一、入门首先要掌握HDL（HDL=verilog+VHDL）。
第一句话是：还没学数电的先学数电。然后你可以选择verilog或者VHDL，有C语言基础的，建议选择VHDL。因为verilog太像C了，很容易混淆，最后你会发现，你花了大量时间去区分这两种语言，而不是在学习如何使用它。当然，你思维能转得过来，也可以选verilog，毕竟在国内verilog用得比较多。
接下来，首先找本实例抄代码。抄代码的意义在于熟悉语法规则和编译器（这里的编译器是硅编译器又叫综合器，常用的编译器有：Quartus、ISE、Vivado、Design Compiler 、Synopsys的VCS、iverilog、Lattice的Diamond、Microsemi/Actel的Libero、Synplify pro），然后再模仿着写，最后不看书也能写出来。编译完代码，就打开RTL图，看一下综合出来是什么样的电路。
HDL是硬件描述语言，突出硬件这一特点，所以要用数电的思维去思考HDL，而不是用C语言或者其它高级语言，如果不能理解这句话的，可以看《什么是硬件以及什么是软件》。在这一阶段，推荐的教材是《Verilog HDL数字设计与综合》或者是《用于逻辑综合的VHDL》。不看书也能写出个三段式状态机就可以进入下一阶段了。
此外，你手上必须准备Verilog或者VHDL的官方文档，《verilog_IEEE官方标准手册-2005_IEEE_P1364》、《IEEE Standard VHDL Language_2008》，以便遇到一些语法问题的时候能查一下。
为什么不推荐学习NIOS II和MicroBlaze等软核？
1、性价比不高，一般的软核性能大概跟Cortex M3或M4差不多，用FPGA那么贵的东西去做一个性能一般的CPU，在工程上是非常不划算的。不如另外加一块M3。
2、加上软核，可能会影响到其它的逻辑的功能。这是在资源并不十分充足的情况下，再加上软核，导致布局布线变得相当困难。
3、软核不开源，出现Bug的时候，不容易调试。
二、独立完成中小规模的数字电路设计。
现在，你可以设计一些数字电路了，像交通灯、电子琴、DDS等等，推荐的教材是《Verilog HDL应用程序设计实例精讲》。在这一阶段，你要做到的是：给你一个指标要求或者时序图，你能用HDL设计电路去实现它。这里你需要一块开发板，可以选Altera的cyclone IV系列，或者Xilinx的Spantan 6。还没掌握HDL之前千万不要买开发板，因为你买回来也没用。这里你没必要每次编译通过就下载代码，咱们用modelsim仿真（此外还有QuestaSim、NC verilog、Diamond的Active-HDL、VCS、Debussy/Verdi等仿真工具），如果仿真都不能通过那就不用下载了，肯定不行的。在这里先掌握简单的testbench就可以了。推荐的教材是《WRITING TESTBENCHES Functional Verification of HDL Models》。
三、掌握设计方法和设计原则。
你可能发现你综合出来的电路尽管没错，但有很多警告。这个时候，你得学会同步设计原则、优化电路，是速度优先还是面积优先，时钟树应该怎样设计，怎样同步两个异频时钟等等。推荐的教材是《FPGA权威指南》、《IP核芯志-数字逻辑设计思想》、《Altera FPGA/CPLD设计》第二版的基础篇和高级篇两本。学会加快编译速度（增量式编译、LogicLock），静态时序分析（timequest），嵌入式逻辑分析仪（signaltap）就算是通关了。如果有不懂的地方可以暂时跳过，因为这部分还需要足量的实践，才能有较深刻的理解。
四、学会提高开发效率。
因为Quartus和ISE的编辑器功能太弱，影响了开发效率。所以建议使用Sublime text编辑器中代码片段的功能，以减少重复性劳动。Modelsim也是常用的仿真工具，学会TCL/TK以编写适合自己的DO文件，使得仿真变得自动化，推荐的教材是《TCL/TK入门经典》。你可能会手动备份代码，但是专业人士都是用版本控制器的，所以，为了提高工作效率，必须掌握GIT。文件比较器Beyond Compare也是个比较常用的工具。此外，你也可以使用System Verilog来替代testbench，这样效率会更高一些。如果你是做IC验证的，就必须掌握System Verilog和验证方法学（UVM）。推荐的教材是《Writing Testbenches using SystemVerilog》、《The UVM Primer》、《System Verilog1800-2012语法手册》。
掌握了TCL/TK之后，可以学习虚拟Jtag（ISE也有类似的工具）制作属于自己的调试工具，此外，有时间的话，最好再学个Python。脚本，意味着一劳永逸。
五、增强理论基础。
这个时候，你已经会使用FPGA了，但是还有很多事情做不了（比如，FIR滤波器、PID算法、OFDM等），因为理论没学好。我大概地分几个方向供大家参考，后面跟的是要掌握的理论课。
1、信号处理——信号与系统、数字信号处理、数字图像处理、现代数字信号处理、盲信号处理、自适应滤波器原理、雷达信号处理
2、接口应用——如：UART、SPI、IIC、USB、CAN、PCIE、Rapid IO、DDR、TCP/IP、SPI4.2(10G以太网接口)、SATA、光纤、DisplayPort
3、无线通信——信号与系统、数字信号处理、通信原理、移动通信基础、随机过程、信息论与编码
4、CPU设计——计算机组成原理、单片机、计算机体系结构、编译原理
5、仪器仪表——模拟电子技术、高频电子线路、电子测量技术、智能仪器原理及应用
6、控制系统——自动控制原理、现代控制理论、过程控制工程、模糊控制器理论与应用
7、压缩、编码、加密——数论、抽象代数、现代编码技术、信息论与编码、数据压缩导论、应用密码学、音频信息处理技术、数字视频编码技术原理
现在你发现，原来FPGA会涉及到那么多知识，你可以选一个感兴趣的方向，但是工作中很有可能用到其中几个方向的知识，所以理论还是学得越多越好。如果你要更上一层，数学和英语是不可避免的。
六、学会使用MATLAB仿真。
设计FPGA算法的时候，多多少少都会用到MATLAB，比如CRC的系数矩阵、数字滤波器系数、各种表格和文本处理等。此外，MATLAB还能用于调试HDL（用MATLAB的计算结果跟用HDL算出来的一步步对照，可以知道哪里出问题）。推荐的教材是《MATLAB宝典》和杜勇的《数字滤波器的MATLAB与FPGA实现》。
七、足量的实践。
这个时候你至少读过几遍芯片手册（官网有），然后可以针对自己的方向，做一定量的实践了（期间要保持良好的代码风格，增加元件例化语句的可读性，绘制流程图/时序图，撰写文档的习惯）。比如：通信类的可以做调制解调算法，仪表类的可以做总线分析仪等等。不过这些算法，在书上只是给了个公式、框图而已，跟实际的差距很大，你甚至会觉得书上的东西都很肤浅。那么，你可以在知网、百度文库、EETOP论坛、opencores、ChinaAET、Q群共享、博客上面找些相关资料（校外的朋友可以在淘宝买个知网账号）。其实，当你到了这个阶段，你已经达到了职业级水平，有空就多了解一些前沿技术，这将有助于你的职业规划。
在工作当中，或许你需要关注很多协议和行业标准，协议可以在EETOP上面找到，而标准（如：国家标准GB和GB/T，国际标准ISO）就推荐《标准网》和《标准分享网》。
八、图像处理。（这部分只写给想学图像处理的朋友，也是由浅入深的路线）
1、Photoshop。花一、两周的时间学习PS，对图像处理有个大概的了解，知道各种图片格式、直方图、色相、通道、滤镜、拼接等基本概念，并能使用它。这部分是0基础，目的让大家对图像处理有个感性的认识，而不是一上来就各种各样的公式推导。推荐《Photoshop CS6完全自学教程》。
2、基于MATLAB或OpenCV的图像处理。有C/C++基础的可以学习OpenCV，否则的话，建议学MATLAB。这个阶段下，只要学会简单的调用函数即可，暂时不用深究实现的细节。推荐《数字图像处理matlab版》、《学习OpenCV》。
3、图像处理的基础理论。这部分的理论是需要高数、复变、线性代数、信号与系统、数字信号处理等基础，基础不好的话，建议先补补基础再来。看不懂的理论也可以暂时先放下，或许学到后面就自然而然地开窍了。推荐《数字图像处理》。
4、基于FPGA的图像处理。把前面学到的理论运用到FPGA上面，如果这时你有前面第七个阶段的水平，你将轻松地独立完成图像算法设计（图像处理是离不开接口的，上面第五个阶段有讲）。推荐《基于FPGA的嵌入式图像处理系统设计》、《基于FPGA的数字图像处理原理及应用》。
5、进一步钻研数学。要在算法上更上一层，必然需要更多的数学，所以这里建议学习实分析、泛涵分析、小波分析等。
下面这两个阶段是给感兴趣的朋友介绍的。
九、数电的尽头是模电。
现在FPGA内部的事情是难不到你的，但是信号出了FPGA，你就没法控制了。这个时候必须学好模电。比如：电路分析、模拟电子技术、高频电子线路、PCB设计、EMC、SI、PI等等，能设计出一块带两片DDR3的FPGA开发板，就算通关了。具体的学习路线可以参考本博客的《如何学习硬件设计——理论篇》和《如何学习硬件设计——实践篇》。
十、学无止境。
能到这个境界，说明你已经很厉害了，但是还有很多东西要学的，因为FPGA常常要跟CPU交互，也就是说你得经常跟软件工程师交流，所以也得懂点软件方面的知识。比如ARM（Xilinx的ZYNQ和Altera的SOC会用到ARM的硬核，请参考本博客的《如何学习嵌入式软件》）、DSP、linux、安卓、上位机（QT、C#、JAVA）都可以学一下，反正学无止境的。
FPGA资深FAE的经验独白 — 骏龙科技Andrew_Zhang |
| 看似简单的几个问题，Andrew却回答的井井有条，小编已经没有办法有什么其他词语去形容了。本文Andrew不仅仅对FPGA入门学习流程做了详细的分享，更是对FPGA开发工作的要求分成大公司和小公司两个层面来分析。你能想象曾经从一个疏忽学业的人成为一名资深FAE的嘛？ |
| 采访：Cindy Sun [email protected] 撰文、组稿：Cici Chen [email protected] (原创内容，转载请注明来自ElecFans) |
| 1. 电子发烧友：您认为想学FPGA的话，先学好什么才最重要？ |
| Andrew: 我们玩FPGA的通常就是跟数字电路打交道，要想玩得转，必须先学习并掌握最最基础的数字电路和HDL硬件描述语言，当然这只是入门必备，实际上远远不够。个人拙见，要入行除了至少掌握一种FPGA的仿真及开发调试流程之外；起码还要了解一些模拟电路知识，掌握诸如电源纹波、时钟抖动、信号质量等经常需要测量的硬件参数的测试方法；起码还要掌握一种原理图和Layout设计软件，能够查看分析调试电路板上的电路模块，如电源、时钟、存储器、配置、I/O和高速收发器等模块；起码还要掌握一种单片机的开发流程，项目中难免有一些需要配置控制的需求，使用外置单片机或者内置ARM硬核或者其他软CPU来实现，简单又方便；由于本人水平有限，其他方面这里就不再赘述。 那么，针对FPGA入门学习的一般流程，简单总结一下，供朋友们参考，有经验的大牛可以绕道：
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| 2. 电子发烧友：从事FPGA开发工作有些什么要求呢？ |
| Andrew: 坦白地讲，这个问题很难回答，不同的公司、不同的产品、不同的项目组、不同的研发人员需求千差万别。不过，可以讨论讨论。公司与研发之间是双向选择，公司要求产品具有一定的技术优势和稳定度，能够及时上市覆盖一定的细分行业，研发需要公司按照合同提供合理的待遇和福利。 大公司人员分工相对比较清晰，FPGA工程师需要配合系统工程师、算法工程师、软件工程师、硬件工程师和测试工程师完成产品单板的功能设计和稳定性测试，因为不是一个人在战斗，所以更需要注重团队合作。而且大公司往往与芯片的供应商有战略合作关系，获取相应的支持资源在力度和速度的优先级上远远高于一般公司，这对FPGA技术层面的修炼是大有裨益的。 在这样的公司里工作，窃以为需要培养：
在小公司工作，窃以为需要锻炼：
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| 3. 电子发烧友：初级工程师应具备哪些专业技能？ |
| Andrew: 至于FPGA工程师的所需的专业技能，仁者见仁，智者见智，我在第一个问题的回答中也提到若干。 这里专门罗列一下我个人浅见，仅供参考：
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| 4. 电子发烧友：自从业以来，遇到最大的困难与挑战是什么？能否给我们分享些您的经验以及心路历程？ |
| Andrew: 对我个人而言，在学习FPGA的道路上所遇到的最大的困难和挑战是在大学期间发生的。由于高中阶段过分着迷于网页设计，疏忽了学业，结果只考上一所不太有名的工科大学。大一结束的暑假，没有回家，被老乡介绍到当时由某老师组织的DSP小组中打杂。小组里有两拨人，一拨人研究基于TI DSP的指纹识别，另外一拨人研究ALTERA FPGA，基于友晶的DE1开发板。当时刚刚念完《电路》，比较好奇附录章节的MATLAB实验，所以玩过一阵子MATLAB，用来解电路的习题。那个时候对DSP和数字电路都不懂，刚好小组里研究DSP的人比较多，FPGA小组还有名额，我就被分到FPGA小组。短短两个月暑假，老师给我们分配了MIT的《基于MATLAB的数字信号处理实验》中的一些习题任务，同时我们也自学了《数字电路》中的部分章节，学会了 Quartus II的基本操作流程。大二上学期，我基本把DE1开发板所配套的仅有的几个实验例程都跑通了，算是入门了。那时也不晓得FPGA能干啥，反正就是比较着迷。老师平时给我们介绍一些学习方法，布置一些实验任务，剩下的就是自我学习完成。好景不长，不晓得什么原因，我们那个老师失踪了，至今我都没有他的音信。加上学校懂FPGA的人屈指可数，我请教过很多老师，但都是玩单片机和DSP的居多。也邮件联系过骏龙科技和艾睿电子，最终都是石沉大海，没有回信。所以从大二开始，我对FPGA纯粹就是独自在学习。这对我来讲，是FPGA学习道路上最大的困难和挑战。 还好我在网上发现了萧鸿森 oomusou的博客，他以前搞软件的，当时他30多岁在台大读研究生同时负责本科FPGA实验的助教，他写了上百篇基于友晶DE系列开发板的实验步骤及心得的博文。我几乎把萧老师的大部分博文都深入研究实验过，萧老师写的博文主要是为了带台大本科的FPGA实验课，行文完全按照写论文的格式，论述深入浅出，对实现原理和代码的解说非常详尽，所引用的内容也一一标出。这段自学经历对我有深远的影响。再后来我认真研究过SOPC系统和Nios II软核处理器，加入了著名的“SOPC技术联盟”QQ群，群主腾龙大哥，张景秀，是《SOPC系统设计与实践》的作者。在此群中我认识了很多FPGA爱好者，一直相处到如今。所以我认为网络的力量是无穷的，不论身在何方，只要感兴趣，可以自学任何技术，我个人的经历就是生动的案例。 最后我拿杨振宁老先生解说过的“真情妙悟著文章”来总结一下FPGA的研习心得。 首先要存真情，要有兴趣去学习，去摸索，兴趣是第一老师；然后如果能够在学习研究的同时独立或者与别人合作完成一些小成果，比如参加电子竞赛实现一些力所能及并且能体现自己想法的功能模块，这就是妙语，有自己的积累和闪光点；最后著文章，就是经年累月，在项目实践中学习总结，逐步沉淀为一定的专业修养，将自己的思想凝结在产品的开发设计中。 |
| 5. 电子发烧友：您认为从“Junior”工程师成长为“Senior”工程师的过程有哪几个阶段呢？ |
| Andrew: 这个话题有难度有深度，恐怕我个人能力不够，不好驾驭。窃以为从产品设计的层面上讲，初级工程师也许只能覆盖一些基本的指定的功能模块开发设计，可能还比较吃力，过程中可能还需要向先进请教，工作的独立性也需要逐步加强，所开发的产品可能考虑得不全面。但是他们有优势，年轻好学，积极主动，没有明显的过时的思维惯式和不良的工作习惯，欠缺的只是工作经验，如果公司内部有好的人才培养机制，那么成为高级工程师是早晚的事。相比较于初级工程师，高级工程师更加擅长于系统架构层面的工作，可能具体的执行层面不一定比初级工程师熟练，但是他们身经百战，对行业应用了如指掌，能够敏感地挖掘出行业潜在的需求，并及时转化到产品项目的研发架构及计划中。他们是战略性人才，是研发型公司不可或缺的顶梁柱。 一般来讲，在初级工程师阶段，所能做的就是打打下手，做一些别人指派的工作，研究实现某些具体的简单的可能有参考的项目模块，同时逐步积累一些已经验证过的项目模块的开发经验。然后下一步就是自己能够独立承接并完成一些有规划的有指标要求的项目，有一些独特的见解和专业的沉淀，这个过程可能对于不同公司不同产品在时间跨度上各有差别。那么最终就是量变导致质变，项目开发的多了，对行业应用的认知就越来越清晰，自然而然就升华蜕变为高级工程师。 |
| 6. 电子发烧友：在您生命中曾经有哪些人对你造成过影响？ 给你的启示又是什么呢？ |
| Andrew: 很多人，主要是我不同时期的老师们和朋友们。给我的启示就是学习别人的长处，正视自己的短处，展示自己的特别之处。 |
| 7. 电子发烧友：身为一名资深FAE不知道您对这个岗位又有怎样的看法呢？ |
| Andrew: 有一个小故事，大家可能耳熟能详。从前有个人去看医生，他说自己很沮丧，生活无情而残酷，在这充满威胁世上觉得非常孤独。医生说：“不要紧，城里的马戏团有位著名的小丑，会说所有笑话。看了他的表演，你就不会再烦恼了。”那个人哭着说：“可是医生，我就是那个小丑。”这个故事可能有些夸张，但我认为也在一定层面上反映了咨询支持从业人员的现状，FAE可能也概莫能外吧。 FAE是研发人员最真诚的朋友 他们给研发人员推介最先进最合适的技术方案，帮助解决一个又一个已经遇到的技术难题，并且及时指出可能出现问题的规避方法；在加快研发产品速度的同时，也间接地直接的被传导了一些研发压力，那么当不同方向的压力传导到单个FAE的身上，FAE的压力也在倍增。他们可能有时没有及时回复你的邮件，没有接你的电话，那是因为太忙了，请不要骂娘，请耐心等待。 FAE是一份极具挑战的工作， 尤其是主动器件的FAE。需要时刻保持积极主动的学习精神，第一时间把芯片厂商的最新技术学习消化并及时传播给研发朋友们；需要良好的脑力和体力，才能够在短时间内响应及回复来自于不同公司、不同项目、不同研发人员的不同层面的技术问题。 FAE是一份幸运的工作， 他们能够接触各种各样的行业应用，能够向各种各样的研发人员学习，领略他们宝贵的绚烂的开发设计思想。 |
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