FPGA（现场可编程门阵列）设计与实现

成为 FPGA 设计工程师。学习 FPGA 设计工程、设计流程和工具、FPGA DSP 电路、Protoflex、PLI 等。

讲师：Uplatz Training

您将学到什么

• 获得 FPGA 设计工程和实施的端到端知识
• 获得成为 FPGA 设计与实施工程师的技能
• 学习 FPGA 设计流程和设计工具
• 理解并使用 Verilog 实现 FPGA 设计
• 学习 FPGA 测试
• SOPC设计的仿真与实现
• 了解如何从外围设备读取数据
• 学习 DSP 电路的 FPGA 实现
• 使用 MapReduce for FPGA 定义 Wordcount
• 描述 Protoflex 和可重构硬件
• 了解在混合信号技术中使用 FPAA FPGA 的挑战
• 了解 Mentor Graphics 工具和指南
• 定义并执行 Spartan FPGA 和 Memristive FPGA
• 使用 FPGA 执行图像处理

探索相关主题

• 现场可编程门阵列
• 硬件
• 信息技术与软件

要求

• 热情和决心在世界上留下自己的印记！

描述

热烈欢迎您参加Uplatz的FPGA 设计与实施课程。

FPGA代表现场可编程门阵列 ( FPGA)。FPGA 本质上是一种集成电路，用户可在制造完成后对其进行编程，以用于特定用途。现代 FPGA 包含通过可编程互连连接的自适应逻辑模块 (ALM) 和逻辑元件 (LE)。这些模块构成一个逻辑门的物理阵列，可根据特定计算任务进行定制。这使得它们与其他类型的微控制器或中央处理器 (CPU) 截然不同，后者的配置由制造商设置和封装，无法修改。

FPGA 编程如今已成为热门词汇，因为它比传统 IC 具有诸多优势。FPGA 允许你将耗费资源的任务卸载到硬件上，从而显著提升性能。FPGA 可以根据动态需求进行编程和重新编程。

FPGA（现场可编程门阵列）是常见的现成集成电路。它们之所以被称为“现场可编程”，是因为它们允许客户在硬件制造完成后对其进行修改，以满足特定的用例需求。这使得能够进行就地功能更新和错误修复，这对于远程部署尤为重要。FPGA 包含可定制逻辑块 (CLB) 和可编程互连，使设计人员能够链接和配置这些块，以完成从基本逻辑门到复杂功能的各种任务。在单个 FPGA 芯片上，可以实现采用各种工艺的完整 SoC 架构。

FPGA 适应性极强。开发板开发完成后，工程师可以测试任意数量的变量。需要修改时，新的配置文件会被传输到设备上，从而允许访问新功能。由于这种灵活性，OEM 可以在设计阶段早期提供系统。开发人员可以在 FPGA 上创建原型，在流片前逐步改进设计。FPGA 通常用于需要并行处理且需求动态变化的商业应用，例如电信和航空领域。

FPGA 是由可编程只读存储器 (PROM) 和可编程逻辑器件 (PLD) 等较老的器件发展而来的。这些器件可以在工厂或现场进行编程，但它们采用了熔丝技术（因此有“烧录 PROM”之称），编程后无法修改。而 FPGA 则将其配置数据存储在可重新编程的介质中，例如静态 RAM (SRAM) 或闪存。英特尔、赛灵思、莱迪思半导体、微芯科技和美高森美等都是 FPGA 制造商。

本 FPGA 设计与实现课程旨在帮助学员掌握现场可编程门阵列 (FPGA) 的知识，以便为各种应用创建原型或产品。虽然 FPGA 设计是一个复杂的课题，但我们将以易于理解的方式讲解其基本概念，使其易于掌握，同时为经验丰富的设计人员提供挑战。课程将探讨现场可编程门阵列 (FPGA) 和复杂可编程逻辑器件 (CPLD) 的复杂性、功能和发展趋势。课程将磨练学员的构思、设计、实现和调试能力。您将了解嵌入式 IP 和处理器内核，以及自行开发和购买 IP 的优缺点。本 FPGA 课程将演示最新的软件和 FPGA 开发工具以及硬件平台，以帮助学员全面了解不同可编程 SoC 解决方案的功能。学员将在本课程中学习利用 FPGA 进行数字系统设计的基础知识。

FPGA 设计与实现 – 课程大纲

FPGA功能设计

将原始系统概念转化为能够完成所需任务的实际 FPGA 实现的过程称为功能设计。设计周期的基本概念必须明确如何在必要时将设计划分到各个 FPGA 中。功能设计过程始于以对相关组件最自然的方式构建系统各部分（构建模块）的描述。对于使用原始 Actel 构建的基本结构（例如多位寄存器和多路复用器），最简单的描述方法是使用 Design Architect (DA) 进行原理图捕获。对于包含随机编程的模块（例如解码器或 ALU），最简单的解释通常是手动生成的可综合 VHDL 模型。虽然可以使用 Renoir 等自动 HDL 生成器来构建 VHDL 模型的自然图形描述，但最简单的描述也是有限状态机 (FSM)（例如控制器）的可综合 VHDL 模型。在首次描述完构建模块后，应分别对其进行仿真，以检查它们是否正常运行。这是使用模型模拟器、原理图 Quicksim 或 VHDL 模型 ModelSim 完成的。

本课程适合哪些人：

• FPGA 实现工程师
• FPGA 设计工程师
• FPGA工程师
• FPGA算法工程师
• 渴望从事 FPGA 设计工程职业的新手和初学者
• FPGA 设计顾问
• 对嵌入式工程和 FPGA 设计感兴趣的任何人
• FPGA 加密验证工程师
• FPGA设计应用工程师
• FPGA/ASIC工程师
• 电子与仪器工程师
• 电子设计工程师 – 医疗设备 FPGA
• 电子工程师 VHDL FPGA
• 数字设计工程师