"《硬件描述语言及FPGA设计》复习要点涵盖了硬件设计的基础概念和流程,包括EDA技术、HDL、FPGA、CPLD等关键术语,以及设计输入、综合、仿真、IP核和不同类型的PLD器件。"
本文档主要介绍了硬件描述语言和FPGA设计的核心概念,适合于电子工程和计算机科学领域的学习者。首先,定义了设计方法,如自顶向下和自底向上,其中自顶向下作为主流设计策略。接着,阐述了综合在电子设计自动化(EDA)中的重要性,它是将高级设计描述转化为低层次电路描述的过程。
HDL(硬件描述语言)是设计者用来表述电路逻辑的编程语言,例如Verilog HDL和VHDL,它们被广泛用于FPGA和ASIC设计。系统芯片(SoC)和专用集成电路(ASIC)是集成度极高的集成电路,而PLD(可编程逻辑器件)包括CPLD(复杂可编程逻辑器件)和FPGA(现场可编程门阵列)。FPGA使用查找表(LUT)实现逻辑功能,并通过JTAG接口进行在系统编程(ISP)。
文档还提到了IP核,这是可重用的、完成特定功能的设计模块。逻辑综合是将设计输入,如HDL文本或状态图,转化为门级电路的过程。设计输入包括将电路设计以软件要求的格式输入到EDA工具中。下载是指将编程文件加载到PLD器件中,对于CPLD称为编程,而对于FPGA则是配置。此外,FSM(有限状态机)和UDP(用户自定义协议)在数字电路设计中扮演着重要角色。
在填空部分,进一步强调了EDA技术的目标器件、综合的关键作用、CPLD与FPGA的下载区别,以及仿真的类型(功能仿真和时序仿真)。IP核分为硬核、固核和软核,分别代表不同级别的定制程度。目前,Verilog HDL和VHDL是广泛接受的HDL标准。PLD根据编程技术和元件的不同,如熔丝、反熔丝、紫外线擦除、EEPROM、闪存和SRAM,以及它们的典型代表如CPLD和基于SRAM的FPGA。边界扫描测试是PLD开发中常用的一种测试技术。
总结来说,这份复习资料深入浅出地讲解了硬件设计的基础知识,涵盖了从基本概念到实际应用的各个环节,对于理解和掌握FPGA和数字电路设计有着极大的帮助。