周立功博客——給大學(xué)生學(xué)習(xí)ARM和FPGA的建議

王京學(xué) 2011-01-07

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周立功博客——給大學(xué)生學(xué)習(xí)ARM和FPGA的建議　

對于初學(xué)者來說，要學(xué)的知識點很多，到底從哪里下手，人們常常感到非常迷茫。大一學(xué)生先從C語言開始入門，在大一階段由于對計算機還非常陌生，因此不可能寫出一個具有完整圖形界面的軟件，重點以“與硬件無關(guān)的計算方法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”為基礎(chǔ)學(xué)習(xí)C語言，至少練習(xí)編寫一萬行C代碼，否則不會找到編程的感覺，也體會不到編程樂趣，很多人就是因為缺乏一定量的訓(xùn)練，所以對編程沒有興趣，以至于未到畢業(yè)時就全部忘記了，程序設(shè)計是一項實踐性很強的實踐活動，沒有大量的實踐作為基礎(chǔ)是很難入門的，因此我認(rèn)為編寫一萬行代碼是判定是否入門的依據(jù)。請初學(xué)者記?。寒?dāng)你編寫了一萬行代碼時，這是你能夠從事專業(yè)的開始，否則你不要期望在這個領(lǐng)域混下去。與此同時，C語言也是學(xué)習(xí)和使用Verilog的重要基礎(chǔ)，所以千萬不可小視C語言。更重要的是，如果你的C語言不好的話，你將來就業(yè)選擇的路子就會受到很大的限制，要么只能做硬件工程師、銷售工程師或者轉(zhuǎn)行，別無選擇！
有了一萬行編程的經(jīng)驗后，大二接著開始學(xué)習(xí)數(shù)字電路和模擬電路了，這是你的機會！將來的開發(fā)工作有幾種選擇，但這兩門都很重要，學(xué)好了你有可能成為頂尖的高手、專家和系統(tǒng)級水平的人才，即便學(xué)得不太好，你也有可能成為一個優(yōu)秀的工程師。前一篇博文講了，如果你精通了C/C++，即便你的硬件水平一般，你也可以成為一個優(yōu)秀的開發(fā)工程師，即由硬件工程師負(fù)責(zé)邏輯電路和模擬電路的設(shè)計，由你來編程——你可以編寫基于WinCE、Linux、Vxworks或者Windows等操作系統(tǒng)的程序。那么怎樣才算基本上“精通”呢？至少編寫五萬行代碼，當(dāng)你已經(jīng)編寫了10萬行代碼時，可以說你已經(jīng)完全精通了，這個時候你如果有很大的造化的話，那完全取決于你當(dāng)初學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)是否牢固了。所以我在前面提到了，精通一門可以成為優(yōu)秀的開發(fā)工程師，但絕對不可能成為系統(tǒng)級的開發(fā)工程師，因為你的知識結(jié)構(gòu)不行。
最好在學(xué)習(xí)數(shù)字電路時購買一個99元的EasyFPGA030開發(fā)學(xué)習(xí)板，這個板子是我們開發(fā)的，但這個價格是沒有利潤的，不要認(rèn)為我是在做推銷，我們推出這個產(chǎn)品完全是針對大二學(xué)生的，希望有更多的大二學(xué)生提早醒悟，能夠在學(xué)習(xí)數(shù)字電路時同步學(xué)習(xí)FPGA和Verilog，強化課程之間的關(guān)聯(lián)。筆者雖然是一個企業(yè)家，但也有一份愛心和社會責(zé)任感，為社會做出自己的貢獻(xiàn)同樣也是企業(yè)家的“銷售業(yè)績”，我們?yōu)檫@個開發(fā)板撰寫了30萬字的配套資料和適合各種水平的范例，也投入了大量的精力錄制Verilog語言視頻講座，這些都是超值和免費的。與此同時從2009年開始著手針對大二和大三學(xué)生舉辦FPGA大賽，以提高在校大學(xué)生的興趣，讓那些覺悟者進(jìn)一步提高自信心，找到自己未來的坐標(biāo)。學(xué)好數(shù)字電路和模擬電路以及FPGA應(yīng)用技術(shù)，除了成為電子產(chǎn)品開發(fā)工程師之外（高附加值的嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品幾乎離不開FPGA），還有一個就業(yè)方向就是號稱“金飯碗”的集成電路設(shè)計。
作為初學(xué)者，在學(xué)習(xí)《電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分）》時同步學(xué)習(xí)FPGA與Verilog技術(shù)的重點是快速入門和打下一定的基礎(chǔ)，根據(jù)配套的教材和數(shù)字電路教材的內(nèi)容將基本的數(shù)字電路用FPGA實現(xiàn)即可，這是本階段的學(xué)習(xí)目標(biāo)，不要將學(xué)習(xí)高深難度的應(yīng)用技術(shù)作為重點。并利用課余和暑假期間的空余時間，將一些圖書上現(xiàn)成的使用數(shù)字電路實現(xiàn)的例子用FPGA來完成設(shè)計即可，比方如何使用FPGA 實現(xiàn)一個計數(shù)器，并動手做出來。到大三階段在做出選擇，到底是選擇成為一個專業(yè)的FPGA應(yīng)用設(shè)計工程師、還是嵌入式系統(tǒng)與FPGA混合應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計工程師或集成電路開發(fā)工程師，以自己的興趣和志向為基礎(chǔ)而定，所以在學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)技術(shù)的同時學(xué)習(xí)FPGA，兩者之間并不矛盾。
最好在大一開始學(xué)習(xí)單片機，這就是筆者為何撰寫《新編電類專業(yè)計算機基礎(chǔ)》這本圖書的原因（詳見破解電類專業(yè)“就業(yè)難、人才荒”的解決方案！（4））。因為大一不學(xué)習(xí)單片機，后面的課程都沒有辦法學(xué)好。對于大一學(xué)習(xí)單片機，很多老師不去用心研究學(xué)習(xí)方法和教學(xué)規(guī)律，反而搬出一大堆理由來“嚇唬”人。筆者當(dāng)年僅僅是一個技校生，在完全沒有指導(dǎo)老師的情況下，也找不到可以參考的技術(shù)資料，只是憑著偶爾看到一篇報道羅伯特設(shè)計的Altair 8800計算機就做出了一臺不需要工作軟件的計算機（改進(jìn)型的Altair-80C31電路詳見《新編電類專業(yè)計算機基礎(chǔ)》教材）。要相信現(xiàn)在公開的信息、資訊條件、人們的聰明智慧與教師的力量，因此大學(xué)本科生在大一階段學(xué)會單片機是非常容易的一件事情。
有了單片機基礎(chǔ)之后，在大二階段學(xué)習(xí)數(shù)字電路與模擬電路的同時，結(jié)合單片機學(xué)習(xí)接口擴展技術(shù)與模擬前向通道數(shù)據(jù)采集技術(shù)，并編寫相應(yīng)的程序?qū)崿F(xiàn)一個一個的小系統(tǒng)設(shè)計，大三時根本不再需要學(xué)習(xí)所謂的接口技術(shù)與微機原理了。針對數(shù)字電路與模擬電路筆者準(zhǔn)備寫作一套小系統(tǒng)設(shè)計與制作配套圖書，將前后之間的課程也同步和關(guān)聯(lián)起來，期望進(jìn)一步提高大學(xué)生的動手能力。
有了大一、二階段強化訓(xùn)練，后續(xù)的很多課程度可以理論與實踐并重地學(xué)習(xí)，比方目前大學(xué)開設(shè)的《自動控制理論》幾乎都是空對空地教學(xué)與聯(lián)系，如果結(jié)合自動控制理論的教學(xué)，讓學(xué)生學(xué)習(xí)設(shè)計一個自動穿越迷宮的電腦鼠，并舉辦相應(yīng)的大賽，則能夠很好地將嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)、數(shù)字電路與模擬電路、計算方法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、機構(gòu)設(shè)計......相關(guān)課程有機地結(jié)合起來，學(xué)生的興趣將大大地得到提高。
當(dāng)學(xué)生有了學(xué)習(xí)的興趣和動力之后，教學(xué)勢必由老師個人在課堂上演“獨角戲”的場面轉(zhuǎn)變?yōu)檠杏憰?，學(xué)生也一定會竭盡全力由被動學(xué)習(xí)向主動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變，這就是教育要達(dá)到的目標(biāo)，所以我們不能一味地指責(zé)學(xué)生不好學(xué)。作為老師我們一定要思考和拿出行動，讓學(xué)生喜歡并愿意向您學(xué)習(xí)。事實上學(xué)生的未來完全取決于老師的引導(dǎo)，現(xiàn)在教師隊伍存在的很大毛病就是將責(zé)任推向擴招和學(xué)生不好好學(xué)，擴招有沒有問題？當(dāng)然有，但作為教師我們做得怎么樣呢？我們是否在教學(xué)上做出了巨大的努力，這需要我們捫心自問。
學(xué)生不好好學(xué)，這也是事實！但也是表象，我們要思考他們?yōu)槭裁床缓煤脤W(xué)習(xí)？我們應(yīng)該怎樣才能讓他們好好地學(xué)？作為老師，第一不能給學(xué)生劃定考試范圍，第二學(xué)生缺課要堅決扣分，如果做到這兩點基本的要求，學(xué)生不好好學(xué)就制度處理，我想效果會有很大的改變。當(dāng)然就業(yè)難的責(zé)任也不能完全推給老師，但老師們應(yīng)該做到自己該做到的，因為家長都希望老師們對他們的子女嚴(yán)格要求，更迫切的需求就是讓他們的子女學(xué)到真本事，他們肯定支持教師的行動。
進(jìn)入大三階段則需要有選擇地重點學(xué)習(xí)嵌入式操作系統(tǒng)原理與編程、嵌入式系統(tǒng)與FPGA的混合系統(tǒng)設(shè)計或者全力以赴鉆研FPGA應(yīng)用技術(shù)等技術(shù)方向，大四階段就可以真刀真槍地完成一個漂亮的畢業(yè)設(shè)計，并能夠?qū)懗鲆黄却T士水平還要高的論文。