本教程为FPGA入门基础教程,内容包括Verilog基本语法、数字电路基础、和Vivado基本使用方法等内容。整本书分为两个部分,第一部分介绍FPGA和Verilog基本概念,第二部分介绍具体FPGA编程方法。
第一部分首先通过介绍FPGA的基本概念、梳理其发展历程和对比FPGA和其他数字集成电路的优缺点,让学生弄清楚什么是FPGA以及其优势;紧接着通过对比Verilog和VHDL,让学生了解硬件编程语言(HDL)的基本概况;最后介绍使用Verilog进行编程的基本方法和思路,让学生从总体上认识到Verilog的编程过程。
第二部分的编程方法介绍中,通过5个大的实例带领初学者从入门到逐渐掌握状态机等基本FPGA编程方法。
第一个实验:“点亮LED灯”通过手把手带领学生点亮FPGA开发板上的LED灯,让学生掌握基本的Vivado的使用、最简单的Verilog语法和基础原理图阅读方法,同时让学生初步认识课程使用的FPGA开发板并建立掌握FPGA的基本自信心。
第二个实验:“跑马灯”带领学生掌握经常使用的Verilog语法,让学生逐渐能够用Verilog实现自己的想法,并分享基本的FPGA编程思路。
第三个实验:“花式跑马灯”在基本Verilog语法基础之上,让学生开始使用状态机和了解时序电路设计方法,能够更加灵活的实现自己的想法。
第四个实验:“数码管显示”在综合发挥前面学习内容基础之上,让学生掌握模块例化的方法,了解大型FPGA编程方法。
第五个实验:“呼吸灯”介绍了基本的PWM原理和IPCore调用方法,是对前面所学知识的巩固和进一步拓展。
本教程的安排由浅入深、循序渐进,带领零基础的学生逐渐掌握Verilog基本语法、数字电路基础、状态机编程思路、Vivado基本使用方法、电路原理图基本阅读技巧和FPGA基本编程技巧等知识。通过本教程的学习,学生真正可以进入FPGA的精彩世界。
本教程由成电少年学教研室编写,在编写过程中参考了夏宇闻老师的《数字系统设计教程》、阎石老师的《数字电子技术基础》、Xillinx官方技术文档及网络上的多个博客及相关的技术分享,在此表示感谢。本教程的编写过程中得到了教研室的陶鑫、郭佳鹏、钱伟恺三位工程师的协助,也得到了成电少年学的王璐博士的支持。此外,本教程的编写中得到了重庆邮电大学光电学院杨虹书记的大力支持。对所有上述的支持,在此由衷的感谢!由于水平有限,教程编写过程中难免会出现一些错误和不足,希望得到大家的批评和指正。
FPGA工程师证书介绍:
FPGA工程师证书是FPGA工程能力等级的认证。认证采用电子科技大学广东电子信息工程研究院,微电子专业人才培养体系标准,重在考察学员在FPGA软硬件设计及开发过的实际操作能力。证书严格按照行业标准进行考核,理论考试占比40%,工程操作占比60%。证书分为初级、中级、高级三个等级,其中初级认证匹配教材《xilinx FPGA入门基础指导教程》、中级认证匹配教材《xilinx FPGA中级技术指导教程》、高级认证匹配《xilinx FPGA高级技术指导教程》。
第一章 课程介绍
[收起]课程内容介绍,本套课程是FPGA入门为主,课程配套有FPGA教材、源码、证书,是一套新人入门FPGA的理想课程。通过5个经典小实验让你快速上手FPGA。
课程介绍 板卡介绍 课程考核 FPGA工程师证书(自选)
第二章 FPGA及Verilog基础
[收起]前言 FPGA发展历程 FPGA厂商 FPGA的优势 FPGA的应用领域 Verilog VS VHDL Verilog设计方法思路 Verilog的抽象级别
第三章 Verilog基础(点亮LED灯)
[收起]前言 vivado安装 原理图阅读 vivado使用 Verilog语法 Xillinx FPGA架构(更新) 训练 or 作业 工程源码以及下载链接
第四章 Verilog基础(跑马灯)
[收起]组合电路原理 Verilog语法 跑马灯实现 训练 or 作业 跑马灯工程源码与下载链接
第五章 Verilog基础(花式跑马灯)
[收起]时序电路原理 状态机理论 花式跑马灯实现之状态机理论分析 Verilog实现状态机 Verilog实现状态机扩展 训练 or 作业 花式跑马灯源码以及下载链接
第六章 Verilog基础(数码管显示)
[收起]组合逻辑 设计原理 模块例化 数码管显示实现 训练 or 作业 数码管时钟工程源码与下载链接
第七章 Verilog基础(呼吸灯)
[收起]PWM原理 IPCore 调用 呼吸灯实现 训练 or 作业 呼吸灯源码和下载链接