Verilog HDL與VHDL及FPGA的比較分析

　Verilog HDL

　　優(yōu)點(diǎn)：類(lèi)似C語(yǔ)言，上手容易，靈活。大小寫(xiě)敏感。在寫(xiě)激勵和建模方面有優(yōu)勢。

　　缺點(diǎn)：很多錯誤在編譯的時(shí)候不能被發(fā)現。

　　VHDL

　　優(yōu)點(diǎn)：語(yǔ)法嚴謹，層次結構清晰。

　　缺點(diǎn)：熟悉時(shí)間長(cháng)，不夠靈活。

　　FPGA優(yōu)點(diǎn)：

　　設計周期短，靈活。

　　適合用于小批量系統，提高系統的可靠性和集成度。

　　FPGA前景：

　　1 擁有DSP

　　2 集成大量硬核、軟核?？梢詰糜诙喾N場(chǎng)合。

　　3 片上系統

　　設計難點(diǎn)：

　　1 不同時(shí)鐘域轉換

　　2 高速電路設計，信號完整性

　　3 降低功耗

　　隨著(zhù)現代芯片工藝的改進(jìn)，FPGA的等效系統門(mén)達到到幾百萬(wàn)門(mén)，而且工作頻率也隨之提高。FPGA也就大量的在電子產(chǎn)品中出現。在通信行業(yè)，傳輸網(wǎng)，醫療儀器，各種電子儀器，安防監控，電力系統，汽車(chē)電子，消費類(lèi)電子中都大面積的使用。隨產(chǎn)品研發(fā)周期的逐步縮短，定制型產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)使FPGA在后面的應用面越來(lái)越廣。例如在2G通信，3G通信，以后的4G通信，wimax等等通信類(lèi)的設備中它與DSP，MPU一起大量出現在其中。尤其是通信的數字化，軟件無(wú)線(xiàn)電等概念涌現到電子行業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，芯片設計的工藝的改進(jìn)，45nm工藝的出現，使得FPGA成為必不可少的流行的實(shí)惠的器件。

　　FPGA 最大的特點(diǎn)就是靈活，實(shí)現你想實(shí)現的任何數字電路，可以定制各種電路。減少受制于專(zhuān)用芯片的束縛。真正為自己的產(chǎn)品量身定做。在設計的過(guò)程中可以靈活的更改設計。而且它強大的邏輯資源和寄存器資源可以讓你輕松的去發(fā)揮設計理念，其并行執行，硬件實(shí)現的方式可以應對設計中大量的高速電子線(xiàn)路設計需求。 FPGA比DSP擁有更快的速度，可以實(shí)現非常復雜的高速邏輯，FPGA比ASIC(專(zhuān)用芯片)有更短的設計周期和靈活性，免去昂貴的開(kāi)版費用，而且可以隨時(shí)裁減，增加你想要的功能達到規避設計風(fēng)險，回避芯片廠(chǎng)商的限制。另外知識產(chǎn)權的概念不斷涌現，仿制別人抄襲，FPGA完全讓設計的智慧得以保護。讓公司的利益在較長(cháng)時(shí)間內得到保證。隨FPGA芯片供應商的重視和第三方公司的重視，現在有非?，F成的IP核被提供，進(jìn)一步縮短設計周期縮短，減小開(kāi)發(fā)成本?，F在很多免費的軟IP核和硬 IP核的出現更是壓縮了成本。

　　在目前的電子行業(yè)中真正懂得FPGA設計的工程師是非常緊缺的，很多公司要找到合適的FPGA工程師還是要費一番周折。那么FPGA設計的難點(diǎn)在什么地方呢?FPGA設計的第一條就是要設計者做到：你雖然寫(xiě)的是軟件，但是你是地地道道的硬件工程師!很多工程師都在用軟件的思想在做，忽略了硬件本身。所以第一難點(diǎn)就是缺乏硬件思想的軟件設計者。第二難點(diǎn)就是對時(shí)序電路概念不清晰，很多時(shí)候都知道程序運行中的實(shí)際時(shí)序問(wèn)題。第三個(gè)難點(diǎn)就是對多時(shí)鐘域的處理。第四個(gè)難點(diǎn)就是不清楚自己所應用的FPGA芯片的內部結構。第五個(gè)難點(diǎn)對開(kāi)發(fā)軟件沒(méi)有真正吃透，只是簡(jiǎn)單的應用，常常忽略了其中很中的一些屬性設置和各個(gè)設計階段的報告。第六個(gè)難點(diǎn)缺乏對FPGA周邊硬件和所在系統的認識，使設計很被動(dòng)。第七個(gè)難點(diǎn)程序設計沒(méi)有問(wèn)題，仿真也沒(méi)有問(wèn)題，綜合也沒(méi)有問(wèn)題，但是最后不一定布線(xiàn)通過(guò)，布線(xiàn)通過(guò)時(shí)序不合格，即使合格在不同環(huán)境下出現不穩定狀態(tài)。

　　在當前的FPGA器件提供商中XILINX和ALTEAR這兩家公司是份額最大的供應商，估計占90%以上。這兩家都有強大的技術(shù)支持，芯片的穩定性和產(chǎn)品系列都特別的多。涵蓋了高中低幾個(gè)設計層次。如果要追求高可靠比如軍工，航天，強電磁干擾等條件下的設計可以考慮ACTEL公司的 FPGA，不過(guò)價(jià)格很貴。如果想一味的追求成本可以考慮LATTIC公司的FPGA，就是穩定性和相同條件下的布線(xiàn)成功率較差。

　　在開(kāi)發(fā)語(yǔ)言方面 VHDL和VORILOG是現在最流行的，其他還有ABEL，SYSTEM C這樣的語(yǔ)言，不過(guò)用的較少。VHDL就是語(yǔ)法嚴格，顯呆板，但是一旦語(yǔ)法檢查通過(guò)，程序上出錯的機會(huì )就比較小。VORILOG很靈活，類(lèi)似C，比較容易上手，語(yǔ)法檢查通過(guò)，程序也不一定正確。其實(shí)語(yǔ)言不重要，重要的是設計思想。只有這個(gè)兩個(gè)語(yǔ)言中任意掌握一種就可以進(jìn)行設計了。