基于FPGA的VHDL语言设计与实现

FPGA与VHDL语言 FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，通过编程可以实现不同的逻辑功能。VHDL（VHSIC Hardware Description Language）是一种基于事件驱动的硬件描述语言，用于描述数字电路的行为。 了解EDA的基本知识及FPGA/CPLD的结构原理 * EDA（Electronic Design Automation）技术是指使用计算机辅助设计、仿真、验证和制造电子系统的技术。 * FPGA/CPLD（Complex Programmable Logic Device）是一种可编程逻辑器件，通过编程可以实现不同的逻辑功能。 熟练掌握设计输入方法、VHDL设计优化 * VHDL是一种基于事件驱动的硬件描述语言，用于描述数字电路的行为。 * 设计输入方法是指使用VHDL语言描述数字电路的行为，并将其转换为FPGA/CPLD可编程逻辑器件的配置文件。 初步掌握在计算机的操作环境中EDA开发的能力 * EDA技术的发展依赖于计算机技术的发展，具有保证设计正确性、降低设计成本、缩短设计周期等优势。 * 在计算机的操作环境中，EDA开发需要使用VHDL语言和QuartusII等EDA工具来设计和仿真数字电路。 掌握应用计算机的实际工程设计能力 * 应用计算机的实际工程设计能力是指使用FPGA/CPLD和VHDL语言来设计和实现实际的数字电路系统。 * 在实际工程设计中，需要考虑到系统的性能、功耗、成本等因素，并使用EDA工具来设计和仿真数字电路。 进行基于EDA技术较典型设计项目的开发设计 * 基于EDA技术的设计项目需要使用VHDL语言和QuartusII等EDA工具来设计和仿真数字电路。 * 典型设计项目包括自动售货机控制器、串行数据接收器、并/串转换器、7段数码显示器等。 VHDL设计初步 * VHDL是一种基于事件驱动的硬件描述语言，用于描述数字电路的行为。 * VHDL设计初步需要了解VHDL语言的基本语法和结构，以及如何使用VHDL语言来描述数字电路的行为。 组合电路和时序电路设计 * 组合电路是指使用逻辑门和flip-flop等基本电路元件来实现的数字电路。 * 时序电路是指使用时钟信号和flip-flop等基本电路元件来实现的数字电路。 QuartusII的应用 * QuartusII是一种EDA工具，用于设计和仿真FPGA/CPLD可编程逻辑器件。 * QuartusII的应用包括使用VHDL语言来描述数字电路的行为，并将其转换为FPGA/CPLD可编程逻辑器件的配置文件。 基于QuartusII的时序仿真和硬件实现 * 时序仿真是指使用QuartusII等EDA工具来仿真数字电路的行为。 * 硬件实现是指使用FPGA/CPLD可编程逻辑器件来实现数字电路系统。 VHDL设计进阶 * VHDL设计进阶需要了解VHDL语言的高级语法和结构，以及如何使用VHDL语言来描述复杂的数字电路行为。 * VHDL设计进阶还需要了解如何使用QuartusII等EDA工具来设计和仿真数字电路系统。 状态机的设计 * 状态机是一种数字电路，用于实现有限状态机的行为。 * 状态机的设计需要了解状态机的基本原理和设计方法，以及如何使用VHDL语言来描述状态机的行为。 难点桶形移位寄存器设计 * 桶形移位寄存器是一种数字电路，用于实现数据存储和处理。 * 桶形移位寄存器设计需要了解桶形移位寄存器的基本原理和设计方法，以及如何使用VHDL语言来描述桶形移位寄存器的行为。 有符号数与无符号数比较器设计 * 比较器是一种数字电路，用于比较两个数字的大小。 * 有符号数与无符号数比较器设计需要了解比较器的基本原理和设计方法，以及如何使用VHDL语言来描述比较器的行为。 逐级进位与超前进位加法器设计 * 加法器是一种数字电路，用于实现加法运算。 * 逐级进位与超前进位加法器设计需要了解加法器的基本原理和设计方法，以及如何使用VHDL语言来描述加法器的行为。 定点除法器设计 * 除法器是一种数字电路，用于实现除法运算。 * 定点除法器设计需要了解除法器的基本原理和设计方法，以及如何使用VHDL语言来描述除法器的行为。 自动售货机控制器设计 * 自动售货机控制器是一种数字电路，用于控制自动售货机的行为。 * 自动售货机控制器设计需要了解自动售货机控制器的基本原理和设计方法，以及如何使用VHDL语言来描述自动售货机控制器的行为。 串行数据接收器、并/串转换器设计 * 串行数据接收器是一种数字电路，用于接收串行数据。 * 并/串转换器是一种数字电路，用于将并行数据转换为串行数据。 * 串行数据接收器、并/串转换器设计需要了解串行数据接收器和并/串转换器的基本原理和设计方法，以及如何使用VHDL语言来描述串行数据接收器和并/串转换器的行为。 7段数码显示器的应用设计 * 7段数码显示器是一种数字电路，用于显示数字信息。 * 7段数码显示器的应用设计需要了解7段数码显示器的基本原理和设计方法，以及如何使用VHDL语言来描述7段数码显示器的行为。 信号发生器设计 * 信号发生器是一种数字电路，用于生成信号。 * 信号发生器设计需要了解信号发生器的基本原理和设计方法，以及如何使用VHDL语言来描述信号发生器的行为。 存储器设计 * 存储器是一种数字电路，用于存储数据。 * 存储器设计需要了解存储器的基本原理和设计方法，以及如何使用VHDL语言来描述存储器的行为。 FPGA综合设计1、2 * FPGA综合设计是一种数字电路，用于综合实施FPGA可编程逻辑器件。 * FPGA综合设计需要了解FPGA的基本原理和设计方法，以及如何使用VHDL语言来描述FPGA的行为。 综合考查实验 * 综合考查实验是指使用FPGA/CPLD可编程逻辑器件来实现实际的数字电路系统。 * 综合考查实验需要了解如何使用VHDL语言和QuartusII等EDA工具来设计和仿真数字电路系统。 考试成绩和平时成绩 * 考试成绩是指使用闭卷考试来评估学生的学习成果。 * 平时成绩是指使用平时作业和实验报告来评估学生的学习成果。 学习要求和答疑时间 * 学习要求是指学生需要完成的学习任务和项目。 * 答疑时间是指教师为学生答疑的时间。