掌握FPGA系统设计基础：PLD原理与设计流程

本章深入探讨了FPGA系统设计的基础，涵盖了可编程逻辑器件（PLD）的核心概念和技术。PLD是一种在20世纪70年代兴起的创新逻辑元件，它在现代数字系统设计中扮演着关键角色。本章主要涉及以下知识点： 1. 可编程逻辑器件（PLD）：PLD的类型繁多，如PROM（包括EPROM和EEPROM），它们由“与阵列”和“或阵列”构成，适用于实现各种组合逻辑功能。然而，由于资源利用率较低，PROM和早期的FPLA（现场可编程逻辑阵列）已较少见。 2. FPGA：作为PLD的一种高级形式，FPGA（现场可编程门阵列）因其高度可配置性和灵活性而备受青睐。FPGA集成了大量的门级可编程单元，允许用户根据需求动态配置，这使得它们在定制化和实时应用中极具优势。 3. 设计方法：现代数字系统设计采用模块化和层次化的方法，强调系统级设计和模块之间的接口设计。FPGA设计尤其强调灵活性和性能优化，设计师需要考虑逻辑资源的分配和连线策略。 4. 设计流程：本章介绍了基于MAX+Plus II、Quartus II和ISE等主流设计工具的FPGA设计流程。这些工具各有特点，例如MAX+Plus II以其图形化界面和高级综合器闻名，Quartus II则提供了更全面的设计环境，而ISE则是Xilinx公司的官方工具，支持广泛的IP核和仿真功能。 5. 设计工具：了解并掌握不同设计工具的特性和工作流程至关重要，如Xilinx的VHDL或Verilog语言支持，以及它们的开发环境、布局布线、配置和验证过程。 6. 教学建议：学习者应重点理解设计方法和FPGA设计流程，通过实践项目来加深理解。同时，要注意不同工具之间的异同，以便灵活运用。在后续章节中，将会有更多关于FPGA设计工具的深入学习和应用。 FPGA系统设计基础课程旨在为学生提供坚实的理论基础和实践经验，使他们能够在实际工程中高效地利用这种强大的硬件平台。通过本章的学习，读者将能够掌握FPGA的基本概念，熟悉其设计过程，并为后续的专业技能提升打下坚实基础。