FPGA入门教程：从电路设计到实战实例

FPGA入门教程是一份实用的教程，旨在帮助初学者理解和掌握FPGA技术。本教程由电子科技大学的杨威教授编写，强调理论与实践相结合，鼓励读者在实际项目中不断学习和提升，以期成为FPGA领域的高手。 1. 数字电路设计基础 - 逻辑设计是数字电路的核心，涉及二进制逻辑值（1和0），代表模拟电压或电流的离散状态。不同的电平标准，如TTL、CMOS等，有着各自的电气特性和应用范围，这些细节在《补充教程1：电平标准》中有详细介绍。 - 数字电路设计主要分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。组合逻辑电路的输出仅取决于当前输入，而时序逻辑电路则依赖于输入和前一状态，其工作受时钟控制，如触发器（寄存器）的建立时间、保持时间和响应时间等参数是设计中的关键考虑因素。 2. FPGA概述 - FPGA全称为Field-Programmable Gate Array，是一种可编程逻辑器件，允许用户根据需要在硬件级别实现逻辑功能。它们提供了高度的灵活性，能适应多种应用需求。 3. FPGA开发流程 - 开发过程通常包括逻辑设计（RTL设计）、逻辑综合、布局布线（Place and Route）、仿真验证（如ModelSim）以及下载到硬件（如Quartus II工具）。每个步骤都要求对FPGA的结构和工作原理有深入理解。 4. RTL设计 - RTL (Register Transfer Level) 设计是高级硬件描述语言，用于描述电路的行为，是将抽象的算法转化为具体硬件实现的关键步骤。这通常涉及VHDL或Verilog等编程语言。 5. Quartus II设计实例 - Quartus II 是 Altera公司提供的FPGA开发工具，教程中会包含如何使用它进行逻辑综合、配置文件管理以及下载到硬件的实际操作案例，以便于学员实践。 6. ModelSim和Testbench - ModelSim是一款功能强大的逻辑仿真器，用于验证RTL设计的正确性。Testbench是用于测试和调试的虚拟环境，通过设置输入和观察输出，确保设计按照预期工作。 通过这个教程，读者将学习到从基本的数字电路概念到FPGA开发的全过程，培养解决实际问题的能力，为成为FPGA高手打下坚实的基础。