FPGA系统设计之设计前的思考

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 说FPGA系统设计。 这个角度我实在没有多少经验。只能说一下，我的思考了。

        从大的系统框架角度来分析FPGA项目的文章，我还没有找到过，我也不知道按照什么样的流程，需要什么样的细节。一下是我在开发设计项目的一般过程。

背景：

        主要是面向多人团队合作的方式。团队合作完成，和个人独立完成分别有不同的设计方法。这里画PCB的工作，交给硬件工程师了。

过程：

         第一步：要了解自己设计的整体内容都有些什么。估计一些，在这个设计的内容里面，可能将来要升级的地方。比如说，我现在的摄像头最大的是1080p的。可是最近4k的摄像头以及出现了，目前我的设计可能不需要支持4k摄像头（1920p）。但是未来可能需要向这个方向升级。但是也并不一定说要升级到8k（如果有的话），因为那需要很多年后了。可能整套硬件都需要改了。

         第二步：模块划分，当然这个是粗略划分，后面还需要进行在设计，在划分一种迭代的过程。功能划分。这种划分暂时不是分配给每个工程师的。你要完成的内容有了，功能模块划分就容易很多了。比如说，我要做多路图像的缩放拼接输出。而且兼容其他的功能。第一部分一定是视频输入缩放，第二部分，存入ddr2，第三部分就是拼接，第四部分是主控制器。如果还要兼容很多的功能就要主控制器比较灵活了。

         第三步：精细的设计内容。才能更好的模块在细节划分。比如说：视频的不同制式，是否需要自己检测，还是规定好了的。是不是全都是逐行扫描，还是隔行扫描的也有。是否要支持图像暂停功能，是否支持运动检测，是否支持监视区暂停，是否支持画中画结构。输出视频方式是否需要可选等等。有很多的功能自己要想好，因为将来要扩展的，不清楚是什么内容。

        第四步：针对精细的设计内容，然后在分模块。这个时候，需要注意模块的划分原则了。我还是先说一下模块划分原则吧（我记得不是很全面），联系紧密的放到一起，对外接口尽量要少，对外没有时序要求，每个模块的控制器独立放置。不过这个模块划分，我说的不是很明白，好像我这么写只有自己能明白。我来找找看有没有现成的文章。

http://china-lss.blog.163.com/blog/static/3547002720118942542189/这个好像也不全面。关于在分模块这里还是摄像头项目举例：首先要把时钟分离出来，有几个时钟域一定是固定好的，输出，ddr2，这些时钟是确定的。视频缩放模块里面，一定有针对不同的视频格式缩放的算法，算法的完成需要存储器，如果复用，就有复用控制器，选择器，每一个视频输入同步头是否需要单独一个模块。等等。类似的细节就需要现在想的差不多。

         第五步：到目前为止模块划分，到最后一个阶段，引脚规划。比如说：视频输入转接模块，就是4路要输出1路的模块，4选1选择器。它是否需要全不输出控制线，是否需要2个视频叠加控制线，要做到尽可能多的控制线，可以没用，但是有时候少了就会比较麻烦。记得一个答案，无论做多么细致的规划总是有不全面的地方。给自己的程序留余地。余地这么解释，就是在不确定的情况下，不要写的太紧凑。比如说，本来一个always块可以写的，分2个always块，这样，添加控制线的时候，就不会一次控制的太多了。

        第六步：模块硬件验证规划。软件modsim验证，没有什么好说的了吧。每个模块单独验证就可以了吧。这里要说的是硬件验证。有时候并不是modsim验证就能看出来的。比如说图像，没有显示器，光看那些数，有时候还真看不出问题来。前端的图像压缩，其实是可以用输出模块来验证的。所以先想清楚怎么验证，是否可以合作验证，在这个时候需要规划了。

         第七步：开始写程序了。到目前为止，好像芯片选型都没做是吧。因为资源使用量还不好规划，引脚数量到现在已经可以确定了，速度等级，那家公司的。这些东西具体怎么选，这里不用说了吧。我还是找一个连接吧。http://wenku.baidu.com/link?url=efwwGQjf2gc8AAbg8WREKfwTG-pUTtRCQnpMEPkz-_pQJJxqVcLY5pa6KmCKqxG2HxmjfO8CQXXrRX0n0US6fPpRijd2_4zj5MP48omxzme。等几个大的模块能够估算出资源使用的时候，就可以选芯片了，比如说ddr2，或者是nios结构等。如果芯片的情况有变化，比如说不容易采购，价格高昂等。就要从第一步从新开始（但是大体结构一定不会变的）。

         目前就写到这里，后面的过程就不多说了。顺序比较明朗了。无非就是logiclock，时序分析等。

我能力有限，只有一点点经验，所以可能并不完善。希望对各位有点提示作用就可以了。