看似簡單的幾個問題，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層面來分析。你能想象曾經(jīng)從一個疏忽學(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，實際上遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。個人拙見，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)計軟件，能夠查看分析調(diào)試電路板上的電路模塊，如電源、時鐘、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的開發(fā)流程，項目中難免有一些需要配置控制的需求，使用外置單片機或者內(nèi)置ARM硬核或者其他軟CPU來實現(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。這個時候，建議先根據(jù)開發(fā)板的配套教程，把原理圖上的各項模塊功能厘清，把FPGA周圍的電源、時鐘、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，堅持就是勝利。當(dāng)然，往往這個時候，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候吹牛有過如何豐富FPGA經(jīng)驗嗎？

 

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現(xiàn)所觀測到的時序，與此同時，閱讀相應(yīng)模塊手冊或者器件內(nèi)部組件文檔中的時序描述章節(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，讓能幫你且有時間有心情幫你的朋友快速及時地分析出原因并給出解決方法，這是一個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. 有一點基礎(chǔ)了，就可以適時選擇一些項目練手：

 

不僅可以鍛煉FPGA開發(fā)能力，還可以增強信心，沉淀經(jīng)驗，獲取價值體現(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”，其實開發(fā)板只是個學(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)及市場機會，如果光學(xué)不練，那真是白瞎了時光，浪費了生命。

 

Andrew：坦白地講，這個問題很難回答，不同的公司、不同的產(chǎn)品、不同的項目組、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)計和穩(wěn)定性測試，因為不是一個人在戰(zhàn)斗，所以更需要注重團隊合作。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)，抓住機會好好學(xué)習(xí)；如果沒有，平時在工作之余要加強專業(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發(fā)起團體討論診斷，切莫蒙頭自己死扛，一來自己壓力大，二來影響項目開發(fā)進度，必要時要及時把芯片供應(yīng)商的支持團隊拉進來共同討論分析。要意識到自己的不足，尊重團隊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，為以后自己帶團隊做準(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，提升我們自身的價值，我們不得不去學(xué)習(xí)掌握。另外公司項目往往嚴(yán)格按照預(yù)期進度開展，如果遇到難題，加班加點是必須的。所以我們平時一定要多鍛煉身體，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)作加班的機器，時不時就有報道研發(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，將來還是有機會出去自創(chuàng)企業(yè)，創(chuàng)造更多社會價值。

 

小公司自由度高，單獨的FPGA工程師的職位設(shè)置不太常見，往往圍繞著項目的需求，工程師既要當(dāng)?shù)忠?dāng)媽，硬件軟件邏輯機械模型一起搞。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，揣摩可能改進的部分，將其開發(fā)設(shè)計為產(chǎn)品的亮點，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)，只要能實現(xiàn)能出產(chǎn)品，就是研發(fā)的價值體現(xiàn)。

 

2. 技術(shù)的廣度。多了解一些常用的芯片平臺，熱門的實現(xiàn)方案。產(chǎn)品在設(shè)計過程中，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)團隊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，其實對今后的職業(yè)生涯是有害處的。一定要找機會與公司其他部門的人溝通交流，不要給自己畫圈。平時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，我在第一個問題的回答中也提到若干。

 

這里專門羅列一下我個人淺見，僅供參考：

 

1. 時序的設(shè)計和仿真能力。時序是設(shè)計出來的，一些常見的電路模塊必須要掌握，如流水線操作，狀態(tài)機，localbus接口，存儲器讀寫等電路的時序設(shè)計。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 結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)和優(yōu)化》，書很好很薄，翻譯得有待改進。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)報文分析工具等等。電子設(shè)計相關(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：讀哪些文檔哪個章節(jié)，在哪里找這些文檔。我想這些一時半會也講不完，我曾經(jīng)在某論壇發(fā)了一個關(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，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，其實文檔很重要很必要，對團隊內(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。團隊內(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?？梢赃m當(dāng)?shù)亟栌霉ぞ邅磔o助，比如ppt。

 

Andrew：對我個人而言，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，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)時剛剛念完《電路》，比較好奇附錄章節(jié)的MATLAB實驗，所以玩過一陣子MATLAB，用來解電路的習(xí)題。那個時候?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)字信號處理實驗》中的一些習(xí)題任務(wù)，同時我們也自學(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實驗例程都跑通了，算是入門了。那時也不曉得FPGA能干啥，反正就是比較著迷。老師平時給我們介紹一些學(xué)習(xí)方法，布置一些實驗任務(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)時他30多歲在臺大讀研究生同時負(fù)責(zé)本科FPGA實驗的助教，他寫了上百篇基于友晶DE系列開發(fā)板的實驗步驟及心得的博文。我?guī)缀醢咽捓蠋煹拇蟛糠植┪亩忌钊胙芯繉嶒炦^，蕭老師寫的博文主要是為了帶臺大本科的FPGA實驗課，行文完全按照寫論文的格式，論述深入淺出，對實現(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)計與實踐》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)研究的同時獨立或者與別人合作完成一些小成果，比如參加電子競賽實現(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；最后著文章，就是經(jīng)年累月，在項目實踐中學(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)計中。

 

 

Andrew：這個話題有難度有深度，恐怕我個人能力不夠，不好駕馭。竊以為從產(chǎn)品設(shè)計的層面上講，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，可能還比較吃力，過程中可能還需要向先進請教，工作的獨立性也需要逐步加強，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，沒有明顯的過時的思維慣式和不良的工作習(xí)慣，欠缺的只是工作經(jīng)驗，如果公司內(nèi)部有好的人才培養(yǎng)機制，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，并及時轉(zhuǎn)化到產(chǎn)品項目的研發(fā)架構(gòu)及計劃中。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，研究實現(xiàn)某些具體的簡單的可能有參考的項目模塊，同時逐步積累一些已經(jīng)驗證過的項目模塊的開發(fā)經(jīng)驗。然后下一步就是自己能夠獨立承接并完成一些有規(guī)劃的有指標(biāo)要求的項目，有一些獨特的見解和專業(yè)的沉淀，這個過程可能對于不同公司不同產(chǎn)品在時間跨度上各有差別。那么最終就是量變導(dǎo)致質(zhì)變，項目開發(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>