FPGA实验：基于DE2-115的加法器与计数器设计

"加法器的实验指导书——探索基于FPGA的数字系统设计" 本实验指导书主要针对加法器的设计与实现，通过DE2-115开发板进行，旨在让学生熟悉数字系统设计流程，掌握FPGA的使用方法。实验目标包括理解基于FPGA的数字系统设计流程，熟悉DE2-115开发板及其资源，以及学习使用EDA工具进行电路设计、逻辑综合、仿真、布局布线和下载。 在实验前，学生需要对DE2-115开发板有深入了解，列出其所有有效资源并简要说明。同时，预习加法器和计数器的工作原理，这是后续设计的基础。 FPGA（Field Programmable Gate Array）是一种现场可编程门阵列，它结合了可编程逻辑器件和门阵列的优势，提供高度的灵活性和集成度。FPGA的开发流程通常包括设计、逻辑综合、仿真、布局布线和下载几个步骤。这种技术相比ASIC（Application Specific Integrated Circuit）具有快速开发、低成本、实时在线检验等优势，广泛应用于原型设计和小批量生产。 FPGA的基本组成部分包括可编程输入/输出单元、基本可编程逻辑单元、嵌入式块RAM、布线资源、底层嵌入功能单元和内嵌专用硬核。市面上有多种FPGA产品，如XILINX的Spartan和Virtex系列、ALTERA公司的各类产品等，每种FPGA在结构和开发工具上都有所差异。 实验中，学生将学习如何使用Quartus II这样的EDA工具，从设计电路到最终实现加法器的功能。这涉及编写硬件描述语言（如Verilog或VHDL）来描述加法器的逻辑，然后通过逻辑综合将这些描述转化为逻辑门级的网络表。接着，通过仿真验证设计的正确性，如果满足设计需求，再进行布局布线优化，最后将编程数据下载到FPGA中，实现加法器的硬件运行。 通过这个实验，学生不仅可以掌握加法器这一基础逻辑部件的设计，还能深入理解FPGA的工作原理，为今后的高级数字系统设计打下坚实基础。