硬件描述语言与FPGA设计关键知识点回顾

《硬件描述语言及FPGA设计》是一门重要的课程，主要涉及电子设计自动化（EDA）领域的核心概念和技术。该文档概述了设计方法、关键术语和流程，对于理解和实践FPGA开发至关重要。 1. **设计方法**：文档强调了自顶向下和自底向上的设计策略，虽然自顶向下是主要设计手段，它从系统级的需求出发，逐步细化到具体的硬件实现。 2. **硬件描述语言 (HDL)**：HDL是用于描述硬件电路行为的语言，如Verilog HDL和VHDL，它们是当前EDA设计中的主流标准，提供了一种抽象层次的方式来编写硬件描述。 3. **综合过程**：这是将高级设计描述转化为低级硬件电路的关键步骤，它涉及将设计者的HDL代码通过逻辑综合工具转化为门级电路或网表，这是实现硬件设计的重要环节。 4. **设计工具和器件**：EDA技术利用计算机和专用软件（如Quartus II、ISE等）配合PLD（如PLD、CPLD、FPGA）或ASIC进行设计。PLD进一步细分为多种类型，如PROM、PLA、PAL、GAL和CPLD/SRAM结构的FPGA，每种都有其特定的编程和配置方式。 5. **IP核**：知识产权核是预设计好的可复用模块，包括硬核（硬编码）、固核（固定功能）和软核（软件可编程），它们简化了设计过程并提高了效率。 6. **仿真与下载**：设计过程中，功能仿真和时序仿真帮助验证电路行为，而下载则是将设计映像写入PLD或FPGA的过程，例如，对CPLD的编程和FPGA的配置。 7. **状态机与用户定制**：有限状态机（FSM）是设计中的常见组件，而用户自定义（UDP）则允许开发者扩展或修改预定义的功能。NS和OL分别代表次态和输出逻辑。 8. **设计流程**：自顶向下的设计策略在现代EDA中被广泛应用，从顶层架构到详细设计再到实际实施，包括设计输入、逻辑综合、下载和测试。 9. **测试技术**：在PLD特别是FPGA开发中，边界扫描测试技术是一种常用的调试手段，用于检测和修复潜在的故障。 学习《硬件描述语言及FPGA设计》不仅需要掌握基本的术语和概念，还需熟练运用相关的设计工具和方法，理解电路的构建、仿真、编程以及测试的全过程。这对于从事嵌入式系统、通信设备或高性能计算等领域的工作至关重要。