看似簡單的幾個(gè)問題，Andrew卻回答的井井有條，小編已經(jīng)沒有辦法有什么其他詞語去形容了。本文Andrew不僅僅對FPGA入門學(xué)習(xí)流程做了詳細(xì)的分享，更是對FPGA開發(fā)工作的要求分成大公司和小公司兩個(gè)層面來分析。你能想象曾經(jīng)從一個(gè)疏忽學(xué)業(yè)的人成為一名資深FAE的嘛？

 

 

Andrew：我們玩FPGA的通常就是跟數(shù)字電路打交道，要想玩得轉(zhuǎn)，必須先學(xué)習(xí)并掌握最最基礎(chǔ)的數(shù)字電路和HDL硬件描述語言，當(dāng)然這只是入門必備，實(shí)際上遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。個(gè)人拙見，要入行除了至少掌握一種FPGA的仿真及開發(fā)調(diào)試流程之外；起碼還要了解一些模擬電路知識，掌握諸如電源紋波、時(shí)鐘抖動、信號質(zhì)量等經(jīng)常需要測量的硬件參數(shù)的測試方法；起碼還要掌握一種原理圖和Layout設(shè)計(jì)軟件，能夠查看分析調(diào)試電路板上的電路模塊，如電源、時(shí)鐘、存儲器、配置、I/O和高速收發(fā)器等模塊；起碼還要掌握一種單片機(jī)的開發(fā)流程，項(xiàng)目中難免有一些需要配置控制的需求，使用外置單片機(jī)或者內(nèi)置ARM硬核或者其他軟CPU來實(shí)現(xiàn)，簡單又方便；由于本人水平有限，其他方面這里就不再贅述。

 

 

1.首先要有開發(fā)平臺，把該準(zhǔn)備的都準(zhǔn)備好，磨刀不誤砍柴工：

 

比如ALTERA的Quartus II軟件、開發(fā)板和配置調(diào)試工具USB Blaster，以及仿真軟件Modelsim SE。軟件可以從網(wǎng)上下載，入門功能的許可的和諧方法一大堆；開發(fā)板和USB Blaster可以借，可以買，動手能力強(qiáng)的朋友，自己畫一塊也行。對于初學(xué)者，建議找一塊有詳細(xì)配套教程的開發(fā)板。

 

2. 對于新手來講，按部就班地學(xué)習(xí)往往就是最快的學(xué)習(xí)方法：

 

照貓畫虎盡管囫圇吞棗一知半解，但起碼能把開發(fā)流程摸熟，能跑起來。剛拿到開發(fā)板，肯定是丈二和尚摸不著頭腦。這個(gè)時(shí)候，建議先根據(jù)開發(fā)板的配套教程，把原理圖上的各項(xiàng)模塊功能厘清，把FPGA周圍的電源、時(shí)鐘、復(fù)位、配置、GPIO和連接器等的電路原理理一理分析分析。再按照配套教程中介紹的流程，把配套的測試工程跑通，在這個(gè)階段，把FPGA開發(fā)所涉及的RTL輸入，綜合、前仿真、布局布線、后仿真、配置調(diào)試的流程摸清楚。學(xué)習(xí)新東西的過程中，難免會出現(xiàn)一些不熟悉的“疑難雜癥”，切莫灰心，堅(jiān)持就是勝利。當(dāng)然，往往這個(gè)時(shí)候，有些朋友開始嫌棄教程寫得冗長、寫得爛，或者碰到英文教程推辭看不懂，就開始閉門造車，天天碰壁，逐漸喪失興趣和信心，當(dāng)開發(fā)板上面落滿了灰，你還好意思在跳槽的時(shí)候吹牛有過如何豐富FPGA經(jīng)驗(yàn)嗎？

 

3. 熟悉了開發(fā)流程：

 

接下來就可以分析或者改寫原教程中的代碼或者模塊，有針對性地去實(shí)現(xiàn)一些功能模塊，并且通過一些軟件自帶的調(diào)試組件來輔助驗(yàn)證結(jié)果是否符合預(yù)期，如SignalTap II等。無論是原廠的單板，還是FPGA愛好者做的單板，配套例程都會有一些經(jīng)典的電路實(shí)現(xiàn)案例，比如基本的分頻器，簡單的I2C通信、SRAM讀寫控制，以及稍微復(fù)雜的SDRAM讀寫控制等，認(rèn)真分析別人如何寫代碼實(shí)現(xiàn)所觀測到的時(shí)序，與此同時(shí)，閱讀相應(yīng)模塊手冊或者器件內(nèi)部組件文檔中的時(shí)序描述章節(jié)來對比分析，查閱網(wǎng)上別人分享的調(diào)試心得博客、論文等，直到理解并掌握為止，并且適當(dāng)?shù)刈鲂┕P記歸納總結(jié)，所謂時(shí)常記記，以防忘記，給其他人或者給以后的自己參考。

 

4. 光靠自己研究，有時(shí)會被一些問題阻塞思緒，大腦會卡殼：

 

那么，加入一些學(xué)習(xí)小組、專業(yè)的討論圈子是有必要的，是利大于弊的，比如論壇、FPGA產(chǎn)業(yè)圈QQ群，分享心得，咨詢問題，探討人生。這個(gè)過程，也有可能誤入歧途，有些朋友可能過分享受社交的愉悅，迷戀于灌水的浪潮中。建議在學(xué)習(xí)工作的時(shí)候，把精力主要放到學(xué)習(xí)研究中，切莫墮入無聊的灌水大軍中。除了線上交流，大家也可以參加社區(qū)組織的線下沙龍活動，面對面地交流學(xué)習(xí)，探討問題的同時(shí)還可能交往一些好朋友。跟別人討論問題，目的是為了解決問題，處理過程需要一些技巧，建議盡量把已經(jīng)遇到的問題的器件型號軟件版本、觀測到的癥狀、仿真調(diào)試的波形、已嘗試的方法和已分析的可能原因先羅列出來，讓能幫你且有時(shí)間有心情幫你的朋友快速及時(shí)地分析出原因并給出解決方法，這是一個(gè)簡單的討論問題的方法論。別人幫你是恩德，不是義務(wù)。如果沒有人幫到你，不要灰心，繼續(xù)想其他辦法。

 

5. 有一點(diǎn)基礎(chǔ)了，就可以適時(shí)選擇一些項(xiàng)目練手：

 

不僅可以鍛煉FPGA開發(fā)能力，還可以增強(qiáng)信心，沉淀經(jīng)驗(yàn)，獲取價(jià)值體現(xiàn)。老是拿著開發(fā)板玩，思維容易囿于開發(fā)板所涉及的小小“圈套”，其實(shí)開發(fā)板只是個(gè)學(xué)習(xí)工具，開發(fā)板玩得再熟，也只是熟悉那上面的幾個(gè)小模塊而已。FPGA應(yīng)用廣泛，相關(guān)產(chǎn)品層出不窮，大把的就業(yè)及市場機(jī)會，如果光學(xué)不練，那真是白瞎了時(shí)光，浪費(fèi)了生命。

 

Andrew：坦白地講，這個(gè)問題很難回答，不同的公司、不同的產(chǎn)品、不同的項(xiàng)目組、不同的研發(fā)人員需求千差萬別。不過，可以討論討論。公司與研發(fā)之間是雙向選擇，公司要求產(chǎn)品具有一定的技術(shù)優(yōu)勢和穩(wěn)定度，能夠及時(shí)上市覆蓋一定的細(xì)分行業(yè)，研發(fā)需要公司按照合同提供合理的待遇和福利。 大公司人員分工相對比較清晰，F(xiàn)PGA工程師需要配合系統(tǒng)工程師、算法工程師、軟件工程師、硬件工程師和測試工程師完成產(chǎn)品單板的功能設(shè)計(jì)和穩(wěn)定性測試，因?yàn)椴皇且粋€(gè)人在戰(zhàn)斗，所以更需要注重團(tuán)隊(duì)合作。而且大公司往往與芯片的供應(yīng)商有戰(zhàn)略合作關(guān)系，獲取相應(yīng)的支持資源在力度和速度的優(yōu)先級上遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般公司，這對FPGA技術(shù)層面的修煉是大有裨益的。

 

在這樣的公司里工作，竊以為需要培養(yǎng)：

 

1. 自我學(xué)習(xí)能力。公司如果有相關(guān)培訓(xùn)，抓住機(jī)會好好學(xué)習(xí)；如果沒有，平時(shí)在工作之余要加強(qiáng)專業(yè)知識充電，把自己打造成不可或缺的人才。另外要注意公司不是學(xué)校，公司要的是能干實(shí)事的員工，不是夸夸其談紙上談兵的趙括，不能天天想著學(xué)習(xí)而不干活。

 

2. 溝通協(xié)調(diào)能力。遇到疑難問題要及時(shí)發(fā)起團(tuán)體討論診斷，切莫蒙頭自己死扛，一來自己壓力大，二來影響項(xiàng)目開發(fā)進(jìn)度，必要時(shí)要及時(shí)把芯片供應(yīng)商的支持團(tuán)隊(duì)拉進(jìn)來共同討論分析。要意識到自己的不足，尊重團(tuán)隊(duì)中其他成員的意見和建議，經(jīng)常鍛煉自己的溝通協(xié)調(diào)能力，為以后自己帶團(tuán)隊(duì)做準(zhǔn)備。

 

3. 抗壓能力。FPGA開發(fā)的難度高居主控芯片(CPU，DSP，F(xiàn)PGA，專用芯片等)的榜首，芯片廠家為了配合市場需求，連年不斷升級器件軟件，這對于研發(fā)來講就是災(zāi)難，但是為了提升最終產(chǎn)品的競爭力，提升我們自身的價(jià)值，我們不得不去學(xué)習(xí)掌握。另外公司項(xiàng)目往往嚴(yán)格按照預(yù)期進(jìn)度開展，如果遇到難題，加班加點(diǎn)是必須的。所以我們平時(shí)一定要多鍛煉身體，多看書，培養(yǎng)一定的興趣愛好，以排解項(xiàng)目開發(fā)中的苦悶。像某為那樣，只注重工作效率，把研發(fā)當(dāng)作加班的機(jī)器，時(shí)不時(shí)就有報(bào)道研發(fā)跳樓的新聞，簡直就是業(yè)界的恥辱。

 

4. 職業(yè)生涯規(guī)劃能力。大公司職業(yè)任務(wù)單一，對專業(yè)深度要求高。要逐步規(guī)劃調(diào)整自己未來的路，往專業(yè)深度走，做技術(shù)專家；往專業(yè)廣度上走，做系統(tǒng)工程師；往技術(shù)之外的崗位走，轉(zhuǎn)行。工作要積極主動，選好的路就好好走下去，切忌朝三暮四，濫竽充數(shù)，人浮于事，碰到好光景，還可以混日子；碰到諸如當(dāng)前這種外企裁人潮，諾基亞、思科、微軟等公司紛紛大裁員，老大不小的南郭處士再就業(yè)難度就比較大。凡事都逃不過因果關(guān)系，給公司努力工作，就是為自己的未來努力工作。只要有能力，將來還是有機(jī)會出去自創(chuàng)企業(yè)，創(chuàng)造更多社會價(jià)值。

 

小公司自由度高，單獨(dú)的FPGA工程師的職位設(shè)置不太常見，往往圍繞著項(xiàng)目的需求，工程師既要當(dāng)?shù)忠?dāng)媽，硬件軟件邏輯機(jī)械模型一起搞。從表面上看，要做的事情比較雜，新人往往感覺在打醬油，跑龍?zhí)?。有一些朋友耐心比較差，容易陷入經(jīng)常跳槽的怪圈。其實(shí)呢，小公司有小公司的好，產(chǎn)品的復(fù)雜度相對來講不高，研發(fā)出項(xiàng)目的速度比較快，數(shù)目也比較多，容易積累自身的成就感，這感受和大公司里面有時(shí)的無力感有天壤之別。再者小公司由于企業(yè)規(guī)模小的原因，直接做平臺與大公司競爭的可能性不大，往往都是做一些圍繞大公司平臺的配套產(chǎn)品，或者做一些大公司不愿意做或者尚未注意到的新的細(xì)分產(chǎn)品。作為研發(fā)，能夠直接或間接接觸終端行業(yè)應(yīng)用，對產(chǎn)品的功能理解直觀透徹，對行業(yè)也有一定的調(diào)研，將來很容易出去創(chuàng)業(yè)，做出更加細(xì)分的行業(yè)產(chǎn)品。

 

 

1. 產(chǎn)品設(shè)計(jì)的全局觀。主動去研究產(chǎn)品的應(yīng)用需求，整合現(xiàn)有的方案，揣摩可能改進(jìn)的部分，將其開發(fā)設(shè)計(jì)為產(chǎn)品的亮點(diǎn)，贏得細(xì)分行業(yè)的市場。產(chǎn)品本身技術(shù)含量不高，所以我們也沒有必要糾結(jié)一些技術(shù)細(xì)節(jié)，只要能實(shí)現(xiàn)能出產(chǎn)品，就是研發(fā)的價(jià)值體現(xiàn)。

 

2. 技術(shù)的廣度。多了解一些常用的芯片平臺，熱門的實(shí)現(xiàn)方案。產(chǎn)品在設(shè)計(jì)過程中，盡量選擇成熟的芯片平臺和結(jié)構(gòu)，降低產(chǎn)品研發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)和投資。

 

3. 溝通能力。小公司的老板一般不太注重研發(fā)，對研發(fā)的投入力度有限，研發(fā)團(tuán)隊(duì)里往往只有光桿司令幾人。長期欠缺溝通，有些朋友可能表現(xiàn)得比較木訥，比較悶騷，其實(shí)對今后的職業(yè)生涯是有害處的。一定要找機(jī)會與公司其他部門的人溝通交流，不要給自己畫圈。平時(shí)要積極參加一些線下沙龍，活動，鍛煉自身的溝通能力。

 

4. 耐心。人生漫漫，來日方長，剩者為王。所謂干一行愛一行，機(jī)會永遠(yuǎn)留給有準(zhǔn)備的朋友。

 

Andrew：至于FPGA工程師的所需的專業(yè)技能，仁者見仁，智者見智，我在第一個(gè)問題的回答中也提到若干。

 

這里專門羅列一下我個(gè)人淺見，僅供參考：

 

1. 時(shí)序的設(shè)計(jì)和仿真能力。時(shí)序是設(shè)計(jì)出來的，一些常見的電路模塊必須要掌握，如流水線操作，狀態(tài)機(jī)，localbus接口，存儲器讀寫等電路的時(shí)序設(shè)計(jì)。FPGA相關(guān)的著作多如牛毛，這里推薦兩本：《FPGA Prototyping by Verilog Examples》，美籍華人Pong P. Chu針對Xilinx Spatran3E 開發(fā)套件編著的Verilog基礎(chǔ)教材，可以在網(wǎng)上下載英文版的pdf，可以自行打印成冊參考；另外一本有中譯本出版，可以在Amazon購買，作者克里茲，孟憲元翻譯的《高級FPGA設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)和優(yōu)化》，書很好很薄，翻譯得有待改進(jìn)。這兩本可以作為學(xué)習(xí)FPGA方法論的“紅寶書”。

 

2. 電路調(diào)試能力。穩(wěn)定的產(chǎn)品是建立在不斷調(diào)試改進(jìn)的基礎(chǔ)上的。熟練使用常用的測試工具，如萬用表、示波器、邏輯分析儀等。熟悉FPGA廠家提供的調(diào)試工具，對于FPGA設(shè)計(jì)事半功倍，如前面提到的SignalTap II。一些輔助的調(diào)試工具最好也能夠掌握，如串口、網(wǎng)絡(luò)報(bào)文分析工具等等。電子設(shè)計(jì)相關(guān)的小工具有很多，根據(jù)自己的工作需要適當(dāng)選擇。

 

3. 文檔閱讀和編寫能力。作為一名FPGA工程師，免不了與器件軟件的英文文檔打交道，閱讀文檔要先是搞清楚幾條：讀哪些文檔哪個(gè)章節(jié)，在哪里找這些文檔。我想這些一時(shí)半會也講不完，我曾經(jīng)在某論壇發(fā)了一個(gè)關(guān)于ALTEAR FPGA資料列表的帖子，很受歡迎，至今仍然在熱帖之中。建議經(jīng)常主動與相關(guān)芯片廠家的FAE溝通，獲取有效的直接的技術(shù)支持；當(dāng)然文檔是需要自己讀的，別人不能永遠(yuǎn)幫你讀。再一個(gè)，公司內(nèi)部技術(shù)積累，編寫文檔也是必要的，有一些工具需要掌握，如畫波形的TimeGen或者Timing Designer，字處理軟件Word或者WPS等。關(guān)于文檔建設(shè)，有些公司不太重視，其實(shí)文檔很重要很必要，對團(tuán)隊(duì)內(nèi)部審閱討論，對未來的自己參考都是有用的。

 

4. 演講溝通的能力。俗話說，光說不練假把式，光練不說傻把式，又說又練真把式。團(tuán)隊(duì)內(nèi)部討論產(chǎn)品需求，方案規(guī)劃，問題診斷，都需要演講溝通。甚至請求老板加薪，羅列自己的成果也需要一定的演講溝通能力。可以適當(dāng)?shù)亟栌霉ぞ邅磔o助，比如ppt。

 

Andrew：對我個(gè)人而言，在學(xué)習(xí)FPGA的道路上所遇到的最大的困難和挑戰(zhàn)是在大學(xué)期間發(fā)生的。由于高中階段過分著迷于網(wǎng)頁設(shè)計(jì)，疏忽了學(xué)業(yè)，結(jié)果只考上一所不太有名的工科大學(xué)。大一結(jié)束的暑假，沒有回家，被老鄉(xiāng)介紹到當(dāng)時(shí)由某老師組織的DSP小組中打雜。小組里有兩撥人，一撥人研究基于TI DSP的指紋識別，另外一撥人研究ALTERA FPGA，基于友晶的DE1開發(fā)板。當(dāng)時(shí)剛剛念完《電路》，比較好奇附錄章節(jié)的MATLAB實(shí)驗(yàn)，所以玩過一陣子MATLAB，用來解電路的習(xí)題。那個(gè)時(shí)候?qū)SP和數(shù)字電路都不懂，剛好小組里研究DSP的人比較多，F(xiàn)PGA小組還有名額，我就被分到FPGA小組。短短兩個(gè)月暑假，老師給我們分配了MIT的《基于MATLAB的數(shù)字信號處理實(shí)驗(yàn)》中的一些習(xí)題任務(wù)，同時(shí)我們也自學(xué)了《數(shù)字電路》中的部分章節(jié)，學(xué)會了 Quartus II的基本操作流程。大二上學(xué)期，我基本把DE1開發(fā)板所配套的僅有的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)例程都跑通了，算是入門了。那時(shí)也不曉得FPGA能干啥，反正就是比較著迷。老師平時(shí)給我們介紹一些學(xué)習(xí)方法，布置一些實(shí)驗(yàn)任務(wù)，剩下的就是自我學(xué)習(xí)完成。好景不長，不曉得什么原因，我們那個(gè)老師失蹤了，至今我都沒有他的音信。加上學(xué)校懂FPGA的人屈指可數(shù)，我請教過很多老師，但都是玩單片機(jī)和DSP的居多。也郵件聯(lián)系過駿龍科技和艾睿電子，最終都是石沉大海，沒有回信。所以從大二開始，我對FPGA純粹就是獨(dú)自在學(xué)習(xí)。這對我來講，是FPGA學(xué)習(xí)道路上最大的困難和挑戰(zhàn)。

 

還好我在網(wǎng)上發(fā)現(xiàn)了蕭鴻森 oomusou的博客，他以前搞軟件的，當(dāng)時(shí)他30多歲在臺大讀研究生同時(shí)負(fù)責(zé)本科FPGA實(shí)驗(yàn)的助教，他寫了上百篇基于友晶DE系列開發(fā)板的實(shí)驗(yàn)步驟及心得的博文。我?guī)缀醢咽捓蠋煹拇蟛糠植┪亩忌钊胙芯繉?shí)驗(yàn)過，蕭老師寫的博文主要是為了帶臺大本科的FPGA實(shí)驗(yàn)課，行文完全按照寫論文的格式，論述深入淺出，對實(shí)現(xiàn)原理和代碼的解說非常詳盡，所引用的內(nèi)容也一一標(biāo)出。這段自學(xué)經(jīng)歷對我有深遠(yuǎn)的影響。再后來我認(rèn)真研究過SOPC系統(tǒng)和Nios II軟核處理器，加入了著名的“SOPC技術(shù)聯(lián)盟”QQ群，群主騰龍大哥，張景秀，是《SOPC系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐》的作者。在此群中我認(rèn)識了很多FPGA愛好者，一直相處到如今。所以我認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)的力量是無窮的，不論身在何方，只要感興趣，可以自學(xué)任何技術(shù)，我個(gè)人的經(jīng)歷就是生動的案例。

 

最后我拿楊振寧老先生解說過的“真情妙悟著文章”來總結(jié)一下FPGA的研習(xí)心得。

 

首先要存真情，要有興趣去學(xué)習(xí)，去摸索，興趣是第一老師；然后如果能夠在學(xué)習(xí)研究的同時(shí)獨(dú)立或者與別人合作完成一些小成果，比如參加電子競賽實(shí)現(xiàn)一些力所能及并且能體現(xiàn)自己想法的功能模塊，這就是妙語，有自己的積累和閃光點(diǎn)；最后著文章，就是經(jīng)年累月，在項(xiàng)目實(shí)踐中學(xué)習(xí)總結(jié)，逐步沉淀為一定的專業(yè)修養(yǎng)，將自己的思想凝結(jié)在產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)中。

 

 

Andrew：這個(gè)話題有難度有深度，恐怕我個(gè)人能力不夠，不好駕馭。竊以為從產(chǎn)品設(shè)計(jì)的層面上講，初級工程師也許只能覆蓋一些基本的指定的功能模塊開發(fā)設(shè)計(jì)，可能還比較吃力，過程中可能還需要向先進(jìn)請教，工作的獨(dú)立性也需要逐步加強(qiáng)，所開發(fā)的產(chǎn)品可能考慮得不全面。但是他們有優(yōu)勢，年輕好學(xué)，積極主動，沒有明顯的過時(shí)的思維慣式和不良的工作習(xí)慣，欠缺的只是工作經(jīng)驗(yàn)，如果公司內(nèi)部有好的人才培養(yǎng)機(jī)制，那么成為高級工程師是早晚的事。相比較于初級工程師，高級工程師更加擅長于系統(tǒng)架構(gòu)層面的工作，可能具體的執(zhí)行層面不一定比初級工程師熟練，但是他們身經(jīng)百戰(zhàn)，對行業(yè)應(yīng)用了如指掌，能夠敏感地挖掘出行業(yè)潛在的需求，并及時(shí)轉(zhuǎn)化到產(chǎn)品項(xiàng)目的研發(fā)架構(gòu)及計(jì)劃中。他們是戰(zhàn)略性人才，是研發(fā)型公司不可或缺的頂梁柱。

一般來講，在初級工程師階段，所能做的就是打打下手，做一些別人指派的工作，研究實(shí)現(xiàn)某些具體的簡單的可能有參考的項(xiàng)目模塊，同時(shí)逐步積累一些已經(jīng)驗(yàn)證過的項(xiàng)目模塊的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)。然后下一步就是自己能夠獨(dú)立承接并完成一些有規(guī)劃的有指標(biāo)要求的項(xiàng)目，有一些獨(dú)特的見解和專業(yè)的沉淀，這個(gè)過程可能對于不同公司不同產(chǎn)品在時(shí)間跨度上各有差別。那么最終就是量變導(dǎo)致質(zhì)變，項(xiàng)目開發(fā)的多了，對行業(yè)應(yīng)用的認(rèn)知就越來越清晰，自然而然就升華蛻變?yōu)楦呒壒こ處煛?/div>