FPGA在Linux系统下的应用(fpgalinux)

随着FPGA技术的发展,其在Linux系统中的应用也正在变得越来越广泛。FPGA(可编程逻辑器件)作为硬件可编程器件,一般可以替换复杂的、可变的数字系统,可以提高系统性能和功耗。Linux在由Stallman和他的同伴们定义的自由和开源的软件的理念的支持下,逐渐在嵌入式领域崛起,从而变得越来越成熟形成自己的系统软件架构,包括硬件类型的支持,相关的系统的驱动程序和开发工具等等,这也催生了在Linux系统中使用FPGA 应用的思想。

为了实现在Linux环境下使用FPGA,我们需要首先开发应用程序来通信访问FPGA,一般情况,我们使用C语言实现应用程序。为了方便调试程序和显示结果,可以使用一些图形界面技术,比如嵌入式系统可以使用QT作为图形界面实现嵌入式系统的应用,即可以包含除C程序外,还可以包含QT图形界面程序的构建。若要在FPGA上实现复杂的应用程序,可以使用现在开发技术最成熱的硬件设计语言 Verilog 或者VHDL。可以使用Verilog或者VHDL 将高层次的功能程序转化为数字硬件的技术。当然,也可以选择在Linux系统下直接使用C/C++编程,使用如GDB等调试工具,可以更加方便地在FPGA上测试运行程序。

除此之外,也可以通过Makefile、Shell等脚本语言,实现编译和部署应用程序,比如嵌入式应用编译,可以使用 ARM/GCC编译器;对于FPGA硬件的编译,也可以使用Xilinx的FPGA开发工具Vivado;当然,我们也可以使用软件定义无线电(SDR)技术实现其他特殊的应用程序。

总之,FPGA在Linux系统主要体现在开发工具上:从使用C/C++语言在应用层开发程序,到使用 Verilog/VHDL语言在硬件层设计FPGA逻辑;而对于软件层,也可以通过Makefile、Shell、Qt等脚本语言和图形库实现FPGA开发。这在节省系统开发时间、提高回报率和安全性等方面发挥重要作用。


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