Путь в цифровую обработку сигналов

[Without Name]

Я работаю программистом я уже некоторое время изучаю для себя FPGA. Мне не нравится моя работа, она не очень интересная, все эти огромные энтерпрайзы наскучили за 6 лет работы. А FPGA, железо, цифровая электроника радуют меня с детства и я хочу сменить карьеру. За FPGA будущее. Во "вконтакте" кодирование видео в видеозвонках и сжатие видео хотели делать на FPGA, но что-то у них не получилось и они обрабатывают видео на GPU. Но ПЛИСЫ в России применяются в других местах. Я хочу стать разработчиком на ПЛИС, конкретно заниматься цифровой обработкой сигналов. Что для этого нужно? Какой план изучения и что изучать нужно?
Времени после работы у меня немного. Я пробовал целыми днями работать и изучать SystemVerilog, матан и ЦОС, но от такой нагрузки голова кругом идет. Что делать?

-- 02.02.2025, 23:30 --

А еще какую книгу почитать по ЦОС и реализации алгоритмов на ПЛИС? Все книги, которые я видел, ужасно сложные.

[Without Name]

Короче, ищу книжки типа "ЦОС на селе", "ЦОС для полных кретинов", "Обрабатываем массив данных с самогонного аппарата на FPGA"

[Sender]

Without Name, если вас интересуют самые теоретические основы, можете поискать, например, среди факультетских курсов лекций МФТИ, там есть кое-что про обработку сигналов. Что касается конкретно ПЛИСов, ничего сказать не могу, т.к. непосредственно не сталкивался, знаю только, что это действительно сложно, так что на пальцах вряд ли кто-то объяснит. Если хотите полноценного владения тематикой, придётся изучать ещё и DSP, микроконтроллеры, схемотехнику. Наверное, удобнее всего делать это в какой-нибудь лабе, влившись в коллектив разработчиков. Если действовать самостоятельно, наверное, надо раздобыть отладочную плату для заинтересовавшего семейства ПЛИСов (что-то в духе https://habr.com/ru/articles/749298/) с более-менее развитой документацией и средой разработки, подключиться к ПК через JTAG и ковырять в своё удовольствие.

[Without Name]

Я ковыряю плату с альтерой на борту в свое удовольствие, правда, периферии на ней немного. Но без образования на ПЛИС мало что можно сделать. Только помигать лампочкой.

[realeugene]

Without Name в сообщении #1672581 писал(а):

За FPGA будущее.

Военка.

[Alex-Yu]

Without Name в сообщении #1672581 писал(а):

ЦОС и реализации алгоритмов на ПЛИС?

На ПЛИС можно не только сигналы обрабатывать. Можно делать любые цифровые схемы. Думаю, начинать надо с этого. Например, коль уж вы программист, если бы у вас было очень много времени, смогли бы вы с помощью паяльника из базовых логических элементов И-НЕ сделать простенький процессор? Что-нибудь в духе древнего 8080 хотя бы? На самом деле можно без паяльника, с паяльником долго, можно просто запрограммировать ПЛИС. Можно вообще просто схему нарисовать и с верилогом не париться, есть там схемный ввод и у альтеры и у ксайлинкса. Быстренько делаем из базовых элементов набор мультиплексоров, тригеров, регистров разных типов и т.п. А потом из всего этого рисуем процессор, тоже сначала разбив его на крупные блоки. Делается за пару дней. Вот когда это научитесь, тогда можно и ЦОС, изучив сначала что такое сигналы и что такое их обработка вообще, без приставки "цифровая". В общем изучив основы радиотехники. В т.ч. статистической радиотехники. А так, "с места и в карьер" сразу ЦОС на ПЛИС... Не знаю, не знаю.... Сомнительно как-то. Базовое образование нужно сначала. Кстати, а на ассемблере вы программировать умеете? Тоже нужно, если в низкоуровневое "железо" лезть.

[realeugene]

Alex-Yu в сообщении #1674506 писал(а):

На ПЛИС можно не только сигналы обрабатывать.

Дорогие игрушки для того, чтобы не только сигналы обрабатывать. Не каждому заказчику доступны. Хотя в 40-дюймовой LCD Соньке, которую я купил 20 лет назад за около $2000, именно ПЛИС и стояли. И даже схема шла в комплекте.

[Alex-Yu]

realeugene в сообщении #1674508 писал(а):

Дорогие игрушки для того, чтобы не только сигналы обрабатывать

ПЛИС бывают разные. В т.ч. совсем копеечные. При малом тираже вполне разумно использовать для ЛЮБОГО устройства. Конечно, если тираж, то разумнее сделать специализированный кристалл.Который все равно сначала прототипируется-отрабатывается на ПЛИС. Конечно, никто не поставит огромную ПЛИС, ориентированную на высокочастотную или многомерную ЦОС, за несколько тыс долл. там, где можно обойтись ПЛИС за 20-30 долл. Но работа с большой и малой ПЛИС практически ничем не отличается.

[realeugene]

Alex-Yu в сообщении #1674513 писал(а):

там, где можно обойтись ПЛИС за 20-30 долл.

Или микроконтроллером за 1-2 доллара.

Иногда микроконтроллеры не применимы, тогда только ПЛИС, конечно.

[Alex-Yu]

realeugene в сообщении #1674514 писал(а):

Или микроконтроллером за 1-2 доллара.

Раз на раз не приходится. Смотря что именно делается. Как известно, любой алгоритм может быть реализован или программно, или аппаратно. Программно медленно. Аппаратно дороже. Когда как. Элементарный DDS на несколько десятков МГц вы программно уже не сделаете. Хотя такие ASIC уже есть, можно взять готовый. Но пусть, к примеру, с каким-нибудь замороченным быстрым упаравлением. И ку-ку, готовых нет а микроконтроллер идет лесом

И еще. Если устройство делается в единичном экземпляре, то 20 долл или 1 дол. просто все равно. Потому как на фоне стоимости разработки 20 долл. -- это исчезающе малая величина. Я во всяком случае, когда для развлечения придумываю какую-нибудь игрушку для себя лично, такими мелочами не парюсь.

[realeugene]

Alex-Yu в сообщении #1674516 писал(а):

Элементарный DDS на несколько десятков МГц вы программно уже не сделаете.

Несколько десятков мегагерц на ARMе с тактовой частотой в несколько сотен мегагерц посчитаются на ура. Но, да, есть готовые.

Ну и кому в нашем мире нужны хитрые DDS? В основном, военным. Есть ещё коммуникации и коммерческие радары, конечно, но придётся конкурировать с китайцами, продающимися по всему миру.

[Alex-Yu]

realeugene в сообщении #1674517 писал(а):

Ну и кому в нашем мире нужны хитрые DDS? В основном, военным. Есть ещё коммуникации и коммерческие радары, конечно, но придётся конкурировать с китайцами, продающимися по всему миру.

Про коммерческую сторону вопроса я не говорю. Мне она вообще глубоко противна и мне на нее наплевать. И вообще DDS был только для примера. Вот еще, я все брошу и думать стану, чтобы пример получше придумать. Делать мне больше нечего. Что первое в голову пришло, то и написал Нормальный пример. А нужен он или не нужен, кому нужен и т.д.... Да идет оно все это лесом...

[realeugene]

Alex-Yu в сообщении #1674518 писал(а):

Про коммерческую сторону вопроса я не говорю. Мне она вообще глубоко противна и мне на нее наплевать.

Обычно людям военная больше противна. Мол, других людей убивает. Ну, ОК.

[=SSN=]

realeugene в сообщении #1674517 писал(а):

Несколько десятков мегагерц на ARMе с тактовой частотой в несколько сотен мегагерц посчитаются на ура.

"Дьявол прячется в деталях." ))

Сможете "на ARMе с тактовой частотой в несколько сотен мегагерц" посчитать DDS на "несколько десятков мегагерц" с разрешением по фазе: $\Delta\varphi=\pi\cdot2^{-48}$ и с ДД = 150 dB?

См: DDS Compiler

[realeugene]

=SSN= в сообщении #1674563 писал(а):

Сможете "на ARMе с тактовой частотой в несколько сотен мегагерц" посчитать DDS на "несколько десятков мегагерц" с разрешением по фазе: $\Delta\varphi=\pi\cdot2^{-48}$ и с ДД = 150 dB?

В деталях, да. Встречаются армы и с векторным сопроцессором, конечно. Но на какие ЦАП вы это будете выводить? Десятки мегагерц с ДД = 150 dB?