FPGA数字系统设计：基于Verilog的现代方法

"基于FPGA的数字系统设计_1.pptx" 这篇资料主要介绍了基于FPGA（Field-Programmable Gate Array）的数字系统设计，由窦衡教授在信息与通信工程学院授课，强调了现代数字电路系统设计的方法。资料推荐了两本教材，分别由Michael D. Ciletti撰写，一本英文版，一本中文版，适用于中高级数字设计课程的学习者。 教材特点在于： 1. 重点讲解现代数字电路系统设计技术，强调设计流程和方法。 2. 引入Verilog 2001和2005语言，用于RTL（寄存器传输级）描述和算法建模，强调可综合性和实用性。 3. 区分可综合和不可综合循环的设计差异，帮助学生理解设计限制。 4. 使用ASM（状态机）和ASMD（算法状态机描述）图进行行为级建模，提升设计的抽象层次。 5. 深入探讨了基于Verilog的数字处理系统、RISC（精简指令集计算机）设计、数据通道控制器以及异步和同步FIFO（先进先出缓冲区）的算法和架构。 6. 提供超过150个经过验证的设计实例，以实践为导向，加强理论与实际结合。 7. 设计了多样化的习题，增强对知识点的理解和应用能力。 资料的主要内容分为11章，涵盖： 1. 数字设计方法概论，介绍基本概念和工作平台，如计算机、FPGA开发软件、硬件描述语言（HDL）、系统描述语言，以及实现目标——SoPC（System on a Programmable Chip）系统。 2. 回顾组合逻辑设计，包括基本逻辑门和组合逻辑电路的分析与设计。 3. 时序逻辑设计基础，涉及触发器、计数器、寄存器等。 4. Verilog逻辑设计介绍，讲解Verilog的基础语法和应用。 5. 利用组合逻辑与时序逻辑的行为模型进行逻辑设计，介绍设计流程和技巧。 6. 组合逻辑与时序逻辑的综合，阐述如何将高级设计转化为实际电路。 7. 数据通路控制器设计和综合，探讨处理器内部数据流的控制。 8. 可编程逻辑器件和存储器件的原理与应用，包括FPGA的结构和特性。 9. 数字处理器的算法和结构，包括计算单元和控制单元的设计。 10. 算术处理器架构，关注算术运算单元的实现。 11. 后综合设计任务，指导如何完成设计的优化和验证。 最后，资料还提到了电子设计自动化（EDA）的广泛定义，包括半导体工艺设计自动化、可编程器件设计自动化等多个方面，展示了数字设计方法从手工到计算机辅助再到高级自动化设计的历程。 整个课程旨在通过理论教学和实践项目，使学生掌握基于FPGA的数字系统设计技能，了解并运用现代设计方法解决复杂电子系统的问题。