为什么你觉得FPGA难学？如何入门？

各位大侠会发现，FPGA技术江湖一直都在推送各种设关于FPGA的设计实例或者项目研发案例，会把设计方法和设计思想都阐述清楚，甚至有些会分享源码供各位大侠参考学习，很少去搞一些纯粹噱头性的文章，这就是因为现在社会的大环境差点意思，噱头性浮夸或者浮躁的东西太多，搞技术的最忌讳这一点，但是搞营销的可不管这些，只要有噱头有流量，就是赚了，往往这样就会出现很多误导性的信息，很多信息不去调研，技术不去钻研，凭空想象，害人害己。

搞技术的，技术大牛也有很多，但是对于学习，还是得找适合自己的，有些人自己很清楚，但是和别人表达不清楚，甚至这类人的大部分都不擅长和外界沟通，也不屑于沟通，这类人我就接触过不少，这就是为什么技术大牛多，而对于技术学习，尤其是初学引导，系统性学习有深刻理解的技术领路人不多的原因。

近期很多人问我该如何去学FPGA，那么今天，这里就和各位大侠来聊一聊。

有人问：本人零基础，想学fpga，求有经验的人说说，我应该从哪入手，应该看什么教程，应该用什么开发板，用到什么书等等，希望有经验的大佬能够给我一些引导。这里假装有人这么问，其实问的人很多，这里只是汇总了一些大家的问题。

如果想速成，这样主要是面对应用的，一个小时内让你的板子运行起来。早期起来的快，活学活用，就是后期没有系统理论支持，会有些吃力，特别是大项目那完全是个悲剧。

学习FPGA，先理解对应语言的语法，这里仅对于 Verilog HDL 和 VHDL，对于系统级不做讨论。对于硬件描述语言的选择，大家不用纠结，如果没有个人或者特殊需求，本人建议先入手 Verilog HDL，Verilog HDL设计运用比较灵活，有点类似于C语言，但是在学习的时候不能按照C语言的顺序执行去思考，要转变思想。

对于 VHDL，逻辑比较缜密，格式要求比较单一，还是比较容易死记硬背的，verilog比较灵活，先学 Verilog HDL 的好处就是，可以灵活变通，如果先接触 VHDL 的话，怕你再接触 Verilog HDL时陷入死记硬背的节奏里，不太容易接受。

总的来说，学通透了，两者并没有什么影响，两种语言都熟练掌握当然是最好啦，但是你也可以仅掌握你需要用的，这个具体看个人需求了。关于HDL硬件描述语言，下面会有更详细的阐述，这里就大概说一下。

可以理解下面几点

1）看代码，建模型

只有在脑海中建立了一个个逻辑模型，理解FPGA内部逻辑结构实现的基础，才能明白为什么写 Verilog HDL和写C语言整体思路是不一样的，才能理解顺序执行语言和并行执行语言的设计方法上的差异。在看到一段简单程序的时候应该想到是什么样的功能电路。

2）用数学思维来简化设计逻辑

学习FPGA不仅逻辑思维很重要，好的数学思维也能让你的设计化繁为简，所以啊，那些看见高数就头疼的大侠需要重视一下这门课哦，重新端正自己的态度哦。

举个简单的例子，比如有两个 32 bit 的数据 X［31:0］与 Y［31:0］相乘。当然，无论 Intel 还是 Xilinx 的操作软件内部都有现成的乘法器 IP 核可以调用，这也是最简单的方法，但是两个 32 bit 的乘法器将耗费大量的资源。

那么有没有节省资源，又不太复杂的方式来实现呢？

我们可以稍做修改：将X［31:0］拆成两部分X1［15:0］和X2［15:0］，令X1［15:0］=X［31:16］，X2［15:0］=X［15:0］，则X1左移16位后与X2相加可以得到X;同样将Y［31:0］拆成两部分Y1［15:0］和Y2［15:0］，令 Y1［15:0］=Y［31:16］，Y2［15:0］=Y［15:0］，则 Y1 左移16位后与 Y2 相加可以得到Y;则X与 Y 的相乘可以转化为 X1 和 X2 分别与 Y1 和 Y2 相乘，这样一个 32 bit * 32 bit 的乘法运算转换成了四个 16 bit * 16 bit 的乘法运算和三个 32 bit 的加法运算。转换后的占用资源将会减少很多，有兴趣的大侠，不妨综合一下看看，看看两者差多少。

3）时钟与触发器的关系

“时钟是时序电路的控制者”，非常经典的一句话，可以说是FPGA设计的箴言。

FPGA的设计主要是以时序电路为主，因为组合逻辑电路再怎么复杂也变不出太多花样，理解起来也不没太多困难。但是时序电路就不同了，它的所有动作都是在时钟一拍一拍的节奏下转变触发，可以说时钟就是整个电路的控制者，控制不好，电路功能就会混乱。

打个比方，时钟就相当于人体的心脏，它每一次的跳动就是触发一个 Clk，向身体的各个器官供血，维持着机体的正常运作，每一个器官体统正常工作少不了组织细胞的构成，那么触发器就可以比作基本单元组织细胞。时序逻辑电路的时钟是控制时序逻辑电路状态转换的“发动机”，没有它时序逻辑电路就不能正常工作，因为时序逻辑电路主要是利用触发器存储电路的状态，而触发器状态变换需要时钟的上升或下降沿。由此可见时钟在时序电路中的核心作用。

对于以上几点，总结起来就多实践、多思考、多不耻下问。实践出真知，看100遍别人的方案不如自己去实践一下。

实践的动力一方面来自兴趣，一方面来自现实的压力。

个人觉得后者更重要，毕竟现在真正感兴趣的人并不多了，真正有兴趣的人会全身心投入，学习这些也是小事一桩。而对于后者，不管你的压力来自于何处，有需求会容易形成压力，也就是说最好能在实际的项目开发中锻炼，而不是为了学习而学习。

在实践的过程中要多思考，多想想问题出现的原因，问题解决后要多问几个为什么，这也是经验积累的过程，如果有写项目总结的习惯更好，把问题及原因、解决的办法都写进去。最后还要多问，遇到问题思索后还得不到解决就要问了，毕竟个人的力量是有限的，问同学、同事，利用好当前丰富的网络资源，问各位大佬都可以，有经验的人点拨可能会让你原本事倍功半变成事半功倍。

多实践，从实践中深刻理解理论，结合理论，而不是纯粹实践，抛弃理论；

多思考，举一反三，掌握核心的设计思想，设计方法，不局限固有的器件；

多问，不管是谁，只要懂你之不懂，要不耻下问，学习有效的方法。

为什么不推荐0基础学习ZYNQ或SOC？

<1>、容易让人有傍同心理。傍同心理是指一个人通过渲染与自己有亲近关系的人的杰出，来掩盖和弥补自己在这方面的不足，从而获得心理上的平衡。自己在学习很厉害的东西，然后也感觉自己很厉害，但这只是错觉而已。

<2>、入门应该学习尽量简单的东西，什么阶段就要做什么阶段的事情，一口吃个胖子不太现实，要么专心学习FPGA，要么专心学习MCU或者RAM。这样更容易有成就感，增强信心。

<3>、ZYNQ和SOC的应用领域最近这几年发展还是挺不错，需求也在日益增加，但是对于目前整个市场的需求还只是一小部分，最主要还是综合能力要求比较高，并不是短时间内就可以迅速达到某种程度或者某种高度，零基础去学，不太现实，因为你要学会了爬，才能更好的去走，乃至跑起来。

为什么已经存在那么多IP核，仍然需要写HDL？

<1>、首先，就不应该有这种问题，封装好的 IP 确实多，但是不可能所有东西都是用 IP 核，IP 核并非万能，不能满足所有需求。而且做这行搞技术的和其他文职类编辑设计可不一样，并不是给你弄好了你粘贴复制一下或者调用一下就可以了，具体的硬件实现调试都是需要你去懂得原理以及方式方法的，其次，做产品做项目的时候，工程上的问题也是非常多的，这个问题可以作为学生答疑用，解答困惑，没有必要纠结于此；

<2>、尽量少用闭源IP核，一旦出问题，这种黑匣子很可能让产品难产，对于整个开发团队以及产品衍生方都是巨大的困扰；

<3>、深入理解低层次，可以更好地使用高层次。这个学习的思想可以适用于所有编程语言。

为什么不推荐深入学习NIOS II 和 MicroBlaze等软核？

<1>、性价比不高，一般的软核性能跟Cortex M3或M4差不多，用FPGA那么贵的东西去做一个性能一般的CPU，在工程上是非常不划算的。不如另外加一块M3。

<2>、加上软核，可能会影响到其它的逻辑的功能。这是在资源并不十分充足的情况下，再加上软核，导致布局布线变得相当困难；

<3>、软核不开源，出现Bug的时候，不容易调试；

<4>、工程上很少使用，极有可能派不上用场。

所以不推荐深入学习，如果非要用，在别人指导下或者自己会用就行了。

关于FPGA在人工智能、5G应用的一些见解

有句话说的好，“外行看热闹，内行看门道”，2016年底到现在，人工智能这个词再次风靡全球，上次还是二十世纪七八十年代。人工智能给太多行业带去了突破瓶颈的希望，同时附带的是更大的压力，还有更多的泡沫噱头经济。

对FPGA而言，在人工智能的应用还是主要在硬件加速方面，本人之前也搭过加速器，对这方面也有所了解，这方面的理解和不推荐零基础学习 Zynq 一样，这些都是综合能力性，而且还是有门槛的，并不是所有人都能达到的高度。尽管你再努力，你也不得不承认能力是有上线，所以不用去考虑太多，当你后续能接触到了，有能力了在考虑。

但是由于现在很多培训机构打着人工智能的幌子，信口开河的忽悠人，个人选择时要有判断力，人工智能下的FPGA，可不是单纯的学习FPGA，也不是单纯的学个python就行了，至于人工智能的具体应用及实现，后续再出专题研究，这里就不过多讨论。总之，一句话，自我判断力要有，绝大多数没有实际作用，不可信。

关于企业里FPGA工程师的开直播卖板卡引导学习的见解

首先，要明白以下几个问题：

一是，你是纯正的FPGA工程师么?这里说的纯正是指，你是定岗定制专门做FPGA开发的，而不是什么都干，接触过几天FPGA就叫FPGA工程师；

二是，你自己有没有在自己的专业方向进行过系统性的学习？FPGA工程师现在对口的专业就是弱电类专业，包括电子信息工程、电子科学与技术、通信工程、集成电路、微电子、半导体、物电光电等等相关专业，具体的专业方向，能不能接触到FPGA，还需要看各个学校的具体发展方向。系统性学习就是不是片面的知识组合，而是有规划有效的学习，包括对整个市场的理解，对技术需求，对学习者的自身情况的理解，各种综合，而不是学了几天某个器件，感觉个人懂了很多，就行了；

三是，既然是引导他人学习或者推荐学习，你是否明白原理，是否很清楚如何沟通，表达清楚你懂的并且有效传达？这一点也是最重要的，在前面也说过，你懂得不代表你可以正确地去传输给别人，让别人也懂，正确地价值观，正确地引导方式都是很重要的，可以说是相互学习，共同进步，而不是单方面的输出。

这里点到为止，不过多阐述，以免给杠精机会，哈哈哈。

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