FPGA电子系统设计的步骤如图1.1所示，接到电子系统任务书后，首先对电子系统进行剖析和设计，画出电路图;根据电路图对电子系统实验和调试，一边实验一边对电子系统设计进行修正，直至符合电子系统任务书所下达的系统功能和技能指标;然后制作电路板(即PCB板);再对电子系统进行安装和调试;末了制成合格成品。
图1.1 FPGA电子系统设计步骤
在全面剖析电子系统任务书所下达的系统功能、技能指标后，根据已节制的知识和资料，将总体系统功能合理地分解成多少个子系统(如硬件单元电路、软件设计的功能模块)，并画出由各个子系统框图相互连接而形成系统事理框图。电子系统总体方案的选择，直接决定电子系统设计的质量。在进行总体方案设计时，要多思考、多剖析、多比较，要从性能稳定、事情可靠、电路大略、本钱低、功耗小、调试维修方便等方面综合考量，选出最佳方案。
1. 硬件单元电路设计
在进行硬件单元电路设计时，必须明确对各单元电路的详细哀求，详细拟定出单元电路的性能指标，负责考虑各单元电路之间的相互联系，把稳前后级单元电路之间旗子暗记的通报办法和匹配，只管即便少用或不用电平转换之类的接口电路，并考虑到使各单元电路的供电电源尽可能地统一，以便使全体电子系统大略可靠。其余，只管即便选择现有的、成熟的电路来实现单元电路的功能;有时找不到完备知足哀求的现成电路，可在与设计哀求比较靠近的电路的根本上适当改进，或自己进行创造性设计。为了使电子系统的体积小、可靠性高，单元电路尽可能用集成电路组成，如集成运放、集成稳压器件、仿照开关、频压变换等。
在进行硬件单元电路设计参数打算时，应根据单元电路的性能指标哀求决定单元电路元器件的参数。例如，根据电压放大倍数的大小，可决定反馈电阻的取值;根据振荡器哀求的振荡频率，利用公式，可打算出决定振荡频率的电阻和电容值等。但一样平常知足电路性能指标哀求的理论参数值不是唯一的，设计者应根据元器件性能、价格、体积、通用性和货源等方面灵巧选择。打算单元电路参数时应把稳以下几点：
(1)在打算元器件事情电流、电压和功率等参数时，应考虑事情条件最为不利的情形，并留有适当的余量。
(2)对付元器件的极限参数必须留有足够的余量，一样平常取1.5~2倍的额定值。
(3)对付电阻、电容参数的取值，应选打算值附近的标称值。电阻值一样平常在1MΩ内选择;非电解电容一样平常在100pF~0.47F选择;电解电容一样平常在1~2000μF范围内选用。
(4)在担保电路达到功能指标哀求的条件下，只管即便减少元器件的品种、价格、体积等。
2. 软件设计
为了知足电子系统的系统功能、技能指标的哀求，软件设计首先要完成功能模块的设计，如键盘、数码显示、A/D、D/A转换等功能模块。功能模块设计好往后可以反复利用，使设计更加快捷和方便。用VHDL措辞编写功能模块，用图形输入的方法将各个功能模块连接起来，将其下载到FPGA芯片上，然后把FPGA芯片和硬件电路连接起来，就构成全体具有一定功能和技能指标的FPGA电子系统。
3. 元器件的选择
电子系统的设计便是选择最得当的元器件，并把它们有机地组合起来。在确定电子元件时，应根据电路处理旗子暗记的频率范围、环境温度、空间大小、本钱高低等诸多成分全面考虑。详细表现为：
(1)一样平常优先选择集成电路。由于集成电路体积小、功能强，可使电子系统可靠性增强，安装调试方便，大大简化电子系统的设计。如随着仿照集成技能的不断发展，适用于各种场合的集成运算放大器层出不穷，只要外加极少量的元器件，利用运算放大器就可构成性能良好的放大器。同样地，目前设计直流稳压电源时，已很少采取分立元器件进行设计了，取而代之的是性能更稳定、事情更可靠、本钱更低的集成稳压器。
(2)电阻器和电容器是两种最常见的元器件，它们的种类很多，性能相差也很大，运用的场合也不同。因此，对付设计者来说，应熟习各种电阻器和电容器的紧张性能指标和特点，以便根据电路哀求，对元件做出精确的选择。
(3)分立半导体元件的选择。首先要熟习它们的性能，节制它们的运用范围;根据电路的功能哀求和元器件在电路中的事情条件，如通过的最大电流、最大反向事情电压、最高事情频率、最大花费的功率等，确定元器件型号。
4. 打算机仿照仿真
随着打算机技能的飞速发展，电子系统的设计方法发生了很大变革。目前，EDA(Electronic Design Automation，电子设计自动化)技能已成为当代电子系统设计的必要手段。在打算机平台上，利用EDA软件，可对各种电子电路进行调试、丈量、修正，这样大大提高了电子设计的效果和精确度，同时节约了设计用度。
5. 实验调试
电子系统设计要考虑的成分和问题很多，由于电路在打算机上进行仿照时所采取的元器件参数和模型与实际器件有差别，以是对经打算机仿真过的电路，还要进行实际实验。通过实验可以创造问题、办理问题。若性能指标达不到哀求，应深入剖析问题出在哪些单元电路或软件设计的模块上，再对它们重新设计和选择，直到完备达到性能指标为止。
6. 绘总体电路图
总体电路图是在总框图、单元电路设计、软件设计、参数打算和元器件选择的根本上绘制的，它是组装、调试、印刷电路板设计和维修的依据。目前绘电路图一样平常是利用绘图软件在打算机上完成。绘制电路图时紧张把稳以下几点：
(1)总体电路图尽可能画在同一张图上;把稳旗子暗记的流向，一样平常从输入端画起，由左向右或由上至下按旗子暗记的流向依次画出各单元电路;对付电路图比较繁芜的，应将主电路图画在一张或数张图纸上，并在各图所有端口两端标注上标号，依次解释各图纸之间的连线关系。
(2)把稳总体电路图的紧凑和折衷，哀求布局合理、排列均匀。图中元器件的符号应标准化，元件符号阁下应标出型号和参数。集成电路常日用方框表示，在方框内标出它的型号，在方框的两侧标出每根连线的功能和引脚号。
(3)连线一样平常画成水平线或垂直线，并尽可能减少交叉和拐弯。对付相互交叉的线，应在交叉处用圆点标出。对付连接电源负极的连线，一样平常用接地符号表示;对付连接电源正极的连线，仅需标出电压值。
