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原创 如何成长为一名优秀的FPGA 工程师?

2017-6-2 23:35 428 0 分类: FPGA/CPLD

第一部分:FPGA 工程师的成长


第一阶段:入门 -> 熟练

克服心理恐惧


– 代码这么写可以编译通过

– 下载程序不会烧毁电路板


建立思维定势


– “事非经过不知易”


学会了便是“自古华山一条路”


没用过便是“乱花渐欲迷人眼


第二阶段:提高 -> 精通


EDA工具——从感性认识到理性认识

– 站在EDA工具的角度理解FPGA开发流程


EDA工具各个流程的意义,各个阶段的输入输出


EDA工具输出的报告:Infor和warning


HDL语言——积累设计模式


– 跨时钟域处理电路

– 有限状态机电路

– 特定领域的数据通路电路

– 片上总线


FPGA芯片——从逻辑特性到物理特性


– 搞定时序分析和约束

– 看懂RTL视图和Technology视图


第三阶段:从业 -> 专业


从产品需求出发认识你的芯片


– 芯片之内


深刻理解FPGA底层结构与应用场合的对应关系


– 芯片之外


FPGA外围支持电路以及高速接口


FPGA与软件接口的设计和调试


做出你的产品


– 公司业务

– 项目流程

– 领域知识


个人的成长+成功的项目


给刚刚从业的FPGA工程师的几点忠告


– 珍视你的第一份工作


从工作中学习,在工作中成长


记工作日志,写博客


– FPGA工程师学点软件,学点“不可综合语句”


数据的分析和可视化


工具之间的“胶水”


– 使用Linux OS


脚本


免费工具


开源精神


第二部分:FPGA开发中的敏捷实践


FPGA开发本质上是敏捷的


– 相对于芯片开发:灵活 + 快速 = 敏捷


可以随时更新– 更短的迭代周期


可以上板验证 – 更快的反馈速度


敏捷开发的思想需要结合FPGA的自身特点


– 相对于软件开发:


上板调试代价更高 – 仿真验证的必要性


距离真实世界更近 – 开发验证、调试工具的必要性


» 验证、调试工具不是最终产品的一部分

» 开发工具、积累工具,合理重用


刻意地模仿芯片或者软件开发都是不可取的

案例分享


案例一:用Virtual JTAG加速上板验证


– 问题1:

缺少外部芯片的仿真模型。


– 解决1:

用VJ虚拟出一个“串口控制台”,通过接口逻辑层,向外部芯片发送“写”和“读”命令。验证接口逻辑层,积累操作外部芯片的脚本。

通过这一接口,把最终产品中需要用状态机来实现的控制电路,暂时替换为可以用PC机软件来实现的脚本;把FPGA上

的硬件调试转化为了PC端软件调试,加速了调试过程。

– 敏捷思想:

把项目中的风险,在早期的迭代中加以解决。


– 问题2:

外部设备行为复杂,测试向量覆盖率不够、仿真速度慢。


– 解决2:

用VJ设计一个真实行为捕获模块,丰富测试向量。

用VJ虚拟未实现的关键逻辑模块,上板测试调试。


– 敏捷思想:

反思回顾,发现开发瓶颈,持续改进方法、工具。

提早集成、提早测试。


案例二:FPGA开发中引入回归测试和持续构建


– 问题1:

软件的驱动层(C)和FPGA的接口层(V)需要测试和调试

FPGA需要回归测试来保证持续开发的质量


– 解决1:

用SystemVerilog DPI连接C和Verilog

用CppUtest测试框架搭建FPGA回归测试环境


– 敏捷思想:

回归测试


– 问题2:


多人协作开发中代码的质量保证

FPGA需要自动构建来实现及时发布


– 解决2:

用Tcl脚本实现项目编译、仿真的自动化

用Hudson CI来实现多个仿真、编译工程的自动构建和健康度报告


– 敏捷思想:

每日构建


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