FPGA学习需要哪些东西？

作为一个FPGA初级工程师，分享一下我的经验，FPGA作为一个将设计者的设计方法实现的工具。学习FPGA的最终目的，就是能够熟练应用并且在规定时间段内，设计出完美的时序逻辑电路。我以为应该从以下六方面着手：

一、数字电路等基础知识

FPGA是一个可编程逻辑器件。在学习FPGA之前，必须熟练掌握乃至精通数字电路的知识如：组合逻辑电路（译码器、编码器、逻辑门）、时序逻辑电路（RAM、ROM、触发器、计数器、FIFO、双口RAM等）、数制与编码（常用的几种编码格式尤其是独热码）、状态机、接口与、时序图（SPI、I2C、USB等）、波形图。有些知识可能在开发时你容易忽略如，亚稳态、开关噪声（SSN）。这些基础知识都要学习。

二、FPGA的内部结构

了解FPGA内部结构，有助于方案器件选型与解决方案设计。也是对FPGA器件使用的最基本要求。

三、FPGA的开发与调试

FPGA开发包含开发工具和开发语言的选择。开发FPGA的厂商很多，如 Intel Altera，Xilinx等。所以需要针对一门开发工具和仿真工具进行学习。开发工具包含设计工具和仿真工具（如modelsim、QuestaSim）。

然后再根据不同的开发工具选择不同的开发流程。具体工具入门可参考网上相关教程。开发语言可选Verilog HDL 与VHDL 其中一种进行学习，随后根据需要可以再学习另一门语言。语言学习时，需要注意编写规范。

FPGA的调试是比较复杂的一个过程，包含板级调试和算法调试。算法调试必须借助JTAG调试接口与相关工具（逻辑分析仪、示波器、MATLAB）进行。因此必须掌握JTAG、逻辑分析仪、示波器、MATLAB等相关工具使用。

四、FPGA的系统级设计

如果未来准备从事板级类开发，就要学习FPGA外围硬件原理图。涉及到电源设计（LDO、DC-DC）、接口电路（SPI、CAMISP、总线）、外设硬件（ADC、DAC、驱动器）、时钟模块等部分。有时为了需要可能会在FPGA内部集成SOC或者一个OS核，需要学习操作系统、内核硬核等知识。

五、FPGA设计难点

设计FPGA代码的难点在于时序，同时要在面积和功耗进行折中。重点学习时序对齐、跨时钟域信号同步问题、时序约束、功耗控制等。

六、FPGA应用领域

前面五点做到的话， FPGA就算入门了。但是针对不同的应用领域你还需要掌握其他知识，如图像处理、数字信号处理、通信方面等。掌握高级语言如C语言也是必须的，在前期算法设计时可以先用c进行实现，然后在转化到到硬件描述语言。