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FPGA 的设计开发流程主要包括以下步骤

FPGA 的设计开发流程主要包括以下步骤
FPGA 的设计开发流程主要包括以下步骤

FPGA的设计开发流程主要包括以下步骤:设计输入( Design Entry )、仿真验证( Verification )、综合( Synthesis )及布局布线( Place & Route)和比特流生成。

在简单的 FPGA 设计中,设计输入就是使用硬件描述语言编写 RTL 的过程,虽然还有一些基于状态图、真值表、流程图、方框图的设计输入方法,现在基本已经被淘汰。硬件描述语言最重要的是 Verilog / SystemVerilog,其次是VHDL 。目前基于 VHDL 的设计越来越少。 SystemVerilog 是 VHDL 和 Verilog 合并后产生的新语言,是它们的继承和发展。对于初学者,学习 SystemVerilog 就够了。设计输入编辑工具有很多, ModelSim 、Visual HDL 、 ActiveHDL 、ISE 、Quartus II 都有针对 HDL 的编辑工具,也有些人使用支持 Verilog 语法高亮的 UltraEdit 。 ActiveHDL 提供 HDL 语法高亮显示、自动产生文本结构、自动格式化文本等非常有益的文本编辑浏览特性,在国内很受欢迎。对于设计输入,核心的问题是有三个:(1)熟练使用 HDL 语言(2)准确的把握要完成的设计功能及其性能指标;(3)充分理解常见的设计思想,保证设计功能和性能指标的恰当表达。

基于HDL的设计输入的缺点是效率低下,不能满足复杂设计快速实现的要求,其优点是与电路结构紧密联系,能够清晰的表达跨时终域、延迟、逻辑工程和比特存储功能。近年来,基于 C / SystemC 语言的算法综合和系统级综合技术发展迅速。用户只需使用 C / SystemC 描述目标设计,工具就能够自动完成 C / SystemC 描述到 RTL 描述的综合。这种新技术在航空、航天、军工等领域广泛使用,主要用于运算加速。目前比较成功的 C / SystemC 描述到 RTL 描述的综合的软件有 CoDeveloper ( Impulse C )、 Catapult C 等。我们也在研发一种称作 ESLFlex 的国产综合软件。 ESLFlex 与 CoDeveloper ( Impulse C )、Catapult C 等的区别是: ESLFlex 是一种系统级综合工具,在系统级综合领域有一些独特的创新,从SystemC 非定时模型得到异构多核SoC ,而CoDeveloper ( Impulse C )、Catapult C 是算法综合工具,综合的结果是一个算法加速IP。

设计输入的另外一个重要技能是学会使用 FPGA 厂商提供的设计库,里面有大量可根据应用定制的专门单元,如 FIFO 、SRAM 、差分IO 、 DLL 等。

仿真验证是 FPGA 开发的第二个步骤,目的是验证所编写的 HDL 或者高层次综合得到的 HDL 的功能正确性,即是否与预定的功能相符。这时需要使用SystemVerilog 或者 SystemC 编写 Testbench,以产生 RTL 设计的激励,并对RTL 的输出进行分析。简单的设计使用 SystemVerilog 编写 Testbench 即可,对于复杂的设计以及软硬件结合的设计,使用 SystemC 更加方便。验证的最基本方法是仿真。仿真包括功能仿真和时序仿真。其中,功能仿真在布局布线之前,检查设计输入的正确性;时序仿真在布局布线之后,主要检查时序的收敛性,综合结果与功能仿真的不一致性。常见的仿真工具有 ModelSim 、 ActiveHDL 等。仿真工具都支持 SystemVerilog 、 SystemC 和 VHDL ,也支持这些语言混合在一起的设计。对于一些小的设计,主要是肉眼观察仿真结果是否与预期相符,对于一个复杂的大设计,要首先验证每一个子模块的功能正确性,对于整个大设计,

要使用工具对比参考设计比如基于C语言的参考设计在同样的激励下产生的输出与 RTL 的输出是否相同。

综合( Synthesis )及布局布线( Place & Route)和比特流生成都是设计工具自动完成的步骤。当然,也需要使用者进行一些设置,以使得工具自动完成的结果更加符合预期。综合工具实现从 HDL 语言到门级网表的生成。 FPGA 厂商的 FPGA 集成开发环境一般提供综合工具,比如 Xilinx 的 XST 和 Altera Quartus II 内置的综合工具,目前使用最广泛的第三方综合工具是 Synplicity 公司的Synplify 。布局布线采用FPGA 厂商提供的工具。Xilinx 有Foundation Series, Altera有Quartus II。布局布线更具体的包括门级网表到 FPGA 基本单元的转换( Xilinx 称作 Translate ,Altera 称作 Map )和实际的布局布线( Xilinx 称作 PAR,Altera 称作 Fit )。布局布线的结果进一步被用来可以下载到 FPGA 比特流。在进行布局布线之前,我们需要设置顶层设计的每一个输入输出与实际 FPGA 管脚的对应关系。这种对应关系是在在电路板设计的原理图设计阶段确定的。如果你的板子是买来的开发板,在开发板的资料中通常会包括原理图。在没有原理图的情况下,厂家会在其他资料中明确给出每一个 FPGA 的管脚是怎么与其他芯片连接的。

(责任编辑:admin)

华为_FPGA设计流程指南

FPGA设计流程指南 前言 本部门所承担的FPGA设计任务主要是两方面的作用:系统的原型实现和ASIC的原型验证。编写本流程的目的是: ●在于规范整个设计流程,实现开发的合理性、一致性、高效性。 ●形成风格良好和完整的文档。 ●实现在FPGA不同厂家之间以及从FPGA到ASIC的顺利移植。 ●便于新员工快速掌握本部门FPGA的设计流程。 由于目前所用到的FPGA器件以Altera的为主,所以下面的例子也以Altera为例,工具组合为modelsim + LeonardoSpectrum/FPGACompilerII + Quartus,但原则和方法对于其他厂家和工具也是基本适用的。

目录 1. 基于HDL的FPGA设计流程概述 (1) 1.1 设计流程图 (1) 1.2 关键步骤的实现 (2) 1.2.1 功能仿真 (2) 1.2.2 逻辑综合 (2) 1.2.3 前仿真 (3) 1.2.4 布局布线 (3) 1.2.5 后仿真(时序仿真) (4) 2. Verilog HDL设计 (4) 2.1 编程风格(Coding Style)要求 (4) 2.1.1 文件 (4) 2.1.2 大小写 (5) 2.1.3 标识符 (5) 2.1.4 参数化设计 (5) 2.1.5 空行和空格 (5) 2.1.6 对齐和缩进 (5) 2.1.7 注释 (5) 2.1.8 参考C语言的资料 (5) 2.1.9 可视化设计方法 (6) 2.2 可综合设计 (6) 2.3 设计目录 (6) 3. 逻辑仿真 (6) 3.1 测试程序(test bench) (7) 3.2 使用预编译库 (7) 4. 逻辑综合 (8) 4.1 逻辑综合的一些原则 (8) 4.1.1 关于LeonardoSpectrum (8) 4.1.1 大规模设计的综合 (8) 4.1.3 必须重视工具产生的警告信息 (8) 4.2 调用模块的黑盒子(Black box)方法 (8) 参考 (10) 修订纪录 (10)

FPGA原理图方式设计流程图

2 Quartus II软件的使用、开发板的使用 本章将通过3个完整的例子,一步一步的手把手的方式完成设计。完成这3个设计,并得到正确的结果,将会快速、有效的掌握在Altera QuartusII软件环境下进行FPGA设计与开发的方法、流程,并熟悉开发板的使用。 2.1 原理图方式设计3-8译码器 一、设计目的 1、通过设计一个3-8译码器,掌握祝组合逻辑电路设计的方法。 2、初步了解QuartusII采用原理图方式进行设计的流程。 3、初步掌握FPGA开发的流程以及基本的设计方法、基本的仿真分析方法。 二、设计原理 三、设计内容 四、设计步骤 1、建立工程文件 1)双击桌面上的Quartus II的图标运行此软件。

开始界面 2)选择File下拉菜单中的New Project Wizard,新建一个工程。如图所 示。 新建工程向导

3)点击图中的next进入工作目录。 新建工程对话框 4)第一个输入框为工程目录输入框,用来指定工程存放路径,建议可根据自己需要更改路径,若直接使用默认路径,可能造成默认目录下存放多个工程文件影响自己的设计,本步骤结束后系统会有提示(当然你可不必理会,不会出现错误的)。第二个输入框为工程名称输入框。第三个输入框为顶层实体名称输入框,一般情况下保证工程名称与顶层实体名称相同。设定完成后点击next。

指定工程路径、名称 5)设计中需要包含的其它设计文件,在此对话框中不做任何修改,直接点 击next。 工程所需其它文件对话框

6)在弹出的对话框中进行器件的选择。在Device Family框中选用Cyclone II,然后在Available device框中选择EP2C35F484C8,点击next进入下一步。 器件选择界面 7)下面的对话框提示可以勾选其它的第三方EDA设计、仿真的工具,暂时不作任何选择,在对话框中按默认选项,点击next。

FPGA基本设计流程资料

FPGA基本设计流程 首先建立工作库目录,以便设计工程项目的存储。注意不要将文件夹 1 建立工作库文件夹和编辑设计文件 1.1 新建一个文件夹(注意文件夹不能用中文,也不要用数字) 任何一项设计都是一项工程(Project),都必须首先为此工程建立一个放置与此工程相关的所有设计文件的文件夹。此文件夹将被EDA软件默认为工作库(Work Library)。一般,不同的设计项目最好放在不同的文件夹中,而同一工程的所有文件都必须放在同一文件夹中。在建立了文件夹后就可以将设计文件通过Quartus II的文本编辑器编辑并存盘,这里新建文件夹在E盘中,取名为 jsq,则其路径是e:\jsq。步骤如下: 1.2 源程序输入 打开计算机桌面上图表,选择菜单File→New,出现如图1所示见面,在New窗口Device Design Files中选择编译文件的语言类型,这里选择VHDL File,选好后用鼠标左键点击OK,出现源程序输入窗口如图2所示(以十进制为例)。 图1 选择编译文件的语言类型

图2 源程序输入窗口 源程序 LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY CNT10 IS PORT (CLK,RST,EN : IN STD_LOGIC; CQ : OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); COUT : OUT STD_LOGIC ); END CNT10; ARCHITECTURE behav OF CNT10 IS BEGIN PROCESS(CLK, RST, EN) VARIABLE CQI : STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); BEGIN IF RST = '1' THEN CQI := (OTHERS =>'0') ; --计数器异步复位 ELSIF CLK'EVENT AND CLK='1' THEN --检测时钟上升沿 IF EN = '1' THEN --检测是否允许计数(同步使能) IF CQI < 9 THEN CQI := CQI + 1; --允许计数, 检测是否小于9 ELSE CQI := (OTHERS =>'0'); --大于9,计数值清零 END IF; END IF; END IF; IF CQI = 9 THEN COUT <= '1'; --计数大于9,输出进位信号 ELSE COUT <= '0'; END IF;

FPGA设计流程

基于多种 EDA工具的FPGA设计流程 发表时间:2008-6-30 蒋昊李哲英来源:万方数据 关键字:FPGA EDA CPU 信息化应用调查在线投稿加入收藏发表评论好文推荐打印文本 本文介绍了FPGA的完整设计流程,其中包括电路设计与输入、功能仿真、综合优化、综合后仿真、实现与布局布线、时序仿真、板级仿真与脸证、调试与加载配置等主要步珠。并通过一个8-bit RISC CPU的设计来例系统地介绍了利用多种EDA工具进行 FPGA协同设计的实现原理及方法 近年来,随着微电子学的迅速发展以及SoC(System on Chip,片上系统)技术在设计领域引起的深刻变革, EDA(Electornic Design Automatic,电子设计自动化)工具在系统设计中的地位愈发重要。特别是20世纪90年代后,电子系统已经由电路板级发展为ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit,专用集成电路),FPGA(Field Porgrammable Gate Array,现场可编程门阵列)以及嵌人式系统等多种模式,其中FPGA设计正是当前数字系统设计领域中的重要方式之一。 本文以Altera公司的FPGA为目标器件,通过一个8-bit RISC CPU的设计实例,系统地介绍了FPGA的完整设计流程以及开发过程中用到的多种EDA工具,包括Modelsim,Synplify,QuatrusII,并重点说明如何使用这些EDA工具进行协同设计。 1FPGA的设计流程 一般来说,完整的FPGA设计流程包括电路设计与输人、功能仿真、综合优化、综合后仿真、实现与布局布线、时序仿真、板级仿真与验证、调试与加载配置等主要步骤,如图1所示。电路设计与输人是指通过某些规范的描述方式,将工程师的电路构思输人给EDA工具,常用的设计方法有HDL(Hardwaer Description Language,硬件描述语言)设计输人法与原理图设计输人法。目前进行大型工程设计时,最常用的设计方法是HDL设计输人法,它利于自顶向下设计以及模块的划分与复用,可移植性和通用性好,设计不因芯片的工艺与结构的不同而变化,更利于向ASIC移植。 电路设计完成后,要用专用的仿真工具对设计进行功能仿真(FunctionalSimulation),验证电路功能是否符合设计要求。功能仿真又称前仿真(Per-Simulation)。通过仿真能及时发现设计中的错误,加快设计进度,提高设计的可靠性。综合(Synthesis)优化是指将HDL语言、原理图等设计输人翻译成由基本门、RAM、触发器等基本逻辑单元组成的逻辑网表,并根据目标与要求(约束条件)优化所生成的逻辑网表,输出标准格式的网表文件,供FPGA厂商的布局布线器进行实现。综合后仿真(Post Synthesis Simulation)的作用是检查综合出的结果与原设计是否一致。作综合后仿真时,要把综合生成的标准延时格式SDF(Standard Dela Format)文件反标注到综合仿真模型中去,可估计门延时带来的影响。综合后仿真虽然比功能仿真精确一些,但是只能估计门延时,不能估计线延时,仿真结果与布线后的实际情况还有一定

FPGA开发设计流程和功能实现

FPGA设计流程与功能实现 前言 本部门所承担的FPGA设计任务主要是两方面的作用:系统的原型实现和ASIC的原型验证。编写本流程的目的是: ●在于规范整个设计流程,实现开发的合理性、一致性、高效性。 ●形成风格良好和完整的文档。 ●实现在FPGA不同厂家之间以及从FPGA到ASIC的顺利移植。 ●便于新员工快速掌握本部门FPGA的设计流程。 由于目前所用到的FPGA器件以Altera的为主,所以下面的例子也以Altera为例,工具组合为modelsim + LeonardoSpectrum/FPGACompilerII + Quartus,但原则和方法对于其他厂家和工具也是基本适用的。

目录 1. 基于HDL的FPGA设计流程概述 (1) 1.1 设计流程图 (1) 1.2 关键步骤的实现 (2) 1.2.1 功能仿真 (2) 1.2.2 逻辑综合 (2) 1.2.3 前仿真 (3) 1.2.4 布局布线 (3) 1.2.5 后仿真(时序仿真) (4) 2. Verilog HDL设计 (4) 2.1 编程风格(Coding Style)要求 (4) 2.1.1 文件 (4) 2.1.2 大小写 (5) 2.1.3 标识符 (5) 2.1.4 参数化设计 (5) 2.1.5 空行和空格 (5) 2.1.6 对齐和缩进 (5) 2.1.7 注释 (5) 2.1.8 参考C语言的资料 (5) 2.1.9 可视化设计方法 (6) 2.2 可综合设计 (6) 2.3 设计目录 (6) 3. 逻辑仿真 (6) 3.1 测试程序(test bench) (7) 3.2 使用预编译库 (7) 4. 逻辑综合 (8) 4.1 逻辑综合的一些原则 (8) 4.1.1 关于LeonardoSpectrum (8) 4.1.1 大规模设计的综合 (8) 4.1.3 必须重视工具产生的警告信息 (8) 4.2 调用模块的黑盒子(Black box)方法 (8) 参考 (10) 修订纪录 (10)

华为FPGA设计高级技巧(Xilinx篇)

共62页 产品名称Xilinx 篇 yyyy/mm/dd 日期 2001/09/15 日期深圳市华为技术有限公司 版权所有 不得复制

修订记录 内部公开请输入文档编号 FPGA 设计高级技巧

目 录 41 4.3 减少关键路径的逻辑级数.............................................404.2IF 语句和Case 语句揭开 逻辑级数未 变 速度更快 SRL VirtexII Xilinx 篇

62 6.3.3 专有资源的利用................................................ 616.3.2 Distributed RAM 代替通道计数器...................................616.3.1 Distributed RAM 代替BlockRAM ....................................616.3 如何降低芯片面积..................................................616.2.9 迂回策略为关键路径腾挪空间 进行位置约束..................................... 616.2.7 关键路径单独综合 ....................................... 616.2.5 专有资源的利用................................................ 616.2.4 基本设计技巧..................................................616.2.3 采用BUFGS ...................................................616.2.2 对线延时比较大的net TIG 和Multi-Cycle-Path ................... 606.2 如何提高芯片速度.................................................. 606.1 可能成为关键路径的电路.............................................606 综合运用..............................................................605.4 TimingAnalyzer 的作用...............................................595.3 FloorPlanner 的作用..................................................595.2 FPGA Editor 的作用..................................................595.1.3 正确看待map 之后的资源占用报告..................................585.1.2 布局布线策略 设计方案阶段对关键电路的处理....................... 585.1 布局布线.......................................................... 585 如何使用后端工具.......................................................574.16 LFSR 加1计数器...................................................574.15 SRL 的使用.......................................................574.14 Block SelectRAM 的使用.............................................564.13 Distributed RAM 的使用.............................................554.12 高效利用IOB ......................................................544.11 利用LUT 四输入特点 减少扇出 巧妙地延时................................ 49 4.7 组合逻辑和时序逻辑分离............................................. 474.6 流水线................................................464.5.4 综合工具与资源共享............................................464.5.3 子表达式共享..................................................454.5.2 loop 语句......................................................444.5.1 if 语句........................................................444.5 资源共享..........................................................434.4 合并if 语句 赋予关键路径最高优先级............................ 内部公开请输入文档编号 FPGA 设计高级技巧

华为内部硬件开发设计流程

2007年,以2年的工作经验去一家小公司去面试。当时笔试完,对方对我很认可。但当时他说:“我需要招一个,在大公司待过的,最好知道硬件开发流程和规范的。虽然你题答得不错,但是我们需要一个有丰富经验的,最好在华为待过的。” 当时,我就在想“华为的规范和流程是啥样的”。后来我去了华为,我把能想到的华为硬件开发的几个不一样的点,跟大家分享一下。 NO.1 文档,评审,设计 当时刚入职时,三个人做一个电路板。虽然电路复杂一些,还是有一些人力过剩的。所以,我就被安排去写一个PCI转UART的逻辑。 我当时是新员工,也急于表现自己,利用周末的时间,估计用了一周的时间,就写完代码,开始仿真了。我以为我的导师兼主管会表扬一下,结果没有,他说:“你为什么没有召集大家讨论?然后再写方案,评审?然后再动手写代码?”我当时是不理解的,觉得我一个人就搞定的事情,为啥要这样劳师动众? 后来反思过后发现了以下问题: 第一、从主管的角度,不知道新员工的个人能力,你能把做的事情讲清楚了,他才放心。第二、从公司的角度,有一套流程来保证项目的交付。那么则不再太依赖某个人的个人能力,任何一个人的离职,都不会影响项目的交付。这也是华为最了不起的地方,把复杂的项目拆得非常细碎,这样不需要特别牛的人来交付项目。这是为什么华为的工程师的收入是思科的N分之一。 第三、从效果角度,毕竟一个人的想法是有限的,把想法文档化的过程,就是整理思路的过程;讨论的过程,就是收集你自己没有想到的过程。正式的评审,是大家达成意见的过程。提前讨论,让相关的人都参与到你的设计中,总比你设计完了,被别人指出一个致命的问题要强得多。 就是因为华为把一项工作拆散了,所以沟通,文档,评审,讨论,变得非常重要。这个工作模式的缺点,也是显而易见,沟通成本高,工作效率低。 NO.2 硬件领域的人员构成 在华为内部里面,人员角色非常多。硬件的人是对产品开发阶段,端到端负责的。做单板硬件工程师,可以涉猎最多的领域,同时也是工作内容最杂,接触人最多,扯皮的最多的工种。 但是也因为有人专门负责画PCB、EMC、电源、逻辑,原本硬件工程师应该做的领域。那么硬件工程师就武功尽废,变成“连连线”。 其实不然,正是由于每个人都是一个小的领域,没有人统领,所以一个好的硬件经理的作用非常的重要,是贯穿所有领域和全部流程的关键角色。正如原来华为内部论坛上有一个人比喻的,硬件工程师更像是处理器里面的“Cache”,是所有环节的中转站。大公司把人的分工分的这么细,也是防止某一拨掌握了太多公司的核心技术,出去单搞了。 NO.3 华为的流程

FPGA 的设计开发流程主要包括以下步骤

FPGA的设计开发流程主要包括以下步骤:设计输入( Design Entry )、仿真验证( Verification )、综合( Synthesis )及布局布线( Place & Route)和比特流生成。 在简单的 FPGA 设计中,设计输入就是使用硬件描述语言编写 RTL 的过程,虽然还有一些基于状态图、真值表、流程图、方框图的设计输入方法,现在基本已经被淘汰。硬件描述语言最重要的是 Verilog / SystemVerilog,其次是VHDL 。目前基于 VHDL 的设计越来越少。 SystemVerilog 是 VHDL 和 Verilog 合并后产生的新语言,是它们的继承和发展。对于初学者,学习 SystemVerilog 就够了。设计输入编辑工具有很多, ModelSim 、Visual HDL 、 ActiveHDL 、ISE 、Quartus II 都有针对 HDL 的编辑工具,也有些人使用支持 Verilog 语法高亮的 UltraEdit 。 ActiveHDL 提供 HDL 语法高亮显示、自动产生文本结构、自动格式化文本等非常有益的文本编辑浏览特性,在国内很受欢迎。对于设计输入,核心的问题是有三个:(1)熟练使用 HDL 语言(2)准确的把握要完成的设计功能及其性能指标;(3)充分理解常见的设计思想,保证设计功能和性能指标的恰当表达。 基于HDL的设计输入的缺点是效率低下,不能满足复杂设计快速实现的要求,其优点是与电路结构紧密联系,能够清晰的表达跨时终域、延迟、逻辑工程和比特存储功能。近年来,基于 C / SystemC 语言的算法综合和系统级综合技术发展迅速。用户只需使用 C / SystemC 描述目标设计,工具就能够自动完成 C / SystemC 描述到 RTL 描述的综合。这种新技术在航空、航天、军工等领域广泛使用,主要用于运算加速。目前比较成功的 C / SystemC 描述到 RTL 描述的综合的软件有 CoDeveloper ( Impulse C )、 Catapult C 等。我们也在研发一种称作 ESLFlex 的国产综合软件。 ESLFlex 与 CoDeveloper ( Impulse C )、Catapult C 等的区别是: ESLFlex 是一种系统级综合工具,在系统级综合领域有一些独特的创新,从SystemC 非定时模型得到异构多核SoC ,而CoDeveloper ( Impulse C )、Catapult C 是算法综合工具,综合的结果是一个算法加速IP。 设计输入的另外一个重要技能是学会使用 FPGA 厂商提供的设计库,里面有大量可根据应用定制的专门单元,如 FIFO 、SRAM 、差分IO 、 DLL 等。 仿真验证是 FPGA 开发的第二个步骤,目的是验证所编写的 HDL 或者高层次综合得到的 HDL 的功能正确性,即是否与预定的功能相符。这时需要使用SystemVerilog 或者 SystemC 编写 Testbench,以产生 RTL 设计的激励,并对RTL 的输出进行分析。简单的设计使用 SystemVerilog 编写 Testbench 即可,对于复杂的设计以及软硬件结合的设计,使用 SystemC 更加方便。验证的最基本方法是仿真。仿真包括功能仿真和时序仿真。其中,功能仿真在布局布线之前,检查设计输入的正确性;时序仿真在布局布线之后,主要检查时序的收敛性,综合结果与功能仿真的不一致性。常见的仿真工具有 ModelSim 、 ActiveHDL 等。仿真工具都支持 SystemVerilog 、 SystemC 和 VHDL ,也支持这些语言混合在一起的设计。对于一些小的设计,主要是肉眼观察仿真结果是否与预期相符,对于一个复杂的大设计,要首先验证每一个子模块的功能正确性,对于整个大设计,

华为FPGA设计流程指南

华为FPGA设计流程指南 前言 本部门所承担的FPGA设计任务要紧是两方面的作用:系统的原型实现和ASIC的原型验证。编写本流程的目的是: ●在于规范整个设计流程,实现开发的合理性、一致性、高 效性。 ●形成风格良好和完整的文档。 ●实现在FPGA不同厂家之间以及从FPGA到ASIC的顺利 移植。 ●便于新职员快速把握本部门FPGA的设计流程。 由于目前所用到的FPGA器件以Altera的为主,因此下面的例子也以Altera为例,工具组合为modelsim +

LeonardoSpectrum/FPGACompilerII + Quartus,但原则和方法关于其他厂家和工具也是差不多适用的。

目录 1. 基于HDL的FPGA设计流程概述 (1) 1.1 设计流程图 (1) 1.2 关键步骤的实现 (2) 1.2.1 功能仿真 (2) 1.2.2 逻辑综合 (2) 1.2.3 前仿真 (3) 1.2.4 布局布线 (3) 1.2.5 后仿真(时序仿真) (4) 2. Verilog HDL设计 (4) 2.1 编程风格(Coding Style)要求 (4) 2.1.1 文件 (4) 2.1.2 大小写 (5) 2.1.3 标识符 (5) 2.1.4 参数化设计 (5) 2.1.5 空行和空格 (5) 2.1.6 对齐和缩进 (5) 2.1.7 注释 (5) 2.1.8 参考C语言的资料 (5) 2.1.9 可视化设计方法 (6) 2.2 可综合设计 (6)

2.3 设计名目 (6) 3. 逻辑仿真 (6) 3.1 测试程序(test bench) (7) 3.2 使用预编译库 (7) 4. 逻辑综合 (8) 4.1 逻辑综合的一些原则 (8) 4.1.1 关于LeonardoSpectrum (8) 4.1.1 大规模设计的综合 (8) 4.1.3 必须重视工具产生的警告信息 (8) 4.2 调用模块的黑盒子(Black box)方法 (8) 参考 (10) 修订纪录 (10)

FPGA设计流程指南模板

FPGA设计流程指南模板 1

FPGA设计流程指南 前言 本部门所承担的FPGA设计任务主要是两方面的作用: 系统的原型实现和ASIC的原型验证。编写本流程的目的是: ●在于规范整个设计流程, 实现开发的合理性、一致性、高 效性。 ●形成风格良好和完整的文档。 ●实现在FPGA不同厂家之间以及从FPGA到ASIC的顺利移 植。 ●便于新员工快速掌握本部门FPGA的设计流程。 由于当前所用到的FPGA器件以Altera的为主, 因此下面的例子也以Altera为例, 工具组合为modelsim + LeonardoSpectrum/FPGACompilerII + Quartus, 但原则和方法对于其它厂家和工具也是基本适用的。 2

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目录 1. 基于HDL的FPGA设计流程概述 (1) 1.1 设计流程图 (1) 1.2 关键步骤的实现 (2) 1.2.1 功能仿真 (2) 1.2.2 逻辑综合 (2) 1.2.3 前仿真 (3) 1.2.4 布局布线 (3) 1.2.5 后仿真( 时序仿真) (4) 2. Verilog HDL设计 (4) 2.1 编程风格( Coding Style) 要求 (4) 2.1.1 文件 (4) 2.1.2 大小写 (5) 2.1.3 标识符 (5) 2.1.4 参数化设计 (5) 2.1.5 空行和空格 (5) 2.1.6 对齐和缩进 (5) 2.1.7 注释 (5) 2.1.8 参考C语言的资料 (5) 2.1.9 可视化设计方法 (6) 2.2 可综合设计 (6) 4

2.3 设计目录 (6) 3. 逻辑仿真 (6) 3.1 测试程序( test bench) (7) 3.2 使用预编译库 (7) 4. 逻辑综合 (8) 4.1 逻辑综合的一些原则 (8) 4.1.1 关于LeonardoSpectrum (8) 4.1.1 大规模设计的综合 (8) 4.1.3 必须重视工具产生的警告信息 (8) 4.2 调用模块的黑盒子( Black box) 方法 (8) 参考 (10) 修订纪录 (10) 5

fpga设计心得体会

fpga设计心得体会 篇一:fpga设计的几个实例 Verilog HDL设计练习一.简单的组合逻辑设计 练习一.简单的组合逻辑设计 目的: 掌握基本组合逻辑电路的实现方法。 这是一个可综合的数据比较器,很容易看出它的功能是比较数据a与数据b,如果两个数据相同,则给出结果1,否则给出结果0。在Verilog HDL中,描述组合逻辑时常使用assign结构。注意equal=1:0,这是一种在组合逻辑实现分支判断时常使用的格式。模块源代码: " ,.b); 等为模块要连接的信号 endmodule 仿真波形(部分): 练习: 设计一个字节(8位)比较器。 要求:比较两个字节的大小,如a[7:0]大于 b[7:0]输出高电平,否则输出低电平,改写测试模型,使其能进行比较

全面的测试。 练习二. 简单时序逻辑电路的设计 目的:掌握基本时序逻辑电路的实现。 在Verilog HDL中,相对于组合逻辑电路,时序逻辑电路也有规定的表述方式。在可综合的Verilog HDL模型,我们通常使用always块和 @或 @的结构来表述时序逻辑。下面是一个1/2分频器的可综合模型。 lk_in,.clk_out); endmodule 仿真波形: 练习:依然作clk_in的二分频clk_out,要求输出与上例的输出正好反相。编写测试模块,给出仿真波形篇二:fpga设计流程 1. FPGA开发流程:电路设计与设计输入仿真验证:利用Xilinx集成的仿真工具足矣逻辑综合:利用XST工具布局布线:利用Xilinx的Implementation Tool工具 FPGA配置下载:利用iMPACT工具 2. 时序标注文件是指SDF(Standard Delay Format Timing Annotation)文件,在Xilinx公司的FPGA/CPLD设

FPGA设计方案

FPGA课程设计 题目:全天候温度纪录仪的设计与FPGA实现 姓名: 学号: 院系:信息科学与工程学院 专业:计算机技术

摘要 本设计有效的克服了传统的数字温度计的缺点,采用自上而下的设计思路,绘制出了系统结构流程图,最后又在硬件上通过对其进行调试和验证。基于FPGA在Quartus II13.0软件下应用Verilog HDL语言编写程序,采用ALTRA公司Cyclone- IV系列的EP4CE40F23I7 芯片进行了计算机仿真,并给出了相应的仿真结果。该电路能够实现很好的测温功能。 关键字:数字温度计;FPGA;Quartus II130.;Verilog HDL;EP4CE40F2317 Abstract This design effectively overcomes the traditional digital thermometer’s wea knesses and takes a top-down approach to design flow chart of system, and fi nally pass the circuits to the hardware to debug and verify it. This design is b ased on FPGA using Verilog HDL language to write program in Quartus II sof tware, adopting EP4CE40F23I7 chip of Cyclone- IV series of ALTRA company for computer simulation and at the same time showing the corresponding sim ulation result. This circuit is able to carry out excellent temperature- measurem ent function. KeyWords:Digital thermometer;FPGA;Quartus II 13.0;Verilog HDL ;EP4CE40F2317

完整版华为fpga设计流程指南

FPGA设计流程指南 、尸, 、一 前言 本部门所承担的FPGA 设计任务主要是两方面的作用:系统的原型实现和ASIC 的原型验证。编写本流程的目的是:在于规范整个设计流程,实现开发的合理性、一致性、高效性。 形成风格良好和完整的文档。 实现在FPGA 不同厂家之间以及从FPGA 到ASIC 的顺利移植。 便于新员工快速掌握本部门FPGA 的设计流程。 由于目前所用到的FPGA 器件以Altera 的为主,所以下面的例子也以Altera 为例,工具组合为modelsim LeonardoSpectrum/FPGACompilerII + Quartus ,但原则和方法对于其他厂家和工具也是基本适用的。

1. ....................................................................................................... 基于HDL的FPGA设计流程概述 .. (1) 1.1设计流程图 (1) 1.2关键步骤的实现 (2) 1.2.1功能仿真 (2) 122逻辑综合 (2) 1.2.3前仿真 (3) 1.2.4布局布线 (3) 1.2.5后仿真(时序仿真) (4) 2. Verilog HDL 设计 (4) 2.1编程风格(Coding Style)要求 (4) 2.1.1 文件 (4) 2.1.2大小写 (5) 2.1.3标识符 (5) 2.1.4参数化设计 (5) 2.1.5空行和空格 (5) 2.1.6对齐和缩进 (5) 2.1.7 注释 (5) 2.1.8参考C语言的资料 (5) 2.1.9可视化设计方法 (6) 2.2可综合设计 (6)

[整理]FPGA学习步骤.

FPGA学习步骤,我的体会 FPGA在目前应用领域非常,在目前的单板设计里面,几乎都可以看到它的身影。从简单的逻辑组合,到高端的图像、通信协议处理,从单片逻辑到复杂的ASIC原型验证,从小家电到航天器,都可以看到FPGA应用,它的优点在这里无庸赘述。从个人实用角度看,对于学生,掌握FPGA可以找到一份很好的工作,对于有经验的工作人员,使用fgpa可以让设计变得非常有灵活性。掌握了fpga的设计,单板硬件设计就非常容易(不是系统设计),特别是上大学时如同天书的逻辑时序图,看起来就非常亲切。但fpga的入门却有一定难度,因为它不像软件设计,只要有一台计算机,几乎就可以完成所有的设计。fpga的设计与硬件直接相关,需要实实在在的调试仪器,譬如示波器等。这些硬件设备一般比较昂贵,这就造成一定的入门门槛,新人在入门时遇到一点问题或者困难,由于没有调试设备,无法定位问题,最后可能就会放弃。其实这时如果有人稍微指点一下,这个门槛很容易就过去。 我用FPGA做设计很多年了,远达不到精通的境界,只是熟悉使用,在这里把我对fpga的学习步骤理解写出来,仅是作为一个参考,不对的地方,欢迎大家讨论和指正。 1、工欲善其事,必先利其器。 计算机必不可少。目前FPGA应用较多的是Altera和xilinx这两个公司,可以选择安装quartusII或者ISE软件。这是必备的软件环境。 硬件环境还需要下载器、目标板。虽然有人说没有下载器和目标板也可学习fpga,但那总是纸上谈兵。这就像谈女朋友,总是嘴上说说,通个电话,连个手都没牵,能说人家是你朋友?虽说搭建硬件环境需要花费,但想想,硬件环境至多几百元钱,你要真的掌握FPGA的设计,起薪比别人都不止高出这么多。这点花费算什么? 2、熟悉verilog语言或者vhdl语言,熟练使用quartusII或者ISE软件。 VHDL和verilog各有优点,选择一个,建议选择verilog。熟练使用设计软件,知道怎样编译、仿真、下载等过程。 起步阶段不希望报一些培训班,除非你有钱,或者运气好,碰到一个水平高、又想把自己的经验和别人共享的培训老师,不然的话,培训完后总会感觉自己是一个冤大头。入门阶段可以在利用网络资源完成。 3、设计一个小代码,下载到目标板看看结果 此时可以设计一个最简答的程序,譬如点灯。如果灯在闪烁了,表示基本入门了。如果此时能够下载到fpga外挂的flash,fpga程序能够从flash启动,表明fpga的最简单设计你已经成功,可以到下一步。 4、设计稍微复杂的代码,下载到目标板看看结果。 可以设计一个UART程序,网上有参考,你要懂RS232协议和fpga内置的逻辑分析仪。网上下载一个串口调试助手,调试一番,如果通信成功了,恭喜,水平有提高。进入下一步。 5、设计复杂的代码,下载到目标板看看结果。 譬如sdram的程序,网上也有参考,这个设计难度有点大。可用串口来调试sdram,把串口的数据存储到sdram,然后读回,如果成功,那你就比较熟悉fpga的设计饿了 6、设计高速接口,譬如ddr2或者高速串行接口

FPGA学习步骤(精)

FPGA 在目前应用领域非常,在目前的单板设计里面,几乎都可以看到它的身影。从简单的逻辑组合,到高端的图像、通信协议处理,从单片逻辑到复杂的 ASIC 原型验证,从小家电到航天器,都可以看到 FPGA 应用,它的优点在这里无庸赘述。从个人实用角度看,对于学生,掌握 FPGA 可以找到一份很好的工作,对于有经验的工作人员,使用 fgpa 可以让设计变得非常有灵活性。掌握了 fpga 的设计,单板硬件设计就非常容易(不是系统设计 ,特别是上大学时如同天书的逻辑时序图,看起来就非常亲切。但 fpga 的入门却有一定难度, 因为它不像软件设计, 只要有一台计算机, 几乎就可以完成所有的设计。 fpga 的设计与硬件直接相关, 需要实实在在的调试仪器,譬如示波器等。这些硬件设备一般比较昂贵,这就造成一定的入门门槛, 新人在入门时遇到一点问题或者困难, 由于没有调试设备, 无法定位问题,最后可能就会放弃。其实这时如果有人稍微指点一下,这个门槛很容易就过去。 1、工欲善其事,必先利其器。 计算机必不可少。目前 FPGA 应用较多的是 Altera 和 xilinx 这两个公司,可以选择安装 quartusII 或者 ISE 软件。这是必备的软件环境。 硬件环境还需要下载器、目标板。虽然有人说没有下载器和目标板也可学习fpga ,但那总是纸上谈兵。这就像谈女朋友,总是嘴上说说,通个电话,连个手都没牵,能说人家是你朋友?虽说搭建硬件环境需要花费,但想想,硬件环境至多几百元钱,你要真的掌握 FPGA 的设计,起薪比别人都不止高出这么多。这点花费算什么? 2、熟悉 verilog 语言或者 vhdl 语言 ,熟练使用 quartusII 或者 ISE 软件。 VHDL和 verilog 各有优点,选择一个,建议选择 verilog 。熟练使用设计软件,知道怎样编译、仿真、下载等过程。 起步阶段不希望报一些培训班,除非你有钱,或者运气好,碰到一个水平高、又想把自己的经验和别人共享的培训老师, 不然的话, 培训完后总会感觉自己是一个冤大头。入门阶段可以在利用网络资源完成。 3、设计一个小代码,下载到目标板看看结果

完整版华为fpga设计规范VerilogHdl

FPGA设计流程指南 、八、, 前言 本部门所承担的FPGA 设计任务主要是两方面的作用:系统的原型实现和ASIC 的原型验证。编写本流程的目的是: 在于规范整个设计流程,实现开发的合理性、一致性、高效性。形成风格良好和完整的文档。 实现在FPGA 不同厂家之间以及从FPGA 到ASIC 的顺利移植。便于新员工快速掌握本部门 FPGA 的设计流程。 由于目前所用到的FPGA 器件以Altera 的为主,所以下面的例子也以Altera 为例,工具组合为modelsim + LeonardoSpectrum/FPGACompilerII + Quartus ,但原则和方法对于其他厂家和工具也是基本适用的。

目录 1. 基于HDL 的FPGA 设计流程概述 (1) 1.1 设计流程图 (1) 1.2 关键步骤的实现 (2) 1.2.1 功能仿真 (2) 1.2.2 逻辑综合 (2) 1.2.3 前仿真 (3) 1.2.4 布局布线 (3) 1.2.5 后仿真(时序仿真) (4) 2. Verilog HDL 设计 (4) 2.1 编程风格( Coding Style )要求 (4) 2.1.1 文件 (4) 2.1.2 大小写 (5) 2.1.3 标识符 (5) 2.1.4 参数化设计 (5) 2.1.5 空行和空格 (5) 2.1.6 对齐和缩进 (5) 2.1.7 注释 (5) 2.1.8 参考C 语言的资料 (5) 2.1.9 可视化设计方法 (6) 2.2 可综合设计 (6) 2.3 设计目录 (6) 3. 逻辑仿真 (6) 3.1 测试程序( test bench) (7) 3.2 使用预编译库 (7) 4. 逻辑综合 (8) 4.1 逻辑综合的一些原则 (8) 4.1.1 关于LeonardoSpectrum (8) 4.1.1 大规模设计的综合 (8) 4.1.3 必须重视工具产生的警告信息 (8) 4.2 调用模块的黑盒子( Black box )方法 (8) 参考修订纪录10 10

Verilog HDL 入门教程(华为)

文档中心 文档编号 资源类别: HDL语言版本 1.0 密级 内部公开 共41页 Verilog HDL入门教程(仅供内部使用) 拟制: 批准: 批准: 中研基础 中研基础 日期:

日期: 日期: 2004.8.3 yyyy/mm/dd 版权所有不得复制 Verilog HDL 入门教程绝密请输入文档编号日期 2004.8.3 修订版本 1.00 描述 初稿完成 修订记录 作者

2004-08-16 第2页,共41页版权所有,侵权必究 Verilog HDL 入门教程 绝密请输入文档编号 目录 1 前 言 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2 HDL设计方法学简 介 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2.1 数字电路设计方 法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2.2 硬件描述语 言 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

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