硬件描述语言与可编程逻辑器件入门：设计与实践

"该课程主要关注硬件描述语言VHDL以及可编程逻辑器件在电子设计自动化中的应用。设计流程涵盖从查找资料、方案设计到电路调试的各个环节，旨在提升学生的实际工程设计能力。课程强调VHDL语言的学习，包括基本结构、数据类型、运算操作符、构造体描述和逻辑电路设计等，同时要求学生通过实验巩固理论知识。课程还涵盖了可编程逻辑器件如CPLD和FPGA的基础知识，包括它们的概念、结构、发展历程和应用。" 在设计流程中，首先需要针对项目需求查找相关资料，然后提出设计方案并进行方案评审。接下来是方案细化，这通常涉及到电路的逻辑设计和结构优化。在确定了设计方案后，设计师会绘制设计原理图，这是将抽象的逻辑概念转化为具体电路图的过程。接着是PCB板图设计，这一步是将电路原理转化为实际的物理布局，以满足电气特性和制造要求。程序编写及仿真阶段，利用VHDL等硬件描述语言将电路逻辑转换为可编程逻辑器件的配置代码，并通过仿真验证设计的正确性。最后，完成硬件的电路调试，确保设计满足预期功能。 VHDL是硬件描述语言的一种，它是电子设计工程师与电子设计自动化工具之间的桥梁，用于描述数字电路的行为和结构。学习VHDL语言，学生需要理解其基本结构，包括实体、架构等元素，以及数据类型如位向量、数组等。此外，还需要掌握各种运算操作符，如逻辑与、或、非等，并熟悉如何使用构造体来描述复杂的电路结构。课程中的实验部分将帮助学生通过实际操作加深对VHDL的理解和应用。 可编程逻辑器件（PLD），特别是CPLD（复杂可编程逻辑器件）和FPGA（现场可编程门阵列），是现代电子设计的重要组成部分。CPLD通常由固定的逻辑块和可编程互联资源组成，适合中等规模的逻辑设计；而FPGA则具有更高的灵活性，能实现大规模并行处理，适用于复杂系统设计。了解这些器件的基本结构和工作原理，对于硬件设计者来说至关重要，因为他们可以据此选择最适合项目需求的器件，并使用VHDL进行编程和配置。 课程内容不仅限于理论讲解，还包括实验环节，要求学生在CAI教室进行实践操作，以增强技能和解决问题的能力。通过五次作业和四至五次实验，学生将在实践中不断巩固和提升对VHDL和可编程逻辑器件的理解与应用。该课程旨在培养具备现代电子系统设计能力的专业人才。