Altera®FPGA基礎知識和入門
FPGA基礎知識
背景知識：積體電路與邏輯設計
積體電路（IC）通常被稱為「晶元」。它們在矽襯底上實現非常小的電子電路。CPU、GPU 和FPGAs都是IC。大多數IC實現邏輯設計。電信號進入IC，並根據其電壓電平被解釋為“0”或“1”。你可以查看不同的信號來收集許多值，或者你可以多次查看同一個信號，看看它是如何變化的。
邏輯設計是設計電路以根據“0”和“1”值做出決策。邏輯設計由邏輯門組成，用於比較兩個或多個不同的值 - 回答以下問題：“兩個值是否相同？”或“兩個值都等於1嗎？”此外，稱為「觸發器」的結構在時間上消除了這些問題。現代邏輯設計有數千到萬億個邏輯門。
一個很好的類比是當你聽到鋼琴音樂時。每次計算時間，音樂家都會決定您將聽到什麼音符。每個決定都很簡單，但一首優美的歌曲需要許多決定和技巧。IC中的一系列良好邏輯設計可以產生驚人的計算答案！
什麼是FPGA？
FPGA 是現場可程式化門陣列的縮寫。FPGAs是半導體IC，可以更改設備內部的大部分功能;由設計工程師更改，在PCB組裝過程中更改，甚至在產品部署后更改。
這些變化是通過改變正在接收的電輸入和輸出、實現的邏輯門和觸發器以及這些門如何連接在一起而產生的。
FPGA由可配置邏輯網格（稱為適應性邏輯模組 （ALM））和專用區塊（例如數位訊號處理 （DSP） 區塊和隨機存取記憶體 （RAM） 區塊）組成。這些可程式設計區塊通過可配置的路由互連進行組合，以實現完整的數位電路。
誰使用 FPGAs？
開發人員
開發人員將電子行業中的FPGAs用於許多不同的應用。
研究者
研究人員利用FPGAs探索邏輯設計，以解決難題並採用新的演算法。
學生
由於FPGAs可以一次又一次地程式設計，因此它們是學習邏輯設計的理想方式。
愛好者
像學生一樣，業餘愛好者通常渴望學習邏輯設計，而FPGAs非常適合這一點。
為什麼要使用 FPGA？
使用FPGA的好處包括：
靈活性
FPGA 每次開機時，功能都可能發生變化。
加速度
加速產品上市和/或提升系統效能。
集成
現今的FPGAs包括晶粒內建處理器、28 Gbps（或更快）的收發器 I/O、RAM 區塊、DSP 引擎等。
總擁有成本 （TCO）
雖然 ASIC 每單位成本可能低於同級FPGA，但構建 ASIC 需要非經常性費用 （NRE）、昂貴的軟體工具、專業化設計團隊和較長的製造週期。
你如何使用FPGA？
設計方法 |
描述 |
使用的主要工具 |
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傳統FPGA設計 |
此方法利用硬體描述語言 （HDL） 來描述設計，並使用電子設計自動化 （EDA） 工具將您的設計描述轉化為FPGA實現。 |
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高階設計 |
此方法使用更高級別的語言，通常是數據並行C++（DPC++）來描述設計。若要僅使用 DPC++，必須使用插入具有 x86 主機的計算機的支持主機板。您可以將此方法與傳統FPGA設計混合使用，以提高生產力。 |
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使用FPGA設計服務 |
如果您想在產品中使用FPGA，但沒有自己設計的專業知識，Altera有許多合作夥伴提供FPGA設計服務。 |
開始
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此目錄列出了從初學者到高級使用者可用的所有課程。
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其他入門資源
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FPGA 教學課程
這些教程非常適合那些需要更多數位邏輯設計背景的人。
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