良好的掌握PCB设计才能更好的学习FPGA

电子工程师 2018-09-17 1090

EDA/IC设计

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今天的电子技术几乎是数字逻辑的天下，虽然传感器、模拟电路等也非常重要，但从比重上来讲，无疑越来越多的处理、算法都将在数字领域实现。

因此PLD/FPGA的使用，或者说是通过PLD/FPGA而巩固“数字逻辑”的概念是现代工程师必备的技能，这是我们摩尔吧/硬禾实战营之所以以FPGA培训作为核心的重要基础。

参加过我们FPGA培训的学员都知道，即便是我们为期3周的FPGA培训（其它培训机构即便是3个月，也全部是FPGA的编程），我们也会让学员花一周的时间自己动手做一个基于小脚丫FPGA的PCB扩展板，并通过自己的焊接、调试做成一个应用模块，最终实现一定的系统功能。原因？

我们的理念：现代工程师要从系统层面掌握一个电子产品的构成 - 学习FPGA一定要了解FPGA这个器件在整个系统中所扮演的角色：它是如何控制WiFi/蓝牙模块完成数据的无线传输？如何驱动LCD进行信息的显示以及输入控制？如何同ADC连接实现示波器的功能？它是如何同其它器件在物理上连接的，如何在时序是配合的，每个输入输出管脚是如何正确配置的，要实现一定的功能，需要如何灵活选取资源，如何充分利用资源。FPGA本身是一个硬件的载体，不能仅把它当成一个可编程的“软件”工具来用；

现代工程师一定要有设计流程的概念 - 一个产品是从设计需求/概念到方案选型，再通过建库、画原理图、PCB设计、PCB加工制作到调试测试等步骤，其中还包括元器件的询价、采购等，FPGA的编程是其中的一个部分，而只有通过一个产品的完整流程才能够清楚FPGA编程的意义以及需要注意的一些要点；

培养解决未知问题的能力 - 工程师每天要解决的一切问题都是新的问题，都是以前的经验没有遇到过的，因此解决未知问题的方法和能力是至关重要的。仅仅通过Verilog编程来学习FPGA很难遇到真正的问题，因为那种方式是讲师最习惯的、完全清晰的一条道路，就像你跟着走一条导游走过了几十遍的道路一样，即便是遇到一些问题，也是讲师已经准备好了标准答案，只是刻意考考你的肤浅的问题。通过自己动手设计PCB，自己实现一个FPGA能够控制的系统，在调试过程中遇到的所有问题无论对你自己还是对讲师来讲都是未知的，只有这种场景才是真实的、有效的，才是真正能够培养解决问题能力的一种方式；

在成就感中学习技能才能激发学习的欲望 - 90%以上的学电子的学生都是被动学习，主要的原因就是在学习的过程中不知道正在学的东西有什么实际的作用，即便所学的模拟电路、数字电路拿到全A成绩的同学，要让他做一个简单的交通灯的功能，他也一脸茫然。通过自己动手画电路板 - 有按键、有显示、有ADC/DAC、有WiFi/蓝牙，能够通过Magic的FPGA逻辑响应按键、显示自己女朋友的照片、通过ADC采集一个真实的信号再在LCD上显示出波形、通过蓝牙同自己的手机进行互通，这些都会让学习者产生强大的自信心和学习的乐趣，在这种乐趣的驱使下，可以在一个月内迅速掌握曾经花了两个学期学习的基础理论并通过这个过程认识到更多书本上没有讲授到的知识和技能 - 比如知道元器件有各种封装；能够自己动手焊接0603、TSSOP的器件；知道到哪里能买到性能可靠的元器件等等。

很多人的疑惑 - 别人3个月培训FPGA编程，你们3周的时间还要做PCB设计，这么短的时间能够学到什么？真的能学会FPGA编程么？苏老师认为，在没有实际概念的情况下，你是想先了解FPGA的使用还是立刻就扑进去成为一个专职的FPGA Coder？如果是后者，即便3个月你也只是个菜鸟，只不过你在导游的带领下去了更多的景点而已。初学者最重要的是先要了解此项技术的核心，先给他一个总体的概貌，师父领进门，修行在个人，教给他如何识别路标、如何使用基础的工具，告诉他这个景区都有哪些高山、深壑，以一些实际的案例让他学会遇到困难找到解决问题的思路，相信他从此后就会自己翻山越岭 - 掌握这样的能力三周的时间足够。

学员的作品是最好的证明，来看我们最近一期学员的作品和他们学习到的内容

学员作品

通过WiFi模块同手机连接的测温

基于DDS的任意波形发生器

答疑解惑

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