FPGA的几点重要总结

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。