时间：2024-07-27 来源：网络搜集 关于我们 0
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”入门首先要掌握HDL（HDL=verilog+VHDL）
第一句话是：还没学数电的先学数电[1]。然后你可以选择verilog或者VHDL，有C语言基础的，建议选择VHDL。因为verilog太像C了，很容易混淆，最后你会发现，你花了大量时间去区分这两种语言，而不是在学习如何使用它。当然，你思维能转得过来，也可以选verilog，毕竟在国内verilog用得比较多。（贝塔注：我个人还是推荐Verilog）
接下来，首先找本实例抄代码。抄代码的意义在于熟悉语法规则和编译器（又叫综合器），常用的集成开发环境有：Intel的Quartus[2]、Xilinx的ISE[3]和Vivado[4]、Design Compiler[5] 、Synopsys[6]的VCS[7]、Linux下的iverilog、Lattice[8]的Diamond[9]、Microchip[10]的Libero[11]、Synplify pro[12]，然后再模仿着写，最后不看书也能写出来。编译完代码，就打开RTL图，看一下综合出来是什么样的电路。
HDL是硬件描述语言，突出硬件这一特点，所以要用数电的思维去思考HDL，而不是用C语言或者其它高级语言\，如果不能理解这句话的，可以看《什么是硬件以及什么是软件[13]》。在这一阶段，推荐的教材是《Verilog HDL高级数字设计[14]》或者是《用于逻辑综合的VHDL[15]》。不看书也能写出个三段式状态机就可以进入下一阶段了。
此外，你手上必须准备Verilog或者VHDL的官方文档，《verilog_IEEE官方标准手册-2005_IEEE_P1364[16]》、《IEEE Standard VHDL Language_2008[17]》，以便遇到一些语法问题的时候能查一下。
现在，你可以设计一些数字电路了，像交通灯、电子琴、DDS等等，推荐的教材是《Verilog HDL应用程序设计实例精讲[18]》。在这一阶段，你要做到的是：给你一个指标要求或者时序图，你能用HDL设计电路去实现它。这里你需要一块开发板，可以选Altera[19]的cyclone IV系列，或者Xilinx[20]的Spantan 6。还没掌握HDL之前千万不要买开发板，因为你买回来也没用。这里你没必要每次编译通过就下载代码，咱们用modelsim仿真[21]（此外还有QuestaSim[22]、NC verilog[23]、Diamond的Active-HDL、VCS、Debussy/Verdi[24]等仿真工具），如果仿真都不能通过那就不用下载了，肯定不行的。在这里先掌握简单的testbench就可以了。推荐的教材是《WRITING TESTBENCHES Functional Verification of HDL Models[25]》。
你可能发现你综合出来的电路尽管没错，但有很多警告。这个时候，你得学会同步设计原则、优化电路，是速度优先还是面积优先，时钟树应该怎样设计，怎样同步两个异频时钟等等。推荐的教材是《FPGA权威指南[26]》、《Altera FPGA/CPLD设计》第二版的基础篇[27]和高级篇[28]两本。学会加快编译速度（增量式编译、LogicLock），静态时序分析[29]（timequest[30]），嵌入式逻辑分析仪（signaltap[31]）就算是通关了。如果有不懂的地方可以暂时跳过，因为这部分还需要足量的实践，才能有较深刻的理解。
因为Quartus和ISE的编辑器功能太弱，影响了开发效率。所以建议使用Sublime text编辑器[32]中代码片段的功能，以减少重复性劳动。Modelsim也是常用的仿真工具，学会TCL/TK以编写适合自己的DO文件[33]，使得仿真变得自动化，推荐的教材是《TCL/TK入门经典[34]》。你可能会手动备份代码，但是专业人士都是用版本控制器Git[35]的，可以提高工作效率。文件比较器Beyond Compare[36]也是个比较常用的工具，Git也有比较功能。此外，你也可以使用System Verilog[37]来替代testbench，这样效率会更高一些。如果你是做IC验证的，就必须掌握System Verilog和验证方法学（UVM）。推荐的教材是《Writing Testbenches using SystemVerilog[38]》、《The UVM Primer[39]》、《System Verilog1800-2012语法手册[40]》。
掌握了TCL/TK之后，可以学习虚拟Jtag[41]（ISE也有类似的工具）制作属于自己的调试工具，此外，有时间的话，最好再学个python。脚本，意味着一劳永逸。
这个时候，你已经会使用FPGA了，但是还有很多事情做不了（比如，FIR滤波器、PID算法[42]、OFDM等），因为理论没学好。我大概地分几个方向供大家参考，后面跟的是要掌握的理论课。
信号处理——信号与系统[43]、数字信号处理、多采样率信号处理[44]、数字图像处理、现代数字信号处理、盲信号处理、自适应滤波器原理、雷达信号处理接口应用——如：UART[45]、SPI[46]、IIC[47]、USB[48]、CAN[49]、PCIE[50]、Rapid IO[51]、DDR[52]、TCP/IP[53]、SPI4.2[54](10G以太网接口)、SATA[55]、光纤、DisplayPort[56]、HDMI无线通信——信号与系统、数字信号处理、通信原理、移动通信基础、随机过程、信息论与编码CPU设计——计算机组成原理、单片机[57]、计算机体系结构、编译原理、RISC-V[58]仪器仪表——模拟电子技术、高频电子线路、电子测量技术、智能仪器原理及应用控制系统——自动控制原理、现代控制理论、过程控制工程、模糊控制器理论与应用压缩、编码、加密——数论、抽象代数、现代编码技术、信息论与编码、数据压缩导论、应用密码学、音频信息处理技术、数字视频编码技术原理、H.265[59]现在你发现，原来FPGA会涉及到那么多知识，你可以选一个感兴趣的方向，但是工作中很有可能用到其中几个方向的知识，所以理论还是学得越多越好。如果你要更上一层，数学和英语是不可避免的。
设计FPGA算法的时候，多多少少都会用到MATLAB，比如CRC[60]的系数矩阵、数字滤波器系数、各种表格和文本处理等。此外，MATLAB还能用于调试HDL（用MATLAB的计算结果跟用HDL算出来的一步步对照，可以知道哪里出问题）。推荐的教材是《MATLAB宝典[61]》和杜勇的《数字滤波器的MATLAB与FPGA实现[62]》。
这个时候你至少读过几遍芯片手册（官网[63]有），然后可以针对自己的方向，做一定量的实践了（期间要保持良好的代码风格[64]，增加元件例化语句的可读性[65]，绘制流程图/时序图[66]，撰写文档[67]的习惯）。比如：通信类的可以做调制解调算法，仪表类的可以做总线分析仪等等。不过这些算法，在书上只是给了个公式、框图而已，跟实际的差距很大，你甚至会觉得书上的东西都很肤浅。那么，你可以在知网[68]、百度文库[69]、EETOP论坛[70]、opencores[71]、ChinaAET[72]、SCI-HUB[73]、Q群共享、博客上面找些相关资料（校外的朋友可以在淘宝买个知网账号）。其实，当你到了这个阶段，你已经达到了职业级水平，有空就多了解一些前沿技术，这将有助于你的职业规划。
在工作当中，或许你需要关注很多协议和行业标准，协议可以在EETOP上面找到，而标准（如：国家标准GB和GB/T，国际标准ISO）就推荐《标准网[74]》和《标准分享网[75]》。
这部分只写给想学图像处理的朋友，也是由浅入深的路线
Photoshop。花一、两周的时间学习PS，对图像处理有个大概的了解，知道各种图片格式、直方图、色相、通道、滤镜、拼接等基本概念，并能使用它。这部分是0基础，目的让大家对图像处理有个感性的认识，而不是一上来就各种各样的公式推导。推荐《Photoshop CS6完全自学教程[76]》。基于MATLAB或OpenCV的图像处理。有C/C++基础的可以学习OpenCV，否则的话，建议学MATLAB。这个阶段下，只要学会简单的调用函数即可，暂时不用深究实现的细节。推荐《数字图像处理matlab版[77]》、《学习OpenCV[78]》。图像处理的基础理论。这部分的理论是需要高数、复变、线性代数、信号与系统、数字信号处理等基础，基础不好的话，建议先补补基础再来。看不懂的理论也可以暂时先放下，或许学到后面就自然而然地开窍了。推荐《数字图像处理[79]》。基于FPGA的图像处理。把前面学到的理论运用到FPGA上面，如果这时你有前面第七个阶段的水平，你将轻松地独立完成图像算法设计（图像处理是离不开接口的，上面第五个阶段有讲）。如果你没有开发板，请参考《Verilog读取bmp图片[80]》。推荐《基于FPGA的嵌入式图像处理系统设计[81]》、《基于FPGA的数字图像处理原理及应用[82]》。进一步钻研数学。要在算法上更上一层，必然需要更多的数学，所以这里建议学习实分析[83]、泛涵分析[84]、小波分析[85]等。下面这两个阶段是给感兴趣的朋友介绍的
现在FPGA内部的事情是难不到你的，但是信号出了FPGA，你就没法控制了。这个时候必须学好模电。比如：电路分析、模拟电子技术、高频电子线路、PCB设计、EMC、SI、PI等等，能设计出一块带两片DDR3的FPGA开发板，就算通关了。具体的学习路线可以参考本博客的《如何学习硬件设计——理论篇[86]》和《如何学习硬件设计——实践篇[87]》。
能到这个境界，说明你已经很厉害了，但是还有很多东西要学的，因为FPGA常常要跟CPU交互，也就是说你得经常跟软件工程师交流，所以也得懂点软件方面的知识。比如ARM（Xilinx的ZYNQ和Altera的SOC会用到ARM的硬核，请参考本博客的《如何学习嵌入式软件[88]》）、DSP[89]、Linux、安卓[90]、上位机（QT[91]、C#、JAVA）都可以学一下，反正学无止境的。
推荐一些微电子的教学视频。
可以参考本博客的《微电子教学视频--Silicon Run等[92]》。
数电: http://bbs.eetop.cn/thread-157244-1-1.html
[2]Quartus: http://blog.csdn.net/k331922164/article/details/46275247
[3]ISE: http://bbs.eetop.cn/thread-451518-1-1.html
[4]Vivado: http://bbs.eetop.cn/thread-598057-1-1.html
[5]Design Compiler: http://bbs.eetop.cn/thread-558981-1-1.html
[6]Synopsys: http://www.synopsys.com/Tools/Implementation/FPGAImplementation/Pages/default.aspx
[7]VCS: http://bbs.eetop.cn/thread-412008-1-1.html
[8]Lattice: http://www.latticesemi.com/Products.aspx
[9]Diamond: http://blog.csdn.net/k331922164/article/details/51379364
[10]Microchip: https://www.microchip.com/design-centers/fpgas-and-plds
[11]Libero: https://www.microsemi.com/product-directory/design-resources/1751-libero-ide#downloads
[12]Synplify pro: http://bbs.eetop.cn/thread-578576-1-1.html
[13]什么是硬件以及什么是软件: http://blog.csdn.net/k331922164/article/details/46730523
[14]Verilog HDL高级数字设计: http://bbs.eetop.cn/thread-281674-1-1.html
[15]用于逻辑综合的VHDL: http://search.dangdang.com/?key=%20%D3%C3%D3%DA%C2%DF%BC%AD%D7%DB%BA%CF%B5%C4VHDL&act=input
[16]verilog_IEEE官方标准手册-2005_IEEE_P1364: http://bbs.eetop.cn/thread-556080-1-1.html
[17]IEEE Standard VHDL Language_2008: http://bbs.eetop.cn/thread-436703-1-1.html
[18]Verilog HDL应用程序设计实例精讲: http://bbs.eetop.cn/viewthread.php?tid=587313
[19]Altera: https://www.altera.com/support/literature/lit-index.smartphone.html
[20]Xilinx: http://china.xilinx.com/support.html
[21]modelsim仿真: http://blog.csdn.net/k331922164/article/details/47988847
[22]QuestaSim: http://bbs.eetop.cn/thread-452999-1-1.html
[23]NC verilog: http://bbs.eetop.cn/thread-471086-1-1.html
[24]Verdi: http://wenku.baidu.com/link?url=1cMQfcz0XQVXzvk2bOj_hLCfy6EAZR8KmlmRl-7pMnq-BCz8bLzYhfmQXcV9aqxVO0EB9rfV0X1nXgEpUUmUOQFv682BHIUB8HFUwOGfNoO
[25]WRITING TESTBENCHES Functional Verification of HDL Models: http://bbs.eetop.cn/thread-413725-1-1.html
[26]FPGA权威指南: http://bbs.eetop.cn/thread-335134-1-1.html
[27]基础篇: http://bbs.eetop.cn/thread-236729-1-1.html?tid=236729&extra=page%3D1&page=1
[28]高级篇: http://bbs.eetop.cn/thread-429297-1-1.html
[29]时序分析: http://blog.csdn.net/k331922164/article/details/48687161
[30]timequest: http://wenku.baidu.com/link?url=f55u1aL6d5XKysDuD4keltciKNk46aUXn39IF0hINNjaTqHxOeh34PfZDkudvU3JuI1RuwT9DPsow_kRFe9qhWYZbG7uWVo-AoAAylvlLP3
[31]signaltap: http://blog.csdn.net/k331922164/article/details/47623501
[32]Sublime text编辑器: http://blog.csdn.net/k331922164/article/details/48092291
[33]DO文件: http://blog.csdn.net/k331922164/article/details/50001035
[34]TCL/TK入门经典: http://www.jb51.net/books/304937.html
[35]Git: https://www.runoob.com/git/git-tutorial.html
[36]Beyond Compare: http://www.beyondcompare.cc/xiazai.html
[37]System Verilog: http://bbs.eetop.cn/thread-387263-1-4.html
[38]Writing Testbenches using SystemVerilog: http://bbs.eetop.cn/thread-587167-1-1.html
[39]The UVM Primer: http://bbs.eetop.cn/thread-479340-1-1.html
[40]System Verilog1800-2012语法手册: http://bbs.eetop.cn/thread-387263-1-1.html
[41]虚拟Jtag: http://blog.csdn.net/k331922164/article/details/52093292
[42]PID算法: http://blog.csdn.net/k331922164/article/details/51146507
[43]信号与系统: https://blog.csdn.net/k331922164/article/details/55006763
[44]多采样率信号处理: http://product.dangdang.com/20495314.html
[45]UART: http://blog.csdn.net/k331922164/article/details/51429544
[46]SPI: https://wenku.baidu.com/view/1d162f7187c24028915fc3da.html?from=search
[47]IIC: https://wenku.baidu.com/view/8f9df95f804d2b160b4ec0b3.html?from=search
[48]USB: http://blog.csdn.net/k331922164/article/details/53349360
[49]CAN: https://wenku.baidu.com/view/f6cf8081d4d8d15abe234ecb.html
[50]PCIE: http://bbs.eetop.cn/thread-600329-1-1.html
[51]Rapid IO: http://www.rapidio.org/
[52]DDR: https://wenku.baidu.com/view/c1609388d4d8d15abe234e6f.html
[53]TCP/IP: http://www.jb51.net/books/66960.html
[54]SPI4.2: https://wenku.baidu.com/view/8093e3edf8c75fbfc77db296.html
[55]SATA: http://bbs.eetop.cn/thread-594135-1-1.html
[56]DisplayPort: http://bbs.eetop.cn/thread-315534-1-1.html
[57]单片机: http://blog.csdn.net/k331922164/article/details/44681093
[58]RISC-V: https://riscv.org/risc-v-cores/
[59]H.265: http://bbs.eetop.cn/thread-599982-1-1.html
[60]CRC: http://blog.csdn.net/k331922164/article/details/51648707
[61]MATLAB宝典: http://www.jb51.net/books/104042.html
[62]数字滤波器的MATLAB与FPGA实现: http://search.dangdang.com/?key=%CA%FD%D7%D6%C2%CB%B2%A8%C6%F7%B5%C4MATLAB%D3%EBFPGA%CA%B5%CF%D6&act=input
[63]官网: https://www.altera.com/support/literature/lit-index.html
[64]代码风格: http://blog.csdn.net/k331922164/article/details/52166038
[65]增加元件例化语句的可读性: http://blog.csdn.net/k331922164?viewmode=list
[66]流程图/时序图: http://blog.csdn.net/k331922164/article/details/50541541
[67]撰写文档: http://blog.csdn.net/k331922164/article/details/50539863
[68]知网: http://www.cnki.net/
[69]百度文库: http://wenku.baidu.com/
[70]EETOP论坛: http://bbs.eetop.cn/
[71]opencores: http://opencores.org/projects
[72]ChinaAET: http://blog.chinaaet.com/
[73]SCI-HUB: http://tool.yovisun.com/scihub/
[74]标准网: http://www.biaozhuns.com/
[75]标准分享网: http://www.bzfxw.com/
[76]Photoshop CS6完全自学教程: http://www.jb51.net/books/100972.html
[77]数字图像处理matlab版: http://bbs.eetop.cn/thread-305112-1-1.html
[78]学习OpenCV: http://www.jb51.net/books/86684.html
[79]数字图像处理: http://bbs.eetop.cn/thread-252932-1-1.html
[80]Verilog读取bmp图片: https://blog.csdn.net/k331922164/article/details/108655028
[81]基于FPGA的嵌入式图像处理系统设计: https://www.amazon.cn/dp/B00BPXFUVK/ref=wl_it_dp_o_pd_nS_ttl?_encoding=UTF8&colid=1KD25DEC6Q598&coliid=I1BCWMH1TX87Q5
[82]基于FPGA的数字图像处理原理及应用: http://product.dangdang.com/24171633.html#preface
[83]实分析: http://blog.csdn.net/k331922164/article/details/52842206
[84]泛涵分析: http://product.dangdang.com/23598130.html
[85]小波分析: http://wenku.baidu.com/link?url=sIxDcV7Aju1bNj0eqZj1-1zJrs0P1ZCg558bXfyO5NDNo6oRWz5QHl3fcAoe41yxi_oH9k0DuPy_7qznsF7QLEMNUh8ELJR-cFuzpZavrve
[86]如何学习硬件设计——理论篇: http://blog.csdn.net/k331922164/article/details/45102489
[87]如何学习硬件设计——实践篇: http://blog.csdn.net/k331922164/article/details/46844339
[88]如何学习嵌入式软件: http://blog.csdn.net/k331922164/article/details/50629131
[89]DSP: http://blog.csdn.net/k331922164/article/details/78734859
[90]安卓: https://blog.csdn.net/k331922164/article/details/103204387
[91]QT: http://blog.csdn.net/k331922164/article/details/52729675
[92]微电子教学视频--Silicon Run等: https://blog.csdn.net/k331922164/article/details/85047746
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