浅谈一下从FPGA工程师到IC数字开发工程师的那些事儿

大家好，欢迎来到IT知识分享网。

发现很多小伙伴

都在问 FPGA 能否转数字 IC？

这可真是个让人好奇得

抓耳挠腮的好问题！

大家都在猜测

是一路繁花似锦？

还是暗藏挑战的小怪兽？

别着急

让我们一起揭开

这个疑问的神秘面纱~

看看 FPGA 和数字 IC 之间

究竟有着怎样的奇妙关联

本文浅谈一下从FPGA工程师到IC数字开发工程师的那些事儿。笔者在做数字IC设计期间，发现身边有很大一部分同事都是由FPGA工程师转做IC数字开发的。笔者的经历更为曲折，从最开始的芯片研发工作转到FPGA应用，再又转回芯片研发，如此反复横跳，不禁思考其中的联系。

探索两者的共性与差异

共同点：

首先，FPGA的逻辑设计与数字IC设计的基础技能是相同的，都需要使用HDL代码进行编程。其次，在开发流程上，也有一部分工作是可以通用的，除综合方式不同，前期的RTL编程、语法检查、功能仿真等内容都是高度重合的。

在设计开发中都需要大量用到片上存储（RAM、ROM、FIFO），以及可能会用到一些IP，虽然FPGA的片上存储的本质都是RAM，但在应用层面来说并没有太大区别。

然而，重合最多的还是数字IC设计基本都需用FPGA进行原型验证。因为功能仿真的场景是人为构建的，不是真实的工作场景，所以经常存在认知误差。而FPGA能让数字IC设计的代码在真实场景下进行验证，使其排查出很多仿真难以发现的问题。

差异性：

不过，在两者相同之中，又有不同之处。其中HDL编码规范存在差异：

• 就语法要求而言，数字IC设计更加严苛，有些在FPGA设计中使用的语法无法适用于数字IC设计。
• 就工作环境而言，数字IC设计一般都在Linux工作站中进行，这是因为开发工具链有较大差异，完整数字IC开发可能前前后后用到十多种软件，并且大部分软件都不支持Windows系统；而FPGA开发所用的软件相对较少，基本都可以在Windows系统下进行。
• 就硬件知识储备而言，FPGA设计需要去了解FPGA器件知识，理解FPGA的LUT/FF结构和FPGA中带有的IP，通常会需要开发者自己进行板级调试，这个过程中就需要掌握一些通用的硬件电路和使用一些电子仪器。而数字IC开发对硬件知识的掌握则没有太多要求（因为在数字IC设计中还有模拟的岗位），数字IC开发更关心的是逻辑电路的实现，需要更多的考虑逻辑级数、功耗和时序等问题。

优势与劣势的交响曲

FPGA的优势在于可重复编程，这使得它容错率非常好，即使出现问题也可以快速修改；使用FPGA可以缩短开发周期，实现快速的产品迭代；对需求量不大的产品来说，FPGA的成本更低，而ASIC芯片在数量较少时，单个芯片的成本是很高的；就现目前的发展来看，FPGA加入了SoC，使得它功能不再单一，能够简单的实现软硬协同，而越来越丰富的IP使FPGA的开发越来越简单，应用场景也变得更加广阔，可能将来会成为软件工程师的一种一键硬件实现的工具。

而ASIC芯片虽然一经流片后修改成本极高，但它的性能、功耗方面都要稍优于同等级的FPGA。而且对需求数量很大的中小型芯片来说，它的单片成本要低于FPGA。

学习指南针

对于初学者或者企业人才培养的方向来说，FPGA的入门相对IC设计要简单很多，IC设计的试错成本比FPGA高的多的多，也就造成了IC方面每个环节都要比FPGA要严谨的多，还要进行反复的验证排查错误。虽然FPGA的开发流程与IC设计接近，但是它的结构使它更适合做一些易更改的设计。

就外在因素来说，FPGA的学习环境更加优越，多种多样的开发板供学生选择，学习教程在网络上也是简单易查。在就业方面，FPGA的工作岗位也比IC的工作岗位多，虽然近期受国际环境的影响，芯片在前景和薪资方面被带上光环，但对初学者来说，FPGA相对来说更加容易学习入门。

作者介绍

杨雄，重庆海云捷迅科技有限公司-FPGA工程师，毕业于重庆邮电大学国际半导体学院，微电子专业。多年数字IC开发及FPGA开发工作经验，熟悉FPGA底层架构，对逻辑电路时序问题有深厚理解。