硬件杂谈（二）硬件工程师的学习规划和 基于microblaze软核的FPGA的硬件知识讲解

硬件工程师的学习规划和

基于microblaze软核的FPGA的硬件知识讲解       

        大家好，好久不见了。最近把手头上的项目完成，一下子就4个月过去，2018都到年底了，祝大家抢票成功。

        大家在交流的时候经常会问到一些问题，有时候可能打字不是讲得那么详细。这里专门录制了视频，结合自己的学习经验，谈谈我对提高学习硬件效率的看法。10年来，我做的项目的都有做笔记的习惯，记录在本子上只能自己看。后面做的项目尽量将对大家有用的硬件相关的知识录成视频分享。另外由于工作的关系，不能全部和详细，略表歉意。

        软件和逻辑讲得比较基础，主要是让大家扩展思路，不要局限于硬件，大家觉得有用就参考下。有些朋友是逻辑和软件的高手，有时间也可一起分享下。感谢各位朋友与同事的支持和帮助，学无止境，携手共进。

        文章末尾是硬件杂谈（二）高清视频（约2.5小时）和相关资料下载，有兴趣可以去看看。 

1.学习规划与方法

1.1硬件工程师的学习规划

1)原理图和仿真工具：掌握软件使用方法和高级技巧。6个月。

2)方案和原理图设计: 和产品有关系，产品越复杂，你需要掌握的电路知识越多。SOC电源，模拟运放这些必须掌握。产品各式各样，但万变不离其中。3-5年内可以根据需求就可以设计方案和原理图。

3)Pcb设计和仿真工具: 掌握使用方法和高级技巧。6个月。

4)Pcb设计: 和产品有关系，产品越复杂，你需要掌握的电路知识越多。高速信号，模拟数混合电路，电源电路等必须掌握。其实原理懂了，PCB设计也就懂了，重点还是在原理上搞清楚。2年

5)仪器使用:示波器，信号发生器，频谱分析仪，网络分析仪。掌握其原理，使用方法和误差精度。公司资源决定。

6)Fpga设计: 建议必学，掌握verilog语法和fpga设计思想。因为fpga可以说是soc或asic流片的前身，和硬件设计息息相关。而且价格便宜，可操作性强。1年

7)结构设计: AUTOCAD等软件简单使用。1个月

8)嵌入式软件设计: 能够编写代码实现功能。如果不是专门做软件，不要花太多的时间在算法上。1年 

9)嵌入式操作系统原理:通用主流和开源的操作系统的基本原理和应用，比如freertos。6个月。

1.2问题交流

1)追求较好的职业发展前景，较高的工资和技术水平。多站在巨人的肩膀上。

2)每个行业都有从事人员的素质和要求，但不是绝对，也有很多特例的存在。如果你想成为普遍性可能很容易，但如果想成为特例，需要付出更多努力。人生道路都是自己选择，所以你们自己看着办。

3)大部分人在花3-4年功夫，在硬件设计上拿80分不是难事。但要拿到90分，可能再花3年。如果花3年业余时间学软件/逻辑/结构/可以在另一领域拿70分。那就有了90和80+70=150分的差距。但是90分并不一定比150分差。两者要发挥最大作用在于企业是否需要哪种人，最好还是一专多通。

4)分主次：人脑是单线程的，同一时间只能做一件事且学习的内容一辈子也学不完，要分轻重缓急。所以首先学现在要用的（重要紧急），其次是有潜力将来要用的（重要不紧急），再次才是辅助的（不重要不紧急）。

5)找工作不是你有什么能力就去做什么，而是你有什么基础，你能够去做什么。

1.3学习的步骤-系统性学习

1)基础理论书:模电，数电，微波理论等。大学课件都是非常经典的。

2)工具软件使用说明书:生产力工具，你赚钱的工具。通过这种书你可以系统性的了解工具的使用。软件自带的说明有时候会更好，但英文描述居多，要先理解好基本专业词汇。

3)高级技巧书:前辈们的总结，重点的提取。站在巨人的肩膀上，可以节省很多时间，水平提升必看。

4)行业标准:芯片级，产品级，国标。判断你设计水平的唯一标准。指标是非常多，要学会挑重要的看。重要就是容易出问题的指标。

5)设计规范文件:非技术性的规范要统一，养成良好习惯。技术性的规范，新手可以参考设计。后面应该从理论分析，软件仿真得到量化，形成自己的经验。

6)问题案例分析书:不要花太多的时间，别人的bug自己没调试印象不会太深。

1.4学习总结

1)系统化学习，切忌碎片化学习。顺序，顺序，顺序。一两天学会的技术都是给小孩玩的，一两年都学不会要注意下自己的学习方法。

2)参考大公司的设计例子，不要闭门造车。（不是牛人是大公司）

3)自信和谦虚的人是受欢迎的，表达的时候要根据受众对象将你的能力完全提现出来。

4)专注，多做笔记多总结。多用word，PPT，VISIO，EXCEL等工具。

5)搜索引擎能解决90%的问题，但其实99%的问题在书上都能解决。

6)能动手的东西就别只动嘴，Just do it。

7)以上纯属个人观点，如有雷同，纯属巧合。

        2基于microblaze软核的FPGA的硬件知识介绍     

微信公众号只能贴3个视频，还有一个视频没法帖，有兴趣的朋友可以去腾讯视频看或直接云盘下载。

2.1比特币与FPGA

 注意：不是让大家去玩比特币，我们是研究技术，不是当韭菜。

https://www.8btc.com/wiki/bitcoin-a-peer-to-peer-electronic-cash-system

比特币白皮书：一种点对点的电子现金系统（中本聪论文的翻译版）

哈希算法：散列算法，把任意长度的输入，通过散列算法，变换成固定长度的输出。安全散列算法（SHA）是一个密码散列函数家族，包括SHA-1、SHA-224、SHA-256、SHA-384，和SHA-512。

https://www.iqiyi.com/v_19rr1bvqbk.html#curid=1119809900_a25cedbd460aed74ca861b5db384059d  

千峰区块链

矿机进化：CPU-GPU-FPGA/GPU-ASIC/GPU

Nivida ： CUDA基本运算

https://wenku.baidu.com/view/d00677c94128915f804d2b160b4e767f5acf8019.html?from=search

FPGA芯片主 要由可编程输入输出单元、基本可编程逻辑单元，布线资源构成。

逻辑门电路与LUT

2.2软件和乘法器的乘法计算

以50000*5000为例，需要上百个时钟周期。

50000*5000为例，只需一个周期。

乘法器结构图

2.3microblaze和DDR2的 blockdesign

microblaze连接AXI总线的各种IP，很方便实现对各种器件的操作。

2.4设计代码

blockdesign的原理图VIVADO自动生成VHDL。

module design_1

   (DDR2_addr,

    DDR2_ba,

    DDR2_cas_n,

    DDR2_ck_n,

    DDR2_ck_p,

    DDR2_cke,

    DDR2_dm,

    DDR2_dq,

    DDR2_dqs_n,

    DDR2_dqs_p,

    DDR2_odt,

    DDR2_ras_n,

    DDR2_we_n,

    init_calib_complete,

    reset,

    rs232_uart_rxd,

    rs232_uart_txd,

    sys_diff_clock_clk_n,

    sys_diff_clock_clk_p);

2.5综合后的原理图

编译得到门级网表之后映射到LUT中，形成门级电路。

时序约束

2.6管脚分配

分配管脚，管脚电平标准，驱动能力，上下拉等操作。

2.7布局布线后的版图

lut

布线

IOB

2.8仿真

2.9软件设计

2.9.1硬件平台

每个外设都映射到一块地址区间上。

2.9.2Bsp文件

软件根据IP自动生成的配置文件，库文件，例子文件等。

2.9.3软件代码编写

理清函数，指针的概念和用法。

#include <stdio.h>

#include "platform.h"

#include "xil_printf.h"

#include"xil_io.h"

int main()

{

    init_platform();

int a,b,c;

a=50000;

b=50000;

Xil_Out32(XPAR_BRAM_0_BASEADDR, 0x55555555);

        c=a*b;

Xil_Out32(XPAR_BRAM_0_BASEADDR, c);

        cleanup_platform();

        return 0;

}

       3.下载链接      

   攒点人气，有兴趣的朋友请转发微信朋友圈后直接去下载。工程师们都很诚信，不用Q我，多谢大家。

云盘下载链接：https://pan.baidu.com/s/1-NOziAta1GwIx5517oSEBA 

云盘提取码：o4mf 。里面VIVADO2017的压缩包密码是：0daydown。

云盘内容：高清版视频，VIVADO2017.1软件，microblaze例子，阿瓦隆矿机PCB和硬件杂谈（2）电子档。

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