包括1K LUT的原始Tang Nano板和Tang Nano 4K，以及提供4068个逻辑单元和64 Mbit PSRAM的GW1NSR-LV4C FPGA。

在构建FPGA与PC之间的通信时，首先需要确保FPGA中包含了三速以太网IP核。这个IP核是实现高速数据传输的关键组件。接下来，我们需要在FPGA中加入NIOS软核处理器。NIOS处理器是Altera公司提供的一个可配置软核处理器，能够运行操作系统和TCP/IP协议栈，使得FPGA能够像一个小型的计算机一样工作。

设计一个FPGA计时器程序

1、在设计FPGA计时器程序时，首先需要进行分频处理。假设FPGA的工作频率为50MHz，可以通过以下方式实现分频：always @（posedge clk） begin 如果计数器count达到18位的最大值111110100000000000，即2^18-1，那么将产生一个新的时钟信号clk25，其频率为25MHz。同时，将计数器重置为0。

2、基于FPGA的电子钟通过Verilog实现，支持灵活设置闹钟功能。电子钟设计利用FPGA的高可定制性和集成能力，结合Verilog的描述与仿真优势，实现高效准确的计时。FPGA由可配置逻辑块（CLB）、输入输出块（IOB）和可编程互连资源构成，Verilog则作为描述数字系统行为的强大语言，为FPGA设计提供支持。

3、系统整体实现：新建原理图设计文件，将以上各个子模块按图连接起来，构成一个秒表设计系统。

4、用作计时器及所有的时序电路都与晶振相关，晶振在外加恒定电压的情况下会产生固定频率的机械振动，如一个规格为12M晶振，表示若振动12M次，时间便过去1秒。

5、表头：外形像电子计时器，带有液晶显示屏、按键、金属触点等，是码表中最重要的部分。表座、连线和感应器：表座通常被安放在车的把横或者把立处，用以固定表头。有线码表的表座上都有一根连线，将表座与安装在前叉上的感应器连接起来。

最全面的FPGA开发流程

1、FPGA开发流程主要包括以下关键步骤：功能定义：根据任务需求明确FPGA设计的功能和目标。确定设计策略，包括性能、资源和成本等方面的权衡。器件选择：根据功能定义选择合适的FPGA型号和类型。考虑速度、资源、封装和成本等因素进行综合评估。设计输入：通过IP核、原理图和HDL三种形式进行设计输入。

2、FPGA开发设计基本流程：确定需求：明确设计的功能、性能要求和资源限制。设计硬件：使用HDL描述电路功能，将电路划分为模块并详细设计。模块级仿真：验证每个模块的功能和正确性，通过仿真工具编写测试向量模拟输入情况。整体设计：整合各个模块，添加必要的控制电路和接口电路，进行整体仿真验证。

3、配置逻辑网表：将综合生成的逻辑网表配置到FPGA芯片。布局布线：进行布局布线，优化速度和面积。时序仿真 时序检测：检测布局布线后电路时序是否满足要求，此步骤通常可跳过，直接上板调试。上板调试 下载比特文件：将比特文件下载到FPGA中。测试与调试：测试实际输入信号，调试并解决问题。

4、设计输入 设计输入是将所设计的系统或电路以开发软件要求的某种形式表示出来，并输入给EDA工具的过程。常用的方法有硬件描述语言（HDL）和原理图输入方法等。

5、ZYNQ开发流程概述 ZYNQ开发***用硬件后软件的方法，包括硬件设计与软件编程两部分。具体流程如下：硬件设计：使用Vivado进行FPGA配置与综合，生成硬件描述。软件编程：使用SDK（System Generator for DSP）进行软件开发，与硬件描述协同工作。集成与验证：将硬件与软件集成，通过仿真与实板验证。

6、FPGA开发一般流程是：LOGIC-调试-综合-管脚分配，时序约束等-生成BIT文件-下载。IC一般流程是：CODE-前仿真验证-综合-综合后仿真-版图-后仿真-流片。

fpga程序固化不了是怎么回事

在handware setup中选择你的仿真器，在这之前你应该已经将仿真器连接至电脑，并成功安装了驱动。在mode中选择下载模式，一般常用的有两种模式JTAG和Active Serial Programming.JTAG模式下载快，但是断电后丢失。ASP模式直接将程序固化到硬件，下载后不丢失。

SOF是JTAG模式的下载，速度比较快，但是是掉电失效的。POF是ASP模式，是固化在芯片里的，速度比较慢，但是是不会失效的。一般在设计调试程序的时候用SOF烧写，应用的时候用POF烧写。

首先Verilog代码是用来固化FPGA的，如果你想问如何把RTL代码固化到FPGA里面的话，那可以通过JTAG和专用下载器烧写，如果你是想通过FPGA把指定的东西写进FLASH的话，要看你用的什么FLASH，根据它datasheet的时序和模式编写相应的程序。

FPGA，全称为Field Programmable Gate Array，中文名可编程门阵列，是一种特殊的集成电路，它的底层逻辑运算单元的连线和逻辑布局并未在生产时固化，这使得FPGA具有极高的灵活性，能够在现场进行编程，从而实现多种功能，因此也被称作“万能芯片”。

和一种编程语言（V/VHDL）-硬件描述语言。FPGA（Field－Programmable Gate Array）是现场可编程门阵列的简称，简单来说是一种逻辑数字电路设计的方法。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

软核则指使用软件定义的IP实现PCIE协议和传输，如PCS和PCIE传输协议。硬核实现之所以常用，是因为PCIE协议复杂度高，实现它需要大量资源和调试，直接固化为硬核可以节省资源，用于其他模块，并且简化设计，降低成本。硬核通常由IP供应商提供，保证协议一致性，易于集成和销售。

FPGA工程师什么意思?

1、FPGA工程师并不完全等同于传统的硬件工程师，如那些设计和焊接电路板的人员。硬件工程师负责制作包含FPGA的电路板，而FPGA工程师则专注于调试板上的FPGA芯片。

2、FPGA不算是真正意义上的硬件工程师，那些画pcb焊电阻的才是。硬件工程师做出带有FPGA的板子，而FPGA工程师就是调板子上的FPGA芯片的人。

3、FPGA工程师的核心任务在于设计和开发基于FPGA的系统。FPGA，即现场可编程门阵列，是一种高度灵活的硬件平台，允许工程师根据需求定制其逻辑结构，从而实现特定的功能。

4、FPGA工程师是专门从事FPGA设计、开发、优化和测试的工程师。FPGA工程师的主要职责： FPGA设计 FPGA工程师主要负责FPGA芯片的设计。他们利用硬件描述语言进行编程，以创建特定的数字电路或逻辑功能。这些功能可能包括信号处理能力、数据处理能力等。

5、FPGA工程师是一个多元化的角色，他们的主要职责涵盖了逻辑系统和测试方案的设计。作为FPGA软件工程师，他们负责应用特定领域的算法，通过V/VHDL硬件描述语言进行软件实现，同时需要掌握该行业的专业课程。

6、fpga工程师是负责逻辑系统方案及测试方案制定。负责相关技术文档的编写，负责新技术的调研及落地，负责逻辑设计规范性、可靠性、可维护性的完善。具有能熟练使用Verilog来设计高速数字电路及运动控制功能。独立完成电路模块原理设计、样板制作、调试及验证协助其他工程师完成项目转产所需工作任务。

AI芯片和FPGA架构区别fpga和芯片的区别

1、概念不同。AI芯片是指计算机内部负责主要运算工作的模块。它主要分为三类：GPU、FPGA、ASIC。也就是说，AI芯片是目前所有芯片架构的统称，FPGA架构是AI芯片的其中之一。GPU、FPGA均是前期较为成熟的芯片架构，属于通用型芯片。ASIC属于为AI特定场景定制的芯片。

2、AI芯片技术架构主要包括以下几种：GPU：凭借高度并行计算能力，特别适用于深度学习任务。NVIDIA的Tensor Core技术进一步优化了GPU的深度学习计算能力。FPGA：允许开发者自定义硬件电路，实现高度定制化和低功耗计算，具有可重构性。ASIC：专注于特定的深度学习算法优化，提供高能效比。

3、FPGA则以其独特的比特级定制结构、流水线并行计算能力和高效能耗，在深度学习应用中展现出独特优势，成为CPU智算的最佳伴侣。AI时代的算力需求无止境，主流AI芯片种类多样，包括通用芯片（以GPU为代表）、专用芯片（以ASIC为代表）和半定制化芯片（以FPGA为代表）。

4、对于保存状态的需求，FPGA中的寄存器和片上内存（BRAM）是属于各自的控制逻辑的，无需不必要的仲裁和缓存，因此FPGA在运算速度足够快，优于GPU。同时FPGA也是一种半定制的硬件，通过编程可定义其中的单元配置和链接架构进行计算，因此具有较强的灵活性。

5、AI芯片的主要类型： GPU：属于计算性能较强的通用型芯片，能够并行处理大规模计算任务，在游戏领域以3D渲染著称，同时在执行分析、深度学习和机器学习算法时表现出色。 FPGA：介于通用型芯片和专用型芯片之间，提供半定制化的计算效能。

关于fpga程序设计，以及fpga设计思路的相关信息分享结束，感谢你的耐心阅读，希望对你有所帮助。