FPGA知识大梳理（一）对FPGA行业的一点感言

　　今天想开始把这FPGA行业的知识点做一个大整理，从个人感想，到语法，到器件基础，难点攻克，到项目应用。把自己这几年接触到的知识做一个全面的回顾，看看自己这几年走过的路。

　　人生无常，几年的跌跌撞撞勉强算是在FPGA行业大门前。之前一直都是看别人的感言，逛别人的论坛笔记。或许自己应该有一个突破。

　　我经常把工程师比喻成农民伯伯，相同之处有两点，第一他们都是沉默寡言 老老实实的辛勤的工作者。第二，技术的世界像耕地一样，你无法投机取巧，也没有捷径，所有的知识点都需要你脚踏实地的去开辟。你多努力一点就回报多一点，知道的就多一点，见效快。

　　今天我就只想谈谈个人的看法，也是当年困扰我的问题。现在我觉得想通了，拿出来大家讨论一下。

　　问题一：FPGA会不会死

　　　　当年徘徊了一段时间要不要学习FPGA的时候就在想这个问题，万一这个行业被openCL这样的软件系统给替换掉了，那我不就悲剧了。

　　　　现在我这么看待的，FPGA行业分两大知识点部分。1：编程语言。2，器件。行业会死就是这两大部分被其他东西代替。我们分开讨论

　　　　1，编程语言

　　　　FPGA 最常见的开发语言就是HDL ，敝人不才，没有接触过别的，类似systemC等等。所以单说HDL语言。

　　　　最近几年不管是altera还是xilinx都力推用C实现HDL开发，但是一直是进展不大。貌似并没有出现颠覆性的成果，所以一直是噱头和彼此抢风头的阶段（现在altera被intel收购）。有人就担心（当年我也想过）HDL会不会被C 替换掉呢？只要有这么一个编辑器，就可以了。我的答案是不会。原因要从编程语言特性说起。

　　　　大家知道现在的编程语言发展也是相当快的，从原始的汇编，到C , java，c++ ，c#，html5......... 

　　　　这里有一个误区，大家以为汇编被干掉了，其实没有，现在懂汇编的工程师是抢手货。应用场景有两个地方，一，小型mcu随着智能家居兴起，有些产品开发就是需要汇编。二，IC设计公司，像处理器mcu的开发，必须使用汇编进行指令测试，实现指令全覆盖，这个是其他语言无法替代的。比汇编高级一点点的就是C语言，而C语言一直都是经典，语言发展到再高级都无法将C和汇编完全替换掉，为什么呢？因为他们是面向过程的开发语言，就是写出数据的处理过程，而java，c++，c#，html5...... 都是面向对象的编程语言，当然他们存在都是有各自的特性，可是编程的思维方式是类似的。

　　　　说了这么多，只想说出一句：HDL是一种硬件描述语言（HDL:Hardware Description Language）。C是面向过程的，根本无法完全兼容。HDL一直是以硬件电路为设计思维导向，而不是数据流的思维导向。举例，C语言要实现sin。就直接写a=sinb。可是HDL要实现一个sin。那就是一个IP 。而HDL写一个移位操作在硬件里面很好理解也很好实现。用C 就要写好几行。语言没有好坏之分，他们各有特色，所以想用C的思维模式来指导硬件电路的设计，这个路似乎太长了吧。

　　　　说到这里不得不提一门语言systemverilog。知道SV的人就知道SV迟早会替代HDL，其实也不叫替代，是更新。因为SV是融合了verilogHDL 以及C 再加上一些自己的拓展形成的语言，也就是说你学的verilog其实就是SV的一部分。现在的SV 主要用来做IC 验证，形成了独立的验证方法学，这是SV 特性发展出来的。SV中融合的C 以及自己的其他特性主要是用来写testbench的，也就是说在可综合的代码部分，还是由verilogHDL撑着。目前也不用急于学sv，因为不是做IC 验证，用SV做项目有点杀鸡用了宰牛刀一样，当然，多了解一下更好。

　　　　所以，HDL 会向SV升级，但是不会死。

 

　　2，器件

　　器件包括器件特性以及开发工具（altera的QuartusII 以及xilinx的vivado为主）。

　　器件，那就是工艺需要考虑的事情，我们只需要跟随原厂就行。他们会告诉我们这种工艺下的器件特性和之前比有哪些不同，以及出现问题是工艺的影响还是设计的因素。至于工具，一个FPGA原厂想推广自己的产品必然有相关的技术培训，也就是最没有技术含量但是新手看来最能忽悠的技能。最近国产FPGA势头很猛，没有用过不发表看法。

　　这些就是工作的时候，公司用谁的产品我们就用谁的器件和工具，这些是大同小异。

 

问题二：FPGA的市场与技术现状

　　说得好听就是高处不胜寒 —— 高端解决方案，一般公司不用，那玩意儿贵啊。量产都是用ASIC，极少数有用FPGA的。门槛相对软件要高一点，比IC门槛要低一点。

　　当年我在学校的时候altera和xilinx都力推SOPC，就是在FPGA中嵌入原厂自己的CPU 。后来估计也是知道自己的CPU性能都太差了，所以现在又都力推SOC —— 既然自己的CPU 不行，那就用别人的 —— 嵌入硬核ARM。所以未来的发展就是软件和硬件这种技术壁垒突破越来越多，学FPGA也要学ARM，软硬兼施才行。SV软件和硬件语言已经融合了（虽然目前看起来还是有些独立的感觉），知识上当然也就要求我们攻城狮都要学习啊。

 

　　　　啰啰嗦嗦如此之多了。感谢一路走来的亲人和朋友，也感谢自己这颗坚强的心。

 

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2018年5月3日 新增

     今年新上任的CEO 致辞以及xilinx这几年的动作来看。xilinx 遇到瓶颈是不争的事实—— 新市场打不开，传统领域在被Lattice和ASIC吞噬。既然龙头老大都是这种境况，整个FPGA领域都不好过了。

    xilinx 推出ACAP ，并且说自己不只是一个做FPGA的公司，意思就是ACAP 并不是FPGA。这种新型的带有HBM技术的芯片应该是在大型数据中心，超算等领域使用吧。反正一般的企业是接触不到。

    所以对未来FPGA领域的猜测是：两级分化。高端FPGA在企业中会有部分身影，并且开发方式不再是HDL ；第二种就是传统领域的使用，比如通讯，安防，用于视频编解码等，而且这个市场越来越小，Lattice，国产都在争这个市场。

    至于zynq，实在是找不到他的位置。

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