傳授新手如何學習FPGA?

PGA作為一種高新技術，由于其結構的特殊性，可以重復編程，開發(fā)周期較短，越來越受到電子愛好者的青睞，其應用已經(jīng)逐漸普及到了各行各業(yè)。因此，越來越多的電子愛好者想盡快掌握這門技術進入該領域。

筆者從2007年初次接觸并系統(tǒng)學習FPGA及工作后應用FPGA做產(chǎn)品至今已有7年的時間，初次接觸學習FPGA時由于沒有專業(yè)老師的指導，自己摸索學習FPGA走了很多的彎路。有過問題迎刃而解的快樂,也有過苦苦尋求結果和答案的痛苦歷程，回想起自己學習FPGA的經(jīng)歷，從開始的茫然，到后來的瘋狂看書，購買開發(fā)板，在開發(fā)板上練習各種FPGA實例，到畢業(yè)工作后用一直FPGA做產(chǎn)品，獨立完成項目，一路走來，感受頗多。發(fā)覺學習FPGA只要選擇正確的方法是有捷徑可走的。筆者經(jīng)常在FPGA相關技術論壇及FPGA技術交流QQ群解答初學者在學習過程中遇到的技術問題，發(fā)現(xiàn)很多初學者都是懷著浮躁的心態(tài)來學習FPGA，總是急于求成。在學習FPGA設計技術的過程中，雖然剛開始學習熱情很高，但真正堅持下來一直到“學會”的卻寥寥無幾，除了學生個人毅力的因素外，另外一個重要的原因沒有好的學習教程的指引和缺乏正確的學習方法的指導，原本FPGA的學習門檻相對于單片機來說就高了不少，再加上缺少手把手系列的教程資料和正確的學習方法，這就給初學者學習FPGA增添了更多的困難，很多初學者因為找不到入門的方法而漸漸失去了學習FPGA的興趣和信心。

針對現(xiàn)狀，筆者從初學者的角度出發(fā)，結合筆者學習FPGA的經(jīng)驗以及使用FPGA做項目的親身體會，遵循“寧可嗦一點，也不放過細節(jié)”的原則在電子產(chǎn)品世界通過在線培訓的形式推出手把手教你學習FPGA系列教程，教程主要面向FPGA初學者。希望初學者通過對本教程的學習，能夠快速掌握FPGA的學習方法，少走彎路，輕松走進FPGA設計開發(fā)的大門。

此系列教程主要分為FPGA學習方法篇、FPGA基礎篇、FPGA實例篇以及FPGA設計技巧篇，其中FPGA基礎篇又包括FPGA基礎知識篇、硬件描述語言篇、FPGA開發(fā)工具篇、數(shù)字電路基礎篇以及硬件電路篇;FPGA實例篇包括FPGA入門實驗篇、FPGA進階實驗篇、IP核使用篇以及FPGA綜合實驗篇。視頻共計54講。

FPGA學習方法篇：主要是結合筆者學習FPGA的經(jīng)歷及心得體會講解FPGA的學習方法，讓初學者掌握正確的學習方法，把握學習FPGA正確的方向，少走彎路，避免進入FPGA學習的誤區(qū)。在學習方法篇中還會講解硬件描述語言有關的知識，主要是讓初學者正確認識硬件描述語言和其他編程語言的區(qū)別，掌握學習硬件描述語言的正確方法。在學習方法篇的最后會講解如何選擇正確的硬件開發(fā)平臺，因為要掌握FPGA這門技術，扎實的理論知識還遠遠不夠，購買一塊FPGA開發(fā)板，多動手練習實踐更顯得尤為重要。而如何選擇性價比很高的硬件開發(fā)平臺，也是初學者比較迷惑的問題，筆者通過硬件開發(fā)平臺選型指南將會教給初學者如何花最少的錢選擇性價比高的FPGA開發(fā)板入門FPGA技術。

FPGA基礎知識篇：主要是講解FPGA內(nèi)部結構、FPGA可編程的基本原理以及FPGA的開發(fā)流程方面的知識。要想學好FPGA，必須先搞清楚FPGA是什么，這是入門FPGA技術的基礎。通過本篇教程學習主要是讓初學者掌握FPGA的基礎知識，了解FPGA可編程的基本原理以及了解FPGA的開發(fā)流程。

FPGA開發(fā)工具篇：主要是講解FPGA開發(fā)工具Quartus II軟件的安裝、破解和使用;FPGA仿真工具modelsim軟件的安裝、破解和使用;FPGA片上debug工具SignalTap II軟件的的使用。

硬件描述語言篇：主要是硬件描述語言的verilogHDL的簡介、基本語法介紹以及verilogHDL的編碼規(guī)范。

數(shù)字電路篇：無論是FPGA的哪個方向，都離不開數(shù)字邏輯知識的支撐。FPGA說白了是一種實現(xiàn)數(shù)字邏輯的方式而已。如果連最基本的數(shù)字邏輯的知識都有問題，學習FPGA的愿望只是空中樓閣而已。本篇主要介紹介紹組合邏輯電路，時序邏輯電路方面的基礎知識以及狀態(tài)機的設計，重新復習下數(shù)字電路相關知識。

FPGA硬件電路篇：介紹FPGA最小系統(tǒng)及外圍電路的設計，學習硬件電路方面的知識。

FPGA實例篇：FPGA的學習只有通過大量的操作與實踐才能很好并快速的掌握，實例篇以芯創(chuàng)電子的開發(fā)板為硬件開發(fā)平臺，對開發(fā)板上的每個外設編寫實例，為激起初學者學習FPGA的興趣，在實例篇中采用“授人以漁”的方式，努力做到不僅講述怎樣進行試驗，而且分析為什么這樣做，重點介紹設計思路，以便初學者深刻理解并快速掌握FPGA的學習方法。在實例篇中會穿插介紹一些常用IP核，如PLL、單雙口ROM、RAM、同步FIFO和異步FIFO等IP核的使用。實例篇的最后是綜合實例，難度接近小的項目，筆者會從實際項目的流程進行講解，讓初學者提前進入項目實戰(zhàn)階段。

FPGA設計技巧篇：主要介紹FPGA設計的一些思想和原則，如串并轉換、乒乓操作、流水線、模塊劃分技巧以及同步電路設計等。

或許您可能聽說過FPGA，但不是很了解;或許您已經(jīng)知道FPGA的存在，但沒有掌握這門技術;或許您打算在不久的將來對FPGA進行初步嘗試;不管怎樣，只要您對FPGA感興趣，EEPW將帶領您一起踏出通往FPGA世界的第一步，輕松邁進FPGA設計開發(fā)的大門。

FPGA技術是不斷發(fā)展變化的，要掌握FPGA技術的精髓，需要設計者在實踐中不懈地摸索與積累，逐步提高自己的設計水平，本實驗教程試圖對初學者起到快速入門的作用。