FPGA的设计开发流程

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FPGA是可编程芯片,因此FPGA的设计方法包括硬件设计和软件设计两部分。硬件包括FPGA芯片电路、存储器、输入输出接口电路以及其他设备,软件即是相应的HDL程序以及最新才流行的嵌入式C程序。

目前微电子技术已经发展到SOC阶段,即集成系统(Integrated System)阶段,相对于集成电路(IC)的设计思想有着革命性的变化。


SOC是一个复杂的系统,它将一个完整产品的功能集成在一个芯片上,包括核心处理器、存储单元、硬件加速单元以及众多的外部设备接口等。具有设计周期长、实现成本高等特点,因此其设计方法必然是自顶向下的从系统级到功能模块的软、硬件协同设计,达到软、硬件的无缝结合。

             
这么庞大的工作量显然超出了单个工程师的能力,因此需要按照层次化、结构化的设计方法来实施。


首先由总设计师将整个软件开发任务划分为若干个可操作的模块,并对其接口和资源进行评估,编制出相应的行为或结构模型,再将其分配给下一层的设计师。这就允许多个设计者同时设计一个硬件系统中的不同模块,并为自己所设计的模块负责;然后由上层设计师对下层模块进行功能验证。                  

自顶向下的设计流程从系统级设计开始,划分为若干个二级单元,然后再把各个二级单元划分为下一层次的基本单元,一直下去,直到能够使用基本模块或者IP核直接实现为止,如图1所示。流行的FPGA开发工具都提供了层次化管理,可以有效地梳理错综复杂的层次,能够方便地查看某一层次模块的源代码以修改错误。 

       

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