学习一直都是不容易的，在工程师的世界里可能是更加的需要我们付出时间和精力。而学习能力在现在这个时代又是显得十分的重要，相信许多盟友们对FPGA的学习也是十分感兴趣的，或者正在学习的过程中。所以小编今天特别整理了一份满满的干货给到小伙伴们学习和借鉴。
**如果你愿意远离你的舒适区！你一定会为学习到新知识而感到兴奋，并且能获得优越感，久而久之，你也一定会成为一名优秀的开发者。**
我已经有多年的执教经验，当我的学生告诉我他们没有动力的时候，我经常看到一种现象，他们只执着于最终的大目标，而忽视了每一次小小的进步，这让他们始终觉得离目标很远，从而导致挫败感。当我刚开始学编程的时候也有同样的想法，不断的和身边的人对比，觉得他们比我优秀太多，我永远无法达到我要的高度。
正是一直存在这样的想法，往往忽视了自己做出的努力，即便自己轻松创建出一个比之前复杂的应用程序时，也不会有成就感，因为心里一直沉浸在和更有经验的开发者的比较中。
学习FPGA是困难的，每个人都在努力克服。本文会把重心放在学习编程时最常见的问题上：如何尽可能有效地处理新信息，如何保持动力。
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有效地处理新信息
每个人吸收新知识的方式不同，所以，在开始学习FPGA之前，你首先要做的就是先学习如何学习。
很快你就会发现，最常见的两种学习资源就是：在线课程和语言文档。除超人类的天才外，是没人能够在只看课程/读纯文本的情况下还能记住所有知识点，所以每当你在看视频课程或阅读文档时，感到迷茫和困惑是完全正常的，毕竟对于没有足够扎实的基础知识的人来说，通过一些极客术语来理解FPGA代码是蛮难的。
无论你觉得自己有多优秀都不要忽略基础知识，开始学一门语言的时候不要跳过任何一个细节，如果你一开始不注意的话，会后悔的。即便是阅读文档，也请从第一页开始阅读，相信我：注意细节，过后会感谢今天的你。
教学是最好的学习方式，是每隔10分钟，就停下来用自己的话解释一下你刚刚所学到的东西，即便周围没有人，你可能会觉得做起来十分困难，但这种做法可以让你立刻知道自己还不了解的知识点有哪些，你可以及时巩固研究，就记下来，通过实践编码，会让你记忆的更加简单深刻。
不要只听课程和阅读文档，你还应通过积极参加创建自己的个人项目，把你所学的每一个新的知识点都运用上来，这听起来似乎也不是那么简单，但你只要一直坚持，你一定可以提高你的编程技能。 -
保持动力
很多人问我日常生活中如何让自己编写出这么多代码，思考了很久之后，得出以下答案：
每个人都喜欢玩游戏，不论什么类型的游戏，因为游戏可以带给你即时的满足感，这就是动机成因，通过编程，我也获得到了满足感，但编程不是游戏，没有你想象中的容易。
设立小目标
不是因为你不思进取，而是因为你不注重改善，做一个当天完成的事情待办列表：也许只是读一页，或者只看一个课程更或者只是编写10行代码，看到自己完成整个待办事项清单，你会获得满足感，对自己的进步更有信心。“我已经完成了今天的目标任务 ”比“我只完成了2%的课程”要好得多，及时行乐是很重要的。
不断提醒自己
你已经走了多远。这一点经常被忽视，你不会意识到自己每天都在进步，但相信我，你只要每天都编码（哪怕一点点），你也会越来越好。所以最好的方法是写日记，每天用一句话来记录自己的困惑，一个月后再回头看看，你可以看到自己正在变得更好。
在你真正感兴趣的个人项目上编程，这里不包含在待办事项列表中，而是你真正想要建立的项目，也不要想到自动驾驶汽车、机器人等等这些庞大的项目，可以选择一些小项目，比如驱动一个接口，这种项目会让你更有动力去完成它，一旦项目完成，你就会有成就感。
说到这里，给大家推荐一本Verilog基础的书——《Xilinx FPGA设计与实践教程》/赵吉成，非常适合初学者学习，按照书中的步伐,一步一个脚印，你会发现自己进步神速。
意识到自己比想象中要优秀
你可能会觉得你身边的每个人知道的东西都比你多的多，这也被称为冒名顶替者综合征。但事实并非如此，只要你有足够的学习动力、足够努力地编码，你一定可以可以成为一名优秀的开发人员。 -
要时刻牢记的事
不要和其他开发者对比。非常老套的建议，但这是至关重要的。你比你想象中的进步更快。我下面这张照片，如果在4个月前看到这些屏幕中的代码，我会感到害怕的。但现在我完全可以找出这里面犯了多少错误。
你比你想象的要进步得多。每一次学习或编码，你都在成长。
每个人一开始都很迷茫，大家都是一样的，但这并不意味着你会成为一个糟糕的程序员。你现在的想法只是学习过程的一部分。不久，你会回头看看这时的你，你一定会认同我说的！
最后如果可以，试着找一位导师。通过向其求教相信更有助于你克服问题并获得新的启发。
好的，讲了这么多理论学习编程语言的方法，下面我们来讲讲学习FPGA需要注意些什么呢？
任何一个硬件工程师对FPGA都不会陌生，就好比C语言对于软件工程师来说是必修课程一样，只要是电子相关专业的学生，都要学习可编程逻辑这门课程。FPGA的英文全称是Field Programmable Gate Array，即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、EPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。
从表象看，Programmable这个单词确实能够很好的描述FPGA的特点，但这也使得很多初学者走了不少弯路。一说到编程，大家不免联想到coding，因为软件编程的思想对工程师来说已经是根深蒂固了。因此，很多初学者都会问一个相同的问题，两种硬件编程语言VHDL和Verilog，应该学哪个？即使明确了要学习哪种设计语言，也会一头扎进浩瀚的语法中，走向歧途。有些初学者写了大量的代码，在Demo板上跑了n个试验，可还是觉得不懂FPGA，甚至搞不清楚它和单片机的区别。这是为什么？其实，这都归结一个原因，就是被“可编程”这3个字给迷惑了，也就是说，没有弄清楚FPGA的本质是什么。因此，对于FPGA的学习也就不着法门，事倍功半，浪费了不少时间，却仍然达不到效果。
FPGA是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。因此，从底层来看，FPGA还是属于集成电路的范畴。就当前的技术而言，使用FPGA开发项目还是全部基于数字电路设计的，所以，FPGA的“可编程”也就是实现不同的数字电路逻辑。这与所谓的软件编程有着本质的区别！归根结底，FPGA设计就是电路设计，因此，对于每个FPGA工程师来说，在做设计时必须在脑中有电路的模样，这很重要！那么，到底该如何有效地学习FPGA呢？其实，很简单，只要从以下7点着手，循序渐进，日积月累，就完全能够对FPGA设计游刃有余。
首先，必须了解FPGA的结构和性能。不同厂家，不同系列的FPGA芯片都有不同的结构和性能，但是万变不离其中。刚开始，从掌握几款典型的高端芯片开始，例如Altera公司的Stratix III和Xilinx公司的Virtex 5。之后，再去了解其它系列的芯片就很容易了。至于Lattice和Actel公司的芯片，当使用时再了解也不迟，因为学习主流的东西才会更加有效！许多有关FPGA的教科书都会以几款常用的芯片为例，讲述FPGA的基本结构和原理。初学者看了后，总觉得过于抽象，有点不知所云的感觉。因此，为了深刻理解FPGA，必须要有扎实的数字电路基础！在数字电路里，最基本的就是逻辑和时序。工程师必须明白FPGA内部逻辑结构和数字电路基本电路结构的关系。例如，任何4个输入信号的组合逻辑都可以通过FPGA提供的4输入LUT来实现。如果使用Xilinx的芯片，移位寄存器既可以通过多个触发器级联实现，也可以通过LUT来实现。通常，初学者可以设计出正确的逻辑，但却很容易忽略时序。在I/O口的设计中，与时序相关的缺陷对于产品是致命的，会影响产品的可靠性。因此，在掌握了结构后，还必须关注芯片的一些重要时序参数，例如I/O口时钟的建立时间、保持时间和从触发器到输出的延迟时间，以及芯片内部工作时钟的最高频率等等。只有充分掌握了所使用芯片的结构和性能，才能设计出一个合理的系统，才能保证FPGA的设计可靠稳定。FPGA厂商提供的大量文档是一个不错的学习资料。
FPGA既然是“可编程”，自然离不开编程语言。其实，早期的工程师大多使用原理图输入方式进行逻辑设计，这是一种更接近于电路设计的设计方式。这种设计方式对设计者要求较高，而且也不利于移植和维护，因此VHDL和Verilog才渐渐流行起来。这两种语言，无所谓孰优孰劣，只不过Verilog发展的比VHDL好，而且和将来可能一统天下的SystemVerilog比较接轨。它们都是硬件描述语言。既然叫硬件描述语言，自然是和软件世界里的编程不一样，所以，初学者不能把它当作软件编程语言来学习，否则就会舍本逐末。如果仅仅只是从事FPGA逻辑设计和做简单的功能仿真，只需学习最简单的语法就够了。那些用于写验证脚本的语法，完全不用学，基本用不上。语言仅仅只是一个工具，尤其在硬件设计里，代码写得漂不漂亮，并不重要，最关键的是设计思想。记住，FPGA工程师是在设计电路，而不是在“编程”！
很多工程师会谈到算法的重要性，认为必须懂得很多算法。没错，好的算法对于设计来说犹如利器一般。可是，研究算法和如何实现算法是两个不同的概念，研究算法是在做数学题，实现算法才是工程师的职责。这里并不是说FPGA工程师不用去研究算法，而是强调职责所在。不同的算法，我们对其原理的研究和理解的要求也是不同的。例如8B/10B编码，只要你懂得在哪里需要使用它就够了，现成的IP Core可以直接调用。但是，诸如FEC编解码这样的算法，则只有了解了基本原理后才可能懂得如何实现。对于算法，FPGA工程师的重点就是在于“如何实现”！。另外，算法之外，逻辑设计里常用的设计方法必须懂得，例如，乒乓操作、流水线设计和分时复用等等。还有常用的逻辑模块，如异步FIFO、状态机，这些其实都是数字电路里最基础的东西，但是对于初学者来说，在做FPGA设计时未必会正确的使用。
FPGA设计必须有一个好的设计流程来支撑。代码写完后，花大量时间做完善的功能仿真和验证是很有必要的。可是一些工程师并不重视仿真和验证，而是迫不及待的上板调试。碰到BUG后就在代码上修修补补，运气好的话，BUG表面上是解决了，可真正深层次的原因却未必发现，给产品留下了隐患。一个好的设计流程要求大多数BUG在前期工作中必须解决掉，功能仿真和验证则是一个很有效也很重要的步骤。除了仿真验证，综合和布线也必须重视，这要求我们必须仔细浏览编译报告和时序报告，因为，许多时序问题都能通过报告反映出来。有时候，一些工程师碰到时序问题，仅仅做时钟反相来调整数据和时钟的相位关系，或者修改综合和布线的参数，仍无法解决问题。尤其是在用了高速时钟的设计里，大多数情况，我们只有修改代码里的逻辑才能满足设计的时序要求。这些也只有仔细分析了报告后，才能对症下葯。另外，对于大多数同步逻辑设计来说，时序仿真是没有必要的，这一步完全可以省略。
现阶段，FPGA发展的三大方向就是SOC，高速I/O和DSP。在有限的时间里，选择一个领域进行主攻是有必要的，只有明确了目标，才会更加投入。SOC设计要求设计者对软件编程、CPU原理甚至是操作系统比较了解才行，因为SOC就是一个软硬件结合的系统。高速I/O设计则要求设计者掌握许多模拟电路的基本知识以及一些常用的通信协议，例如，SDH、GbE、PCI-E等等。FPGA在DSP领域的使用是近几年兴起的一个发展方向。FPGA由于其内在的并行特性，能以很高的效率实现DSP算法中计算量较大的模块，非常适合视频和图像处理等对DSP性能要求越来越高的新兴应用，设计者需要掌握数字信号处理常用算法。这3个方向完全不同，切勿囫囵吞枣，一切通吃！“术业有专功”，资深的高级工程师也很难在多个方向都取得成就。当然，若能在一个领域有较深的研究，同时，对另外两个领域也有一定的了解，那就更好了。
一个优秀的FPGA工程师，必须做到“一专多能”。所谓的“一专”当然是指在FPGA设计领域的专业深度，而“多能”则是要求工程师对其它专业领域也要有所了解和掌握。例如，对于设计一个SOC系统来说，C语言就必须学习，否则对于片上系统的架构就可能不合理。另外，对于设计高速I/O口的工程师来说，电路板原理设计和PCB设计则需要有所了解。只有掌握了预加重、均衡以及阻抗匹配等这些与模拟电路相关的概念，才可能在设计和调试中得心应手。
最后一点，也是最难的一点，这也是迈向高级工程师的关键，就是FPGA的设计需要一个好的系统架构方案和合理的模块化分。这有助于FPGA的调试和维护，也便于多人共同开发，尤其是在使用大规模FPGA时，这也就是常说的Top－Down设计方式。把一个庞大的、复杂的设计化分成若干个小模块，而且层次要分明，不能扁平化，这需要设计者对设计必须有全面深刻的理解。一个杂乱无序的设计对于后期的维护是灾难性的，尤其是对于接手者来说，若要修改某个逻辑，可以说是苦不堪言。从这一点看，初学者的问题都可以在这里找到答案。FPGA学什么？就是学习系统级的电路设计。所以，FPGA工程师的发展方向就是系统工程师。
以上7点若能有深刻理解，则就能看清FPGA的本质了。
市场的瞬息变化，要求电子产品必须对市场具有高敏感性，产品从方案设计到市场投放的时间越来越短，FPGA在其**不可没。另外，在面对Cost Down时，FPGA也起着不可或缺的作用。在当今时代，FPGA已经在通信、数据处理、网络、仪器、工业控制、军事和航空航天等众多领域得到了广泛应用。随着功耗和成本的进一步降低，FPGA还将进入更多的应用领域，相信FPGA工程师也必将会有一个更加广阔的施展空间。
