FPGA原理和结构

<>设计流程和工具

<>设计流程

RTL级描述电路，逻辑综合，技术映射，布局布线，生成配置数据。

<>基于HDL的设计流程

1.工程的创建
包括源程序，设置文件，约束文件等
2.源文件的创建
就是将电路描述代码添加到源文件中
3.仿真源文件的创建
除了源文件还要添加测试文件testbench，如果用了IP，则需要添加IP的行为模型。
4.逻辑综合
将RTL描述生成网表文件
5.技术映射
将网表文件映射到FPGA的实际逻辑元素（如查找表）
6.布局布线
利用片上资源实现网表，可能会出现无法布同的情况，就需要重新设计架构和算法或者更换器件。
7.配置FPGA
通过JTAG写入
通过非易失性存储器写入
通过存储卡或USB存储器写入
8.实机功能验证
选择必要的模块观察电路
9.优化
运行频率，电路规模，功耗

<>HLS设计

高层次综合

1.行为综合
一般把变量映射成寄存器，数组映射成内存，函数映射成电路模块实例，把顺序，分支等流程控制映射成状态机。
输入输出描述
位宽设置
并行化描述
2.行为级仿真
可以对行为功能进行验证，没有考虑时序，，仿真结果与实机可能存在差异
3.行为综合

将运算关系处理为数据流图，将控制流程处理为控制流图。由两个流图来决定运行顺序和运行时刻称为调度，，将变量或运算映射到寄存器等称为绑定。按照既定调度实现运算的寄存器和数据选择器称为运算通路。
简单来说，行为综合就是把C代码映射为数据通路和状态机。
4.分析测评和优化
5.与RTL连接
行为综合后的模块就可以在上层RTL中用实例化的方式连接。

<>包含处理器的设计

FPGA加处理器（软硬结合），可以同时发挥硬件和软件的优势。
硬核处理器就是嵌入式处理器
软核处理器FPGA可编程逻辑上实现的处理器。
1.构建处理器系统
2.对处理器进行软件开发
3.软件硬件的整合和执行

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