做FPGA，為啥加班這么多？

很多年前我經(jīng)常在想：做FPGA設(shè)計(jì)，為啥加班這么多，不停地調(diào)bug和維護(hù)bug，心力交瘁。直到做了IC設(shè)計(jì)，我才徹底懂了：看完FPGA設(shè)計(jì)和IC設(shè)計(jì)上的差別，你也會(huì)懂。

1.? ? 設(shè)計(jì)上的差別（設(shè)計(jì)前有無(wú)最終硬件）

FPGA設(shè)計(jì)和IC設(shè)計(jì)雖然都屬于硬件設(shè)計(jì)，但他們?cè)O(shè)計(jì)卻有很大的差別。FPGA是可編程門邏輯陣列，那FPGA設(shè)計(jì)就是用軟件去編程FPGA芯片內(nèi)部的邏輯來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的應(yīng)用開發(fā)，而IC是集成電路（芯片），IC設(shè)計(jì)就是造一個(gè)芯片，故本質(zhì)的區(qū)別是：

FPGA設(shè)計(jì)是FPGA芯片上的應(yīng)用程序開發(fā)，即在最終硬件（FPGA芯片）上開發(fā)；

IC設(shè)計(jì)是造一個(gè)芯片，即還沒有最終硬件（被設(shè)計(jì)的芯片）。

2.? ? 驗(yàn)證上的差別（能否用最終硬件來(lái)驗(yàn)證）

上面設(shè)計(jì)上的差別已經(jīng)提到，F(xiàn)PGA設(shè)計(jì)前已有最終硬件（FPGA芯片），因此驗(yàn)證：

可以直接用FPGA來(lái)驗(yàn)證，即下載到FPGA芯片，跑一跑，看一看，再改一改，下載，再跑一跑，再改一改......

在FPGA產(chǎn)品上通過客戶使用來(lái)驗(yàn)證，客戶發(fā)現(xiàn)bug，我們定位解決bug，客戶再發(fā)現(xiàn)了bug，我們?cè)俣ㄎ唤鉀Qbug......

因?yàn)橛凶罱K硬件（FPGA芯片）可以驗(yàn)證，所以我們一般只需這幾次跑通，不充分。

而IC設(shè)計(jì)前還沒有最終硬件（被設(shè)計(jì)的芯片），如果驗(yàn)證不到位，就會(huì)導(dǎo)致一次流片的失敗，而一次流片就是數(shù)億的損失，因此驗(yàn)證需要：

使用驗(yàn)證方法學(xué)UVM來(lái)盡可能充分驗(yàn)證各個(gè)模塊的功能，前仿真、后仿真；

使用FPGA、硬件模擬加速器等，盡可能接近最終芯片來(lái)驗(yàn)證各個(gè)功能；

因?yàn)闆]有最終的硬件（被設(shè)計(jì)的芯片）可以來(lái)驗(yàn)證，所以我們驗(yàn)證的會(huì)非常充分。

3.? ??規(guī)范流程上的差別（需不需要規(guī)范流程）

上面驗(yàn)證上的差別，可以看出FPGA設(shè)計(jì)時(shí)，可以在最終硬件（FPGA芯片）上多次試錯(cuò)，甚至到客戶那里還能再多次試錯(cuò)，因此規(guī)范流程上：

不規(guī)范也可以：多試幾次又不是不行，問題又不是不能被解決，花20%設(shè)計(jì)，花80%調(diào)bug，還需要加班來(lái)維護(hù)，又不是不行，多加班能解決的都不是問題，為什么解決也不那么重要，只要最終硬件（FPGA芯片）上跑的沒問題就OK；

規(guī)范更好：代碼寫的規(guī)范，有詳細(xì)的設(shè)計(jì)文檔，關(guān)注EDA工具綜合布局布線的報(bào)告等，上板前做一些仿真，這樣讓你花80%設(shè)計(jì)，花20%調(diào)bug，少加班，就能夠不斷的升級(jí)迭代設(shè)計(jì)，少bug不怎么需要維護(hù)，有bug也能快速解決。

但是，IC設(shè)計(jì)時(shí)，沒有最終硬件（FPGA芯片）可以多次試錯(cuò)，就一定要嚴(yán)格規(guī)范設(shè)計(jì)的流程，盡可能去模擬最終硬件驗(yàn)證，保證流片回來(lái)的芯片不出問題，因此規(guī)范流程上：

要嚴(yán)格規(guī)范，充分驗(yàn)證，出現(xiàn)bug需要定位到設(shè)計(jì)根源上并解決，解決后還需要再遍歷驗(yàn)證一遍。

所以，做FPGA，為啥加這么多班？我覺得就是因?yàn)椴粔蛑匾曇?guī)范和驗(yàn)證，至于FPGA設(shè)計(jì)重視規(guī)范和驗(yàn)證，又是怎么理解和落地了？