硬件描述语言与FPGA设计要点复习概览
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更新于2024-06-29
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《硬件描述语言及FPGA设计》是一本针对电子设计自动化(EDA)领域的重要教材,它涵盖了硬件设计的各个方面,包括基础概念、设计方法以及各类关键术语。本文档复习要点主要聚焦以下几个核心内容:
1. 设计方法:文档强调了自顶向下和自底向上的设计策略,虽然自底向上也是常用手段,但自顶向下是主要的设计流程,它通过分解系统需求,逐步细化到具体的硬件实现。
2. 硬件描述语言 (HDL):HDL是电子工程师用来描述数字逻辑电路的高级语言,如Verilog HDL和VHDL是目前流行的国际标准,它们支持系统级描述,使得设计者能够抽象地表示电路行为,而不是直接设计门级电路。
3. 集成度更高的器件:从PLD(可编程逻辑器件)到ASIC(专用集成电路),再到FPGA(现场可编程门阵列),这些是硬件设计从通用到定制的不同阶段,FPGA因其灵活性和可重编程性,被广泛应用于嵌入式和实时系统设计。
4. 综合与逻辑设计:逻辑综合是将HDL代码转化为实际电路的关键过程,它涉及到设计输入、编译、优化和转换,最终生成门级电路和电路描述网表,便于后续的布局布线和验证。
5. 编程与调试:PLD的编程包括下载编程文件到器件的过程,如CPLD的编程和FPGA的配置。仿真则分为功能仿真和时序仿真,前者关注电路功能是否正确,后者关注信号的时间特性。此外,有限状态机(FSM)在硬件设计中扮演重要角色,用户自定义功能(UDP)和状态转移(NS, OL)也是设计中的常见元素。
6. IP核与设计流程:IP核是预封装好的可重用模块,包括硬核、固核和软核。自顶向下的设计方法在当前EDA设计中被广泛应用,而PLD的类型则根据编程工艺和存储机制划分,如熔丝、反熔丝、紫外线擦除等。
7. PLD分类:简单PLD如PROM、PLA、PAL和GAL是早期常见的类型,CPLD以基于乘积项结构见长,而SRAM型PLD则是基于查找表结构,分别代表了不同类型的可编程逻辑器件。
8. 测试技术:PLD开发过程中,边界扫描是一种常用的测试技术,用于检查电路的边缘情况,确保设计的完整性和准确性。
这份复习资料提供了硬件描述语言和FPGA设计的基础框架,对于理解和实践电子设计有着重要的指导作用,无论是初学者还是经验丰富的工程师,都能从中收获宝贵的知识。
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2022-11-11 上传
2023-02-27 上传
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