学习FPGA的经验和教训

从开始学FPGA到现在粗略算来的话，已经有3个多月了，就目前而言，我并不确定自己算不算高手们所说的入门了。但是不管现在的水平如何，今天就总结一下自己学习它的感受或一些认识吧。

首先，先说一下自己的在学习中所发现自己的不足之处：

1. 不会总结。

2. 学习的良好习惯没养成。

在写FPGA的基本模块时，遇到的问题有许多，譬如，写代码时的警告，特别是一些不能忽视的警告，每次遇到时，总是还要检查一会儿才能改过来，或者有的警告已经出现了几次，但是就是解决不掉。每次在学一个模块时，只要是看懂了，它的一些重点就没有及时的记录在本子上，只有个别的想起来时，才会做笔记。每做完一个模块，没有及时记录下自己从这个模块中学到了什么。上面的不足，都是在写模块的过程中，自己逐渐暴露出来的。我很庆幸自己的一些问题能及时的被发现，虽然年前的学习将暂告一段落，但是，在年后的学习中，我一定会时刻记得自己以前在学习上出现了怎样的不足，避免类似的事情再次发生。像遇到警告时，都要记录下来，通过改正后，要注释，写下警告的原因，定期看一下。我上次写的一个代码就没有注释现在自己都看不懂了http://www.51hei.com/mcu/967.html ，每次写模块的时候，都要记下重点知识，即使是自己懂得的，好记性都是比不过烂笔头的。

其次，就谈一下自己在学习FPGA中，截止目前，学到了什么，认识到那些。

FPGA简单的说，就是现场可编程逻辑阵列。它的内部是逻辑单元，它们之间可以用线连接，至于以怎样的形式相连，则可以根据应用者写入的逻辑决定。每次布线都会重新组合逻辑单元，从而可以任意的编写不同的逻辑。当然，前提是定义的逻辑块不超出它可读写的最大值。可能自己说的术语并不专业，又或者是理解或表达的不透彻，但随着学习的加深，一定会有更加透彻的理解吧。学习FPGA ，虽然资料很多，但是看的资料并不是很多，除了看夏宇闻编写的语法书外，看的最多的就是特权同学的，一个年轻的电子工程师，他就是通过自己的努力和坚持不懈有了现在的水平，虽然不能说是最好的工程师，但是，他在这条路上的成长历程，却代表着更广大的青年的奋斗轨迹。他的《深入浅出玩转FPGA》这本书，以前只听网友说不错，等到自己开始看后，发现里面的内容确实是值得学习，不仅是学习的层次性，同时里面的方法也是很不错的。通过看书和做模块，自己对FPGA中的几个学习重点或者说菜鸟必须清楚了解的知识，有了一些自己的看法，首先是阻塞与非阻塞赋值的区别，阻塞赋值是只要你给一个寄存器赋值了，它在此语句结束后，其值立马就改变，而非阻塞赋值却不同，赋值后，寄存器存储的值并没有改变，还是上次所赋得值，只有当此过程块结束后，下一次脉冲来时，输出才会改变，确切的说，某些情况下，可以将阻塞赋值理解为移位寄存器。它们的不同之处可以有下图看出：

图一：非阻塞赋值

图二：阻塞赋值

当想把a先赋给b，然后赋给c时，阻塞赋值是b和c在同一个脉冲下，一起等于a，而非阻塞赋值则是先把a赋给b，在下一个脉冲时，再将b赋给c，这才符合设计的初衷。所以，在运用时，要注意到它们的不同之处。在时序逻辑中，用非阻塞赋值，而在组合逻辑中用阻塞赋值。

除了阻塞与非阻塞赋值的区别要理解清楚外，状态机又是一个重点，会运用状态机非常重要，这是在写可调时钟时，自己深刻意识到的，当时写可调时钟时，想要调节它的不同模式，但是又不能在不同的过程块中，对同一个变量赋值（和C51的不同之处），所以，当时写此代码的时候，走了弯路。这几次写的几个代码中也用到了状态机，如：矩阵键盘的扫描，串入并出和并入串出，AD0832。它让我越来越感觉到，要想控制好一个层次分明的工作流程，状态机不可少。而要想写好一个状态机，首先要做的就是要确定若干个状态，明确各个状态之间的逻辑关系，转移条件等等。虽然，到目前为止，自己还有几个模块没写完，但是，自己对状态机已经不再是不知道怎样用，而变为遇到一个问题时，总是想到状态机是否能解决这个问题。我想这也是自己在这方面踏出的第一步吧。除了这两点外，让我感触很大的就是除法器的编写，以前在单片机中，用到除法，只需要一个符号：“/”就能搞定，但是，现在让自己写一个除法器，要弄懂它的原理，这让我意识到，往往看起来很简单的一件事，在其背后，总有许多需要我们去挖掘或者说是去认识和学习的地方。除此之外，我感觉有几种编程技巧挺不错的，例如：“Wire keysign=cnt［19］”这种置标志位的方法，只有当位宽为19的寄存器“cnt”计数计满时，keysign才变为1，同时只保留一个周期，而寄存器“cnt”计满后，自动清零，当下次计满时，keysign才再次被赋值为1；这在矩阵键盘的扫描中，是非常重要的。还有就是移位寄存器的应用，包括位拼接等等，都挺经典的。

在学习的过程中，通过学习到的这几种相对较好的编程方法后，我也意识到了自己在学习中的一些不正确的思想，如：以前总感觉既然是写代码的，最好还是自己写，这样才比较好，照着别人写好的代码看，感觉好像少点什么似的，这可能是心理作用在做怪，而这几次模块写下来，自己体悟挺深的，刚开始总是自己想着写，进度不仅慢，效率也不是很高。这让我郁闷不已，后来看别人都是看着别人的代码改写的，我想了挺多的。看别人的代码，能看懂其实也是一种本事，作为初级者，首先就是一个学习的过程，不可能什么东西都是“自来熟”，只有先学习别人的长处，掌握了一定的基础，才能去创新。这一点，在我看了网上一些人写的代码后更加相信：大多数的基本模块代码，大家的编程思路都是非常一样。只有在编写一些大型的代码时，才会在原有的基础上去进行改进和融合。而这些技能离不开平时的积累。

关于以上的总结，我相信在以后的学习中一定会对自己有莫大的帮助，它会时刻警醒自己，在以前的学习中，自己有哪些不足，以后千万不能再去犯同样的错误，不断地纠正，不断地进步，相信自己一定会学好FPGA的。