首先,初学FPGA前需要了解一些基础概念。FPGA全称为Field-Programmable Gate Array,是一种可编程逻辑芯片。相比于ASIC(专用集成电路),FPGA具有更高的灵活性和可重构性,同时也避免了ASIC一次性投入大量资金的风险。初学者在学习FPGA之前,需要了解FPGA的基本原理和结构,了解其中的查找表,寄存器和时钟资源等。
FPGA的语言种类较多,主要分为硬件描述语言(HDL)和高级语言两种。
HDL是用于硬件描述的语言,其中最著名的是VHDL和Verilog,一般更适合底层芯片的设计工作。初学者可以先学习其中一种,根据个人口味和需求选择。高级语言则是像C、C++、Python和MATLAB等软件开发语言,通过高级语言和嵌入式编程来完成一个或多个FPGA的代码操作。高级语言调用的函数库较多,比较易用;但是速度和广泛应用的效率相对较低,适用于某些较为简单的FPGA设计和较少的数据量操作。
对于HDL,VHDL和Verilog是目前使用最广泛的两种语言。VHDL是美国国防部为了取代美国海军系统使用的VHSIC硬件描述语言而开发的一种硬件描述语言。VHDL基于Ada语言,不仅在逻辑的语法结构上与Ada类似,而且在模块、信号、运算、行为和并发内容的表示上都与Ada十分相似,因此学起来相对比较容易。而Verilog则是一种硬件描述语言,它基于ANSI C语言,同时兼顾数字电路的表达能力和计算机的程序设计能力,所以上手较为容易。
总的来说,两种语言的功能类似,都能很好地描述硬件电路的行为和结构,需要根据自己的场景和需求来选择合适的语言。
对于初学者来说,入门FPGA还是有一定的门槛的。建议初学者先通过阅读相关书籍学习FPGA的基本原理和结构,再进而学习VHDL或者Verilog等语言。此外,一些在线平台也提供了FPGA编程的入门课程和实践环节,可以通过这些平台学习、实践、交流,快速入门。例如,Altera的Quartus平台,这个平台提供了免费的FPGA编程软件从而帮助使用者轻松开发、编写和调试电路板样式,将电路板植入FPGA芯片,调试后可以输出成烧录文件,十分适合初学者。