深入剖析FPGA规范化的重要性

很多人认为，IC/FPGA属于设计范畴。设计是一个需要设计师自由创作的过程，怎么可能被一些条条框框所局限呢？其实，设计规范化与自由创作之间没有任何矛盾。它只是制约了那些可能出错或者低效的行为，令设计思路更加明朗、设计效率得到提高、设计质量充分保证。还有人认为，目前在IC/FPGA设计方面，并没有类似工业ISO质量管理体系的国际通用标准规范体系，到底有没有这样的规范呢？

其实这是一个创造、发展、完善、规范的过程。比如ISO，就是在现代工业发展很多年后，才建立并逐步完善起来，又经过一段时间才大规模的推广使用。相比较之下，FPGA，甚至整个IT产业，都还属于正处于高速发展期，尚未完全成熟。其二，任何大型国际通用规范体系的雏形，都是由一些企业内部规范、行业内部规范逐步整合发展而成。目前有少量企业、研究所都有其相应的标准，成为通用规范需要一个过程。

来看一份计数器规范：

逐一考虑初值、加1条件、结束值三要素，且初值必须为0；

使用某一计数值，须同时满足加1条件；

结束条件必须同时满足加1条件，且结束值必须是结束值-1形式(计数是从0开始的)；

取某个数时，assign形式必须为：（加1条件）&&（cnt==计数值-1）；

每轮计数周期结束，计数器必须归0；

若要限定范围，推荐>=和<两种符号；

先写always段，条件用名字代替；再assign写加1条件；最后assign写结束条件；

加1条件必须与计数器严格对齐，其它信号一律向计数器对齐；

命名规范。如：add_cnt表示加1条件；end_cnt表示结束条件。

在实际设计中，考虑边界值通常要认真思考，而且很容易出错。在这条规则中，需要限定范围推荐使用“>=”和“<”两种符号。这里严格限制一定是“大于或等于”和“小于”，而不能用“大于”“小于或等于”。如要取前8位数，就取cnt>=0 && cnt<8。

该规则参考编程里的for循环语句。假如要循环8次，for循环的条件通常写成“i=0；i<8；i++”，前面的0表示开始值，后面的8表示循环次数。当然，也可以写成“i=0；i<=7；i++”，但是这些数字的意义令人费解。尽管7是从8-1得来，但是多一个-1的思考，完全是画蛇添足。代码不够简明，而且容易出现混乱。

在这份规范中，每一条原则都有其内在的原因，是从实际工作中凝练而出的，可以用于指导以后工作中通用需求的依据。

规范的意义不止于此，更重要的是对于学习者而言是一条捷径。在初期，不必过多的去纠结其原因，也就是说你不必去想“规则是怎么来的”，只需要按照规则要求去做，即可避免自己慢慢摸索所需要走的弯路。至于规则的原理，在长期的使用中慢慢就会理解并体会。按照正确的方法在实际中运用，接着在实际工作中反过来加深理解。这是“在战争中学习战争”的精髓。