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fpga开发板的结构?

一、fpga开发板的结构? FPGA开发板是基于MCU、定制ASIC和体积庞大的电线束来实现引擎及控制电子的系统。 二、零基础学习 FPGA,推荐买哪几本书哪个开发板? 如果你经历过我踩的这些

一、fpga开发板的结构?

FPGA开发板是基于MCU、定制ASIC和体积庞大的电线束来实现引擎及控制电子的系统。

二、零基础学习 FPGA,推荐买哪几本书哪个开发板?

如果你经历过我踩的这些坑,就知道初学者选哪个比较好了:

时间拉回到九年前。自己正坐在宿舍电脑前用Altera (现在的Intel) Cyclone III系列FPGA做自己本科毕业设计。

这是一个基于Android 和FPGA的智能家居控制系统:可以通过Android 手机APP发送指令给FPGA控制相应的硬件(LED,蜂鸣器,继电器等)。

因为FPGA本身没有WIFI, 自己当时花了五天的生活费买了个串口WIFI透传模块。

然后按照《深入玩转NIOS II》的操作步骤在FPGA内部做了一个32位的NIOS II 软核。

自己打算用NIOS II 的串口来获取WIFI模块收到的指令。

虽然配置和综合NIOS II非常麻烦,但是当自己通过c程序控制NIOS串口成功接受到电脑的串口助手发出的数据时,这些付出终于没有白费。

NIOS ii串口测试成功意味着FPGA接收指令这部分的链路已经打通了。

接下来一段时间,自己又在几本安卓开发类书籍的帮助下学会了Android 的 socket 无线通信实现方法。并成功利用wifi透传模块接收到了Android app发来的指令。

把两部分工作合并在一起,果然和自己预期一样:自己通过手机app发送指令,FPGA收到指令后控制继电器成功打开了宿舍的台灯。

看到自己努力的成果,那几天的心情无比愉悦。

接下来一段时间自己开始写毕业论文,准备ppt答辩,没去管这些硬件了。

等到答辩前一天,自己要把这些功能重新测试一遍。因为答辩前需要demo。

结果测试时出现了大问题!

手机APP发送指令以后,FPGA完全没有任何反应!!!

自己心想:代码、硬件,什么都没动,怎么突然不工作了?

冥冥之中感觉大事不妙!

自己先是 重启了 Quartus II 和 IDE。

没用。

然后又重启了电脑。

还是没用。

自己内心开始有点紧张了。。。

难道硬件出问题了?

自己又用串口助手测试了wifi透传模块。

工作正常。

又试了FPGA开发板运行其它程序。

也没故障。

但nios ii的串口就是无法收到数据。

FPGA代码和nios II程序都没有改动啊!

此时自己的内心彻底绷不住了。

赶紧重新生成一次nios ii 软核,

结果,串口仍然无法收到数据。。。

那天个晚上自己不知道是怎么熬过去的。

直到答辩当天,仍然没找到问题。。。

最后,自己带着无比沮丧、失落而又不甘的心情参加了毕业答辩。

唯一庆幸的是,由于答辩时间安排的比较紧,老师没有让现场demo。。。

后来,自己阅读ALTERA的官方文档时才发现,他们升级了NIOS II 的 BSP,串口调用函数的入口参数进行了调整。从而导致自己原来的程序无法接受到串口的数据。。。

后来自己就从ALTERA跳坑了xilinx,然后再也没回去了。

如今自己一直用Xilinx ZYNQ-7000系列FPGA,里面有ARM 核,用起来方便、皮实、稳定。自己用了四年多,从来没出现过任何类似的问题。


Xilinx 和 ALTERA (intel) 本质上没多大差别。毕竟是两家头部企业,FPGA该有的功能,这两家公司都有。

最大的不同应该就是综合工具和仿真工具了。

Xilinx FPGA 之前都是用的 ISE ,现在 7系列FPGA用的 vivado (综合、仿真、比特流文件生成等功能都集成在一起了)。

ALTERA FPGA 用的 quartus II,quartus II自带的波形仿真工具太鸡肋,仿真需要用modelsim。

对于初学者,还是比较建议xilinx,奇奇怪怪的问题会少一些。

如果是经验丰富的开发者,解决问题的能力比较强,选哪个厂家都无所谓了,甚至国产也行,毕竟便宜、逻辑资源多。


我将FPGA入门学习分为四个部分,都是自己学习过程中积累的经验。

第一部分 基础知识学习

1.《数字电路设计》,必备知识

当时自己学的是闫石老师写的这本书。比较经典。看书的时候没必要纠结细节,知道常用的逻辑电路极其原理,知道什么是组合逻辑,什么是时序逻辑,以及同步和异步电路即可。

2.《verilog 程序设计》,必备知识

我当时用的是夏宇闻老师的书,很适合初学者。如果有数字电路和c语言的基础,学verilog 会很快。因为verilog 语法和c很像。但切记你写的是电路,不是程序。学习的时候在电脑上装一个modelsim 或vivado ,一边学verilog 语法一边写代码做电路仿真。这样不至于太乏味,同时还能学会如何看波形和时序。

3.《c语言程序设计》,推荐学但非必须。

推荐学的原因如下:

c语言是非常基础,且靠近底层硬件的语言,将来无论做硬件还是软件,c都能用的上。

比如,现在很多高端FPGA都集成了arm核,可以直接用c编程。

而且学好了c,其它高级语言学起来也会快很多。

推荐谭浩强老师的《C语言程序设计》。这本书应该是中文书籍中最适合初学者的。

我是高考后的暑假看谭浩强老师的书入门的c ,当时还是第二版。在这本书的帮助下,自己大一过了计算机二级。这也为后来参加各种专业比赛打下了良好的基础。至今仍然很感激谭浩强老师这本书。

第二部分 FPGA实践

(与第一部分同步进行)

在学习以上知识的同时,买一块配有丰富学习资料的FPGA开发板。边看书边做开发板的配套实验。

刚入门可以选黑金 xilinx spartan6,比较经典的开发板,板载外设和学习资料很丰富。

如果手头宽裕,更推荐xilinx ZYNQ系列,内置硬核arm cortex A9,既可以裸机开发又可以运行Linux。既能学FPGA,又能学嵌入式ARM。

如果想要更加丰富的板载外设,可以选正点原子领航者

最近发现一款宝藏mini ZYNQ开发板,接口齐全,按键、LED等外设都有,教程丰富,价格美丽。适合想学ZYNQ,但又预算有限的开发者。

注意:所做的实验务必亲手敲一遍代码,并理解清楚每行代码的含义。然后再适当对代码进行修改,验证所学。

除了做实验之外,把常用的逻辑电路都写一遍(做仿真即可),比如:

1. 加法器,

2. 乘法器,

3. 计数器(最常用的电路之一)

4. 同步复位电路/异步复位电路,

5. 译码器,

6. 多路选择器,

7. 移位寄存器,

8. 状态机(这里面的学问很多,需要深入学习),

9. 同步FIFO,

10. 异步FIFO ,

等等。。。

第三部分 做DIY设计

基本功打好以后,可以再根据自己的兴趣做一些小项目,比如:

1. SPI ,

2. UART,

3. FIR滤波器,

4. FFT快速傅里叶变换,

更难一点的项目有:

5. AES/SM4等分组密码算法的硬件实现,

6. Cordic (这是一个非常有趣的算法,可计算sin/cos/sinh/cosh/ln/exp等很多数学运算),

7. 视频图像处理(视频分割,视频加密,边沿检测),

8. ANN或者CNN进行人脸识别、语音识别,

9. 通信算法(OFDM等,github上也有开源的wifi项目可以学习)

9. cpu(可以参考开源risc-v项目)

等等。。。

中途不断学习积累,相信你能做的越来越好。

第四部分 FPGA学习网站

1、opencores

开源IP最多的网站,我以前经常在上面找源码。现在好像国内注册不了,需要外网IP才能下载注册。

Home :: OpenCores

2、黑金动力社区

黑金开发板的官方博客,博客有FPGA的教程。

FPGA黑金开发板 - 博客园

3、FPGA官网

毫无疑问,FPGA的两大主力厂商的主页有非常多官方技术资料。

很多复杂的或是不常见的问题都可以在上面找到解决方法。

http://www.xilinx.com/

http://www.altera.com.cn/

我有时候遇到难以解决的问题会在官网上提问或者发邮件,基本上都有回复。

4. ZipCPU

About ZipCPU

讨论 FPGA 和软核 CPU 设计。该站点专注于 Verilog 解决方案,专门使用用于 FPGA 设计的开源 IP 产品。


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三、fpga开发板是芯片吗?

fbga开发板是把芯片的脚位全部连出来,供开发者使用。

四、fpga开发板能做什么?

FPGA开发板在基于MCU、定制ASIC和体积庞大的电线束来实现引擎及控制电子的系统方案已发展至接近其技术和应用极限,汽车工业正面临新的设计挑战。

为了快速实现这些高度集成和不断变化的系统,能够使产品快速推向市场的FPGA为汽车厂商带来了所需的灵活性,可在现场进行系统硬件升级,而毋须执行昂贵的返工工程和部件更换。所以,FPGA现已应用于汽车电子中,范畴从设计验证到制造和服务。随着汽车内的空间日益宝贵,可编程逻辑能在小型单芯片方案上集成许多不同功能的特性也显得极具吸引。

五、fpga开发板能做什么 家用?

FPGA开发板在家用方面能够实现很多功能,比如智能家居控制、音视频处理、智能监控系统等。通过FPGA开发板的灵活可编程性,可以实现各种自定义的功能和算法,例如智能家居系统可以通过FPGA来实现灯光控制、温度监测、安防系统等功能。

同时,FPGA开发板还可以用于音视频处理,可以实现高清视频播放、声音处理和图像识别等功能。总之,FPGA开发板在家用方面具有广泛的应用前景,可以带来很多便利和创新的功能。

六、fpga开发板会烧穿了吗?

会得这种主板类型所需要的电压,功率都是有严格限制的,如果超过了所本需要的电压还有功率,就有可能会烧穿,那么它的影响是非常大的,如果没有及时断开电源的话,很有可能会烧到我们。所以在日常使用的时候,一定要注意安全,如果发生故障,需要及时切断电源。

七、野火fpga开发板怎么样?

野火fpga开发板很好。为了快速实现这些高度集成和不断变化的系统,能够使产品快速推向市场的FPGA为汽车厂商带来了所需的灵活性,可在现场进行系统硬件升级,而毋须执行昂贵的返工工程和部件更换。所以,FPGA现已应用于汽车电子中,范畴从设计验证到制造和服务。随着汽车内的空间日益宝贵,可编程逻辑能在小型单芯片方案上集成许多不同功能的特性也显得极具吸引。

八、fpga学习需要多久?

自学的话可能大约半个月到一个月

FPGA是一个高度集成化的芯片,其学习过程既需要编程,又需要弄懂硬件电路和计算机架构。涉及到的知识和基础非常多,如数字电路基础、EDA原理、Verilog/VHDL编程语言、FPGA算法设计、FPGA仿真分析、PCB硬件设计等等。如果不合理安排学习内容,其学习过程将是非常漫长和枯燥的。

九、FPGA芯片和开发板的价格问题?

在市场上单独购买FPGA芯片不是很便宜,一个ALTERA公司的15W门的FPGA芯片就卖到200元,而且FPGA的布线是很困难的,供电方式和时序问题等很多问题。现在市场上的板子有很多都是4层的,价格当然比那些单片机板子要贵很多

十、fpga开发板上有扬声器吗?

有的,你说的就是开发板上面的嗡鸣器FPGA开发板介绍FPGA开发板在基于MCU、定制ASIC和体积庞大的电线束来实现引擎及控制电子的系统方案已发展至接近其技术和应用极限,汽车工业正面临新的设计挑战,本文介绍FPGA在赛车引擎控制单元中的应用,帮助设计人员缓解产品更快推出市场的压力、减少元件数目、在单一硬件平台上实施标准化以及满足不断升级的安全要求。

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