Altera®FPGA基础知识和入门
FPGA 基础知识
背景知识：集成电路和逻辑设计
集成电路 (IC) 通常称为“芯片”。它们在硅基板上实现非常小型化的电子电路。CPU、GPU、FPGA 全部都是 IC。大多数 IC 可实现逻辑设计。电信号进入 IC 并根据其电压电平被解读为“0”或“1”。您可以查看不同的信号以收集许多值，或者您可以多次查看同一信号并查看其变化情况。
逻辑设计即设计电路，以根据这些“0”和“1”值做出决策。逻辑设计由逻辑门组成，用于比较两个或多个不同的值——回答诸如“两个值是否相同？”或者“两个值是否都等于 1？”之类的问题。此外，被称为“触发器”的结构会及时隔开这些问题。现代逻辑设计有数千到数万亿个逻辑门。
一个很好的类比是听钢琴音乐。每次计算时间，音乐家都会确定您将听到的音符。每个决定都很简单，但一首优美的歌曲需要很多决定和很多技巧。IC 中一系列良好的逻辑设计可以产生惊人的计算结果！
什么是 FPGA？
FPGA 是现场可编程门阵列的简称。FPGA 是半导体 IC，其中设备内部的大部分功能可以进行更改；由设计工程师更改，在 PCB 装配过程中更改，甚至在产品部署后更改。
这些变化是通过改变接收到的电输入和输出、实现的逻辑门和触发器以及这些门如何连接在一起而产生的。
FPGA 由称为自适应逻辑模块 (ALM) 的可配置逻辑网格和专用模块（例如，数字信号处理 (DSP) 模块和随机存取存储器 (RAM) 模块）组成。这些可编程模块通过可配置路由互连组合在一起，以实现完整的数字电路。
谁使用 FPGA？
开发人员
开发人员在电子行业中将 FPGA 用于许多不同的应用。
研究人员
研究人员使用 FPGA 探索逻辑设计，以解决难题并实施新算法。
学生
由于 FPGA 可以反复编程，因此它们是学习逻辑设计的理想方式。
爱好者
像学生一样，爱好者往往有学习逻辑设计的愿望，而 FPGA 非常适用于这一点。
为什么要使用 FPGA？
使用 FPGA 的优势包括：
灵活性
FPGA 功能可在设备每次启动时更改。
加速
缩短产品上市时间和/或提升系统性能。
集成
如今的 FPGA 包括片上处理器、28 Gbps（或更快）的收发器 I/O、RAM 块和 DSP 引擎等。
总体拥有成本 (TCO)
虽然 ASIC 的单位成本可能低于同等 FPGA，但它在构建过程中需要一次性成本投入 (NRE)、昂贵的软件工具、专业设计团队以及较长的制造周期。
如何使用 FPGA？
设计方法 |
说明 |
使用的主要工具 |
|---|---|---|
传统的 FPGA 设计 |
该方法使用硬件描述语言 (HDL) 来描述设计，并使用电子设计自动化 (EDA) 工具将您的设计描述转化为 FPGA 实现。 |
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高层次设计 |
这种方法使用高级语言，通常是 Data Parallel C++ (DPC++) 来描述设计。要仅使用 DPC++，您必须使用插入带有 x86 主机的计算机的支持主板。您可以将此方法与传统的 FPGA 设计相结合，以提高工作效率。 |
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使用 FPGA 设计服务提供商 |
如果您想在您的产品中使用FPGA，但您自己不具备进行设计的专业知识，Altera有许多提供FPGA设计服务的合作伙伴。 |
入门
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初学者Altera®FPGA设计师
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FPGA 技术培训目录
本目录列出了所有可供初学者和高级用户使用的课程。
保持学习
其他入门资源
Altera大学新闻简报
每个月，该新闻简报都包含最新的发展、活动和免费课程。
FPGA 软件下载中心
下载软件开始您自己的 FPGA 设计。精简版不需要许可证。
FPGAcademy 教程
这些教程非常适合那些需要更多数字逻辑设计背景知识的学员。
入门电子书
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