硬件描述语言与FPGA设计要点复习概览

《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。