【Udemy中英字幕】FPGA (Field-Programmable Gate Array) Design & Implementation

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

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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

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

1. FPGA（现场可编程门阵列）简介

2. FPGA测试

3. FPGA 设计流程和设计工具

4. 使用 Verilog 进行 FPGA 设计 – 简介

5. 使用 Verilog 进行 FPGA 设计 – Verilog 概述

6. 使用 Verilog 进行 FPGA 设计 – 数据类型

7. 使用 Verilog 进行 FPGA 设计 – 程序分配

8. 使用 Verilog 进行 FPGA 设计 – 使用 Verilog 进行 VHDL 设计

9. 使用 Verilog 进行 FPGA 设计 – 设计的可视化验证

10. 使用 Verilog 进行 FPGA 设计 – 有限状态机 – 第一部分

11. 使用 Verilog 进行 FPGA 设计 – 有限状态机 – 第 2 部分

12. 使用 Verilog 进行 FPGA 设计 – 设计示例

13. 使用 Verilog 进行 FPGA 设计 – 测试台

14. 使用 Verilog 进行 FPGA 设计 – SystemVerilog 用于综合

15. 使用 Verilog 进行 FPGA 设计 – 封装和接口

16. SOPC设计的仿真与实现

17. 从外设读取数据

18. UART SDRAM Python

19. Quartus 和 ModelSim NIOS 中的脚本执行

20. 使用 FPGA 进行图像处理

21. 在混合信号技术中使用 FPAA FPGA 的挑战

22. 普罗托弗莱克斯

23. 可重构硬件

24. 使用 MapReduce 进行 FPGA 字数统计

25. DSP电路的FPGA实现

26. 可逆逻辑电路

27. 有限域除法器的FPGA实现

28. PLI 的原则

29. Spartan FPGA实现

30. 可编程芯片和电路板

31. 忆阻型 FPGA

32. Mentor Graphics 工具和指南

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