掌握FPGA Verilog基础：体系结构与硬线逻辑详解

本资源是一本关于计算机体系结构和硬线逻辑的教材，特别关注FPGA（Field-Programmable Gate Array）领域中的Verilog语言教程。《数字系统设计教程》由北京航空航天大学夏宇闻编著，旨在引导读者理解和应用Verilog1364-2001标准，进行数字系统的设计、建模、仿真、综合和验证。 首先，计算机体系结构部分涵盖了通用计算机处理器如何通过优化算法和架构来提升运算效率的核心概念，它不仅是理论研究，也对实际硬件设计有着深远影响。硬线逻辑则是基于基础逻辑门（如与门、或门、非门、触发器、多路器等）构建的无状态逻辑系统，它们在硬件实现中扮演着关键角色，尤其在FPGA中，硬线逻辑提供了灵活性和高性能。 Verilog语言是课程的核心内容，它是硬件描述语言的一种，被广泛用于设计和描述数字系统。课程讲解了Verilog的特点，包括其模块化、事件驱动和并行处理能力，以及基本的语法结构，如变量声明、组合逻辑、时序逻辑、结构化设计等。通过学习，学生将学会如何用Verilog编写和调试复杂的数字逻辑设计。 教学方法强调理论与实践相结合，课程计划包括十次理论讲座，每次两小时，深入讲解理论知识；五次实验，每次四小时，让学生亲自动手操作和验证设计；以及一次上机实验考核和面试，总计84小时的教学时间。考核方式除了课堂表现和下课后的复习占20%，实验操作占20%，最终设计和演示占40%，确保理论学习与实践技能同步提升。 课程的主要内容涉及复杂数字系统与信号处理的关系，为何要研究复杂的数字逻辑系统，以及如何选择合适的工具和手段来设计这些系统。此外，还会深入探讨数字系统的基本结构，如数据路径、控制单元和接口设计。通过这门教程，读者将掌握设计和实现现代数字系统的关键技能，为FPGA设计领域打下坚实的基础。