南通大学Verilog HDL课程：数字系统实例与设计详解

本课程主要围绕Verilog HDL语言进行深入教学，针对数字系统设计实战，强调了在实际工程中的应用。课程内容涵盖了以下几个核心模块和实例： 1. **FIFO（First-In First-Out）数据缓冲器**：FIFO是一种常见的数据结构，用于在输入和输出之间提供连续的数据流，确保数据按照先进先出的原则处理。学生将学习FIFO的工作原理，包括头指针和尾指针的概念，以及如何通过逻辑门电路实现判断缓冲器为空或满的状态。 2. **异步串行通信接口**：通过实例学习如何设计和实现这种接口，它在许多通信协议中扮演关键角色，如UART或SPI，以便于数据在不同速度下可靠传输。 3. **调制解调器**：这部分涉及模拟与数字信号之间的转换，如AM、FM和ASK等调制技术的实现，以及解调器的设计，以便于在模拟信道上传输数字信息。 4. **I2C接口的EEPROM读写器**：I2C总线是微控制器常用的一种通信方式，通过此实例，学生将掌握如何设计一个I2C兼容的EEPROM读写器，以实现非易失性存储器的访问。 5. **CISC（Complex Instruction Set Computer）CPU和RISC（Reduced Instruction Set Computer）CPU**：课程还涵盖了基本的CPU设计，包括不同架构的比较，如CISC的指令集复杂但功能强大，而RISC则以精简指令、高效执行为特点。学生会学习如何用Verilog描述这些处理器的核心逻辑，如控制单元和算术逻辑单元。 具体到编程示例，如例1-1展示了11111010000序列检测器的Verilog代码，通过位移寄存器和条件语句实现了序列检测的功能。例1-2是一个简单的11010100序列信号发生器，通过状态机设计生成指定序列。例1-3则演示了如何用Verilog设计一个1kB容量的RAM，涉及地址映射和读写操作。 通过这些实例，学生将掌握如何用Verilog HDL语言精确地描述硬件行为，提高数字系统设计的能力，并且理解在实际项目中如何将理论知识转化为实际的可编程硬件。这门课程对于希望进入电子工程或半导体行业的学生来说，具有很高的实用价值。