FPGA嵌入式应用理论知识复习：数字电路与时序逻辑

"该文档是针对计算机程序员（FPGA嵌入式应用）三级理论知识的复习题，涵盖了数字电路基础、逻辑设计、时序电路、校验方法、D/A转换、有限状态机、IP核等相关内容。" 在FPGA开发中，理论知识是至关重要的。文档首先介绍了基本概念，如数字电路基础，其中提到了5进制计数器的构造，至少需要3个触发器，而无效状态有3个。同时，文档强调了逻辑变量的二值特性，即0和1不表示数值大小。此外，组合逻辑电路由门电路构成，无反馈回路，输人信号单向传输。 接着，文档讨论了奇校验位的计算方法，即其他数据位的异或运算，以及竞争冒险现象，这是由于门电路延迟差异导致的可能错误输出。锁存器和触发器的特性也有所提及，锁存器对脉冲电平敏感，而触发器则对脉冲边沿敏感。 在时序电路部分，文档区分了同步和异步时序逻辑电路。同步电路受统一时钟CP控制，而异步电路状态变化的时刻不稳定，依赖于输入信号和存储器的时钟或控制端。实现不同进制计数器所需的触发器数量也进行了说明，例如，一个8进制计数器至少需要3个D触发器。 文档还涉及D/A转换器的设计，高精度转换器不仅需要高分辨率的D/A转换器，还要配合高稳定度的参考电压和低漂移的运算放大器。此外，Moore型有限状态机的输出仅与其当前状态相关，与输入信号当前值无关，这在设计状态机时是重要的考虑因素。 IP（Intellectual Property）核在FPGA设计中扮演着关键角色。IP核是一种预先验证的功能模块，可以重复使用，用于实现特定功能。它们可以是用户自定义的，也可以通过不同形式提供，如顺序编码或One-hot编码。IP核的重用性是设计者加速产品上市时间的关键策略，而且必须经过全面验证，具备在不同工艺下使用的灵活性。 最后，文档指出国内IP市场相对落后，表明在这一领域还有很大的发展和提升空间。对于想要深入学习FPGA嵌入式应用的计算机程序员，理解和掌握这些理论知识是必不可少的。