我們常說一句話：工欲善其事，必先利其器。

作為一名FPGA工程師，我們的任務(wù)就是把某些特定的邏輯行為雕刻到FPGA芯片上，通過設(shè)計邏輯電路達(dá)到預(yù)期目的。

FPGA的兩個擅長領(lǐng)域：信號處理與高速接口。在產(chǎn)業(yè)界，企業(yè)也根據(jù)不同的應(yīng)用需求，招聘從事信號處理或高速接口方向的工程師。

Xilinx公司FPGA產(chǎn)品類別

我們都很清楚，F(xiàn)PGA作為一種現(xiàn)場可編程芯片，高度靈活的設(shè)計實現(xiàn)，使得產(chǎn)品周期大大縮短，在產(chǎn)品形成批量投入市場前具有先天優(yōu)勢。

在接口方面，常用的有：CPRI、PCIe、GTH、Ethernet、SATA、DDR、Aurora、JESD204、I2C、SPI、UART等，在無線通信、圖像、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域到廣泛使用。

例如，CPRI，我們可以去下載相應(yīng)的規(guī)范進(jìn)行了解。

前面寫過的文章連接：《無線高速接口：什么是CPRI？》

大部分接口均由行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范限定，以便于實現(xiàn)設(shè)備之間互聯(lián)。部分特殊接口以某些廠家特定提供，適配指定的芯片及型號。

同時，我們利用FPGA內(nèi)部豐富的LUT、DSP、RAM等資源，可以實現(xiàn)大規(guī)模復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計。

人盡其才，物盡其用。FPGA適合拿來做流水和并行處理，因此大部分的數(shù)字信號處理都可以通過FPGA來實現(xiàn)。

對于數(shù)字信號處理，大部分集中在無線通信和圖像處理領(lǐng)域，根據(jù)行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和工程需求，制定相應(yīng)的信號處理過程和實現(xiàn)方案。

信號處理過程，即為算法鏈路的設(shè)計，需考慮整個系統(tǒng)的功能需求。算法人員根據(jù)功能需求進(jìn)行算法設(shè)計，并將經(jīng)仿真驗證的算法提供給邏輯實現(xiàn)人員進(jìn)行硬件電路實現(xiàn)。

FPGA工程師的主要任務(wù)，就是進(jìn)行相應(yīng)的邏輯實現(xiàn)和接口開發(fā)。但同時應(yīng)該看到，從職業(yè)生涯成長角度看，我們既需要熟悉常用接口的應(yīng)用，掌握邏輯實現(xiàn)方法和技巧，而算法設(shè)計也必不可少。

前面，我們探討過提升FPGA工程師的核心競爭力，掌握基本功和設(shè)計方法學(xué)，極為重要。

對于接口和具體鏈路模塊設(shè)計，我們只有通過具體的實踐過程獲取經(jīng)驗，同時了解相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，也大有益處。

然而，對于相關(guān)的信號處理過程，特別是涉及算法，我們怎樣去比較深入的學(xué)習(xí)和實踐呢？

我們知道MATLAB是一款工科神器，用于數(shù)據(jù)分析、無線通信、深度學(xué)習(xí)、圖像處理與計算機(jī)視覺、信號處理、量化金融與風(fēng)險管理、機(jī)器人，控制系統(tǒng)等領(lǐng)域。

因此，我們可以根據(jù)這一常用的數(shù)學(xué)軟件，進(jìn)行持續(xù)性學(xué)習(xí)。

MATLAB應(yīng)用領(lǐng)域

隨著MATLAB的功能越來越強(qiáng)大，以至于美國為了制裁國內(nèi)某些高校，禁止其使用MATLAB軟件。國內(nèi)目前尚無相關(guān)產(chǎn)品，能夠替代MATLAB的強(qiáng)大能力。

不可否認(rèn)的是，MATLAB確實為推動產(chǎn)業(yè)進(jìn)步做出了巨大貢獻(xiàn)。

當(dāng)前常用的MATLAB版本有：

最新的MATLAB版本為R2021b，是R2021a的更新版，主要在激光雷達(dá)、RF PCB、信號完整性等方面進(jìn)行更新和添加。

如果我們想學(xué)習(xí)關(guān)于數(shù)學(xué)統(tǒng)計、深度學(xué)習(xí)、信號處理、無線通信、圖像處理、SOC開發(fā)、驗證測試、圖形仿真等方面的MATLAB實現(xiàn)，加深對相關(guān)技術(shù)的掌握程度，那么我們可以通過訪問下面的網(wǎng)站：

https://ww2.mathworks.cn/help/ (點擊閱讀原文，跳轉(zhuǎn)至該網(wǎng)站)

例如，我們可通過Deep Learning Toolbox，基于MATLAB軟件設(shè)計、訓(xùn)練和分析深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)。

此外，作為MATLAB的重要應(yīng)用，信號處理與無線通信自然也是必不可少的重要一環(huán)。

例如5G 、LTE、天線、相控陣、雷達(dá)、射頻、衛(wèi)星通信、信號完整性、WLAN等業(yè)界技術(shù)熱點，具有相應(yīng)的Toolbox，提供相關(guān)的設(shè)計方案和Demo，加快應(yīng)用部署。

同樣地，在圖像處理和計算機(jī)視覺領(lǐng)域，我們可以獲取相應(yīng)的Toolbox進(jìn)行設(shè)計和開發(fā)。

若對FPGA、ASIC和SoC方向感興趣，我們可以通過以下的Toolbox進(jìn)行濾波器設(shè)計、定點化、HDL源碼設(shè)計等，大幅度提高生產(chǎn)力。

其他應(yīng)用在此不一一例舉，我們希望可以通過一些公開的資源和平臺，提升自己的硬實力，并獲得相應(yīng)的回報。

FPGA工程師相比于IC設(shè)計工程師，可能會承擔(dān)更多的工作項，除了都非常關(guān)心具體設(shè)計實現(xiàn)、時序約束和資源利用等因素外，我們還需要了解系統(tǒng)級設(shè)計方法、架構(gòu)設(shè)計、系統(tǒng)調(diào)試和相關(guān)的算法知識。