浅谈Verilog HDL与VHDL及FPGA的特点

　　Verilog HDL

　　Verilog HDL是一种硬件描述语言（HDL:Hardware Discription Language），是一种以文本形式来描述数字系统硬件的结构和行为的语言，用它可以表示逻辑电路图、逻辑表达式，还可以表示数字逻辑系统所完成的逻辑功能。

　　优点：类似C语言，上手容易，灵活。大小写敏感。在写激励和建模方面有优势。

　　缺点：很多错误在编译的时候不能被发现。Verilog HDL较自由的语法，也容易造成初学者犯一些错误，这一点要注意。

　　VHDL

　　VHDL翻译成中文就是超高速集成电路硬件描述语言，主要是应用在数字电路的设计中。目前，它在中国的应用多数是用在FPGA/CPLD/EPLD的设计中。当然在一些实力较为雄厚的单位，它也被用来设计ASIC。

　　优点：语法严谨，层次结构清晰。与其他的硬件描述语言相比，VHDL具有更强的行为描述能力，从而决定了他成为系统设计领域的硬件描述语言。强大的行为描述能力是避开具体的器件结构，从逻辑行为上描述和设计大规模电子系统的重要保证。VHDL语句的行为描述能力和程序结构决定了他具有支持大规模设计的分解和已有设计的再利用功能。符合市场需求的大规模系统高效，高速的完成必须有多人甚至多个代发组共同并行工作才能实现。

　　缺点：熟悉时间长，不够灵活。

　　FPGA优点：

　　FPGA（Field－Programmable Gate Array），即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它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。

　　设计周期短，灵活。适合用于小批量系统，提高系统的可靠性和集成度。FPGA采用高速CMOS工艺，功耗低，可以与CMOS、TTL电平兼容。采用FPGA设计ASIC电路（专用集成电路），用户不需要投片生产，就能得到合用的芯片。

　　FPGA前景：

　　1 拥有DSP

　　2 集成大量硬核、软核。可以应用于多种场合。

　　3 片上系统

　　设计难点：

　　1 不同时钟域转换

　　2 高速电路设计，信号完整性

　　3 降低功耗

　　随着现代芯片工艺的改进，FPGA的等效系统门达到到几百万门，而且工作频率也随之提高。FPGA也就大量的在电子产品中出现。在通信行业，传输网，医疗仪器，各种电子仪器，安防监控，电力系统，汽车电子，消费类电子中都大面积的使用。随产品研发周期的逐步缩短，定制型产品的开发使FPGA在后面的应用面越来越广。例如在2G通信，3G通信，以后的4G通信，wimax等等通信类的设备中它与DSP，MPU一起大量出现在其中。尤其是通信的数字化，软件无线电等概念涌现到电子行业的各个领域，芯片设计的工艺的改进，45nm工艺的出现，使得FPGA成为必不可少的流行的实惠的器件。

　　FPGA 的特点就是灵活，实现你想实现的任何数字电路，可以定制各种电路。减少受制于专用芯片的束缚。真正为自己的产品量身定做。在设计的过程中可以灵活的更改设计。而且它强大的逻辑资源和寄存器资源可以让你轻松的去发挥设计理念，其并行执行，硬件实现的方式可以应对设计中大量的高速电子线路设计需求。 FPGA比DSP拥有更快的速度，可以实现非常复杂的高速逻辑，FPGA比ASIC（专用芯片）有更短的设计周期和灵活性，免去昂贵的开版费用，而且可以随时裁减，增加你想要的功能达到规避设计风险，回避芯片厂商的限制。另外知识产权的概念不断涌现，仿制别人抄袭，FPGA完全让设计的智慧得以保护。让公司的利益在较长时间内得到保证。随FPGA芯片供应商的重视和第三方公司的重视，现在有非常现成的IP核被提供，进一步缩短设计周期缩短，减小开发成本。现在很多的软IP核和硬 IP核的出现更是压缩了成本。

　　连接逻辑，控制逻辑是FPGA早期发挥作用比较大的领域也是FPGA应用的基石。事实上在电路设计中应用FPGA的难度还是比较大的这要求开发者要具备相应的硬件知识（电路知识）和软件应用能力（开发工具）这方面的人才总是紧缺的，往往都从事新技术，新产品的开发成功的产品将变成市场主流基础产品供产品设计者应用在不远的将来，通用和专用IP的设计将成为一个热门行业！搞电路设计的前提是必须要具备一定的硬件知识。在这个层面，干重于学，当然，快速入门是很重要的，越好的位子越不等人电路开发是黄金饭碗。

　　系统级的应用是FPGA与传统的计算机技术结合，实现一种FPGA版的计算机系统如用Xilinx　V-4, V-5系列的FPGA，实现内嵌POWER　PC　CPU, 然后再配合各种外围功能，实现一个基本环境，在这个平台上跑LINUX等系统这个系统也就支持各种标准外设和功能接口（如图象接口）了这对于快速构成FPGA大型系统来讲是很有帮助的。这种"山寨"味很浓的系统早期优势不一定很明显，类似ARM系统的境况但若能慢慢发挥出FPGA的优势，逐渐实现一些特色系统也是一种发展方向。若在系统级应用中，开发人员不具备系统的扩充开发能力，只是搞搞编程是没什么意义的，当然设备驱动程序的开发是另一种情况，搞系统级应用看似起点高，但不具备深层开发能力，很可能会变成爱好者，就如很多人会做网页但不能称做会编程类似以上是几点个人开发，希望能帮助想学FPGA但很茫然无措的人理一理思路。这是一个不错的行业，有很好的个人成功机会。但也肯定是一个竞争很激烈的行业，关键看的就是速度和深度当然还有市场适应能力。

　　在开发语言方面 VHDL和VORILOG是现在的，其他还有ABEL，SYSTEM C这样的语言，不过用的较少。VHDL就是语法严格，显呆板，但是一旦语法检查通过，程序上出错的机会就比较小。VORILOG很灵活，类似C，比较容易上手，语法检查通过，程序也不一定正确。其实语言不重要，重要的是设计思想。只有这个两个语言中任意掌握一种就可以进行设计了。