什么是FPGA开发？

FPGA（Field-Programmable Gate Array），即现场可编程门阵列，是一种通过编程方式实现特定功能的集成电路。与传统的ASIC（专用集成电路）相比，FPGA具有灵活性高、开发周期短、成本相对较低等优势，因此在通信、数据中心、汽车、工业控制等领域得到广泛应用。

如果按照应用场景给FPGA应用分类，可以分为高速接口、数据处理、逻辑控制等，在实际工作中也可以根据这些方向进行求职。

虽然不像模拟IC那样被誉为“人类智慧的天花板”，但FPGA开发也具有相当的难度和挑战。如果与数字IC设计做对比的话：

• 数字IC设计强调的是高性能、低功耗和量产成本。设计完成后需要流片生产，修改成本极高。
• FPGA开发强调的是灵活性、快速原型验证和上市时间。设计修改相对容易，可以通过重新编程实现。

FPGA开发的自动化程度较高，但仍然需要工程师具备扎实的硬件基础和编程能力。

目前FPGA相关工作主要分为：

• FPGA设计：使用硬件描述语言（Verilog/VHDL）进行逻辑设计、综合、布局布线等。
• FPGA验证：验证FPGA设计的正确性，包括功能验证、时序验证等。
• FPGA应用：将FPGA应用于各种实际场景，进行系统集成和软件开发。

我们今天主要聊的，就是FPGA设计。

工作内容是什么？

简单来说，就是使用硬件描述语言（如Verilog或VHDL）编写代码，实现特定的逻辑功能，并在FPGA芯片上进行验证和调试。

一般都是从系统需求分析和规格定义开始，FPGA工程师在这个阶段就要明确设计的具体要求和性能指标。

接下来，就是RTL（Register-Transfer Level）代码编写和仿真。需要使用仿真工具（如ModelSim、VCS）来验证代码的正确性，并进行功能和时序仿真。

下一步就是综合、布局布线和时序分析，使用FPGA厂商提供的EDA工具（如Xilinx Vivado、Intel Quartus Prime）将RTL代码转换为可在FPGA上运行的配置信息。最后需要在硬件平台上进行实际验证和调试。

入行要求

FPGA的入门门槛相对模拟IC较低，但仍然需要一定的基础。

先说学历要求。

FPGA相关工作对学历要求相对灵活，本科及以上学历均可。但硕士及以上学历在求职时更具优势。

自学是可行的，但需要系统性的学习和实践。通过培训机构进行系统学习也是一种高效的途径。

再说需要掌握的技能。

FPGA开发需要掌握的技能包括：

• 硬件描述语言（Verilog/VHDL）：这是FPGA开发的基础。
• 数字电路设计：理解基本的数字电路原理和设计方法。
• FPGA架构：了解不同FPGA厂商的芯片架构和特性。
• EDA工具：熟练使用FPGA开发所需的EDA工具。
• 常用接口协议：了解常用的接口协议，如AXI、PCIe、Ethernet等。
• C/C++编程：在进行FPGA应用开发时，通常需要使用C/C++进行软件编程。

岗位前景

国内外知名的FPGA厂商主要有Xilinx（已被AMD收购）、Intel（Altera）、Lattice Semiconductor等。国内也有一些FPGA厂商正在快速发展。

FPGA应用领域广泛，市场需求较大，因此FPGA工程师的就业前景良好。

FPGA工程师的职业发展路径也比较多样，可以向设计、验证、应用等不同的方向发展，也可以向更专业的方向发展，例如高速接口设计、高性能计算等。

与模拟IC类似，FPGA开发也需要长期的积累和实践。随着经验的积累，FPGA工程师的职业发展前景和薪资待遇也会越来越好。

对于想要投身FPGA开发的同学来说，系统的学习和实践项目是入门的必备条件。宸极教育等专业的培训机构可以提供系统的课程和实践机会，帮助初学者快速入门并提升技能。