老白FPGA全系列P1_FPGA和数字电路系统基础

1.FPGA系列课程的规划

(1)FPGA和数字电路系统的基础

(2)FPGA硬件设计

(3)FPGA系统设计的深度讲解

(4)ARM+FPGA结合的硬件设计

(5)ARM+FPGA结合的示波器设计

2.FPGA开发过程中的困惑

(1)开发流程为什么这么长？

(2)设计输入的过程中基于Vrerilog硬件开发语言的困惑

(3)仿真过程的困惑

(4)在FPGA开发的过程里面我们为什么要加入仿真？

3.二选一开关系统分别基于FPGA和数字电路系统进行对比分析设计:

        (1) 系统需求:

S1无按下的时候，LED的驱动IO口的电压=S2所对应的IO口的电压

S1按下的时候，  LED的驱动IO口的电压=S3所对应的IO口的电压

(2)系统需求分析:

    A.按键-->Input-->当按键被按下的时候，按键会向IO口输入低电平；当按键无按下的时候，按键会向IO输入高电平

    B.LED-->Output-->当驱动LED的IO口输出高电平的时候，LED灭；当无驱动LED的IO口输出低电平的时候，LED点被点亮

    C.FPGA-->控制器件--->实现我们的系统需求

        <1>根据系统需求能够分析到:S1按下的时候，M16=L,A2=E16=S3;S1无按下的时候，M16=H,A2=E15=S2;

<2>在不同的输入的情况下，对应的输出是什么？--->真值表的获取

<3>S1   S2   S3   D1

    M16  E15  E16  A2

0     0    0   0

0     0    1   1

0     1    0   0

0     1    1   1

1     0    0   0

1     0    1   0

1     1    0   1

1     1    1   1

<4>通过上述真值表能够获取到的最简的逻辑表达式:A2=(M16' and E16) or (M16 and E15)  A2=2MUX1

        (3)手撕数字电路系统设计:Multisim进行最简化分析--->逻辑关系式

        (4)数字电路系统中基于(3)中获取的逻辑表达式进行数字电路系统设计:
            A.方案一:基于基本的与或非等门电路进行数字电路设计

            B.方案二:基于所有器件都是与非门进行数字电路系统设计

            C.方案三:基于4066BD进行进行数字电路系统设计

            D.方案四:基于74HC157进行数字电路系统设计

        (5)FPGA系统中基于(3)中获取的逻辑表达式进行程序编写基于Verilog语言

        (6)基于Multisim和ltspise对我们上述(4)种系统进行功能仿真和时序仿真

        (7)基于modelsim_Altera对FPGA构建的2选1开关器件进行功能仿真和时序仿真

        (8)将外部资源堆叠上去进行系统验证

4.FPGA开发流程详解:

(1)需求分析:系统资源分析-->真值表-->

(2)手撕数字电路系统设计:Multisim进行最简化分析--->逻辑关系式-->

(3)设计输入-->Verilog

(4)综合分析-->RTL Viewer

(5)仿真分析

A.前仿真-->功能仿真-->理想情况下(流程，基本概念，关键)

        B.后仿真-->时序仿真-->实际情况下(流程，基本概念，关键)

(6)I/O口分配-->配置FPGA下载-->外部资源加上去(PCBA)-->FPGA系统设计完成

5.基于数字电路系统的上述案例的具体开发流程分析

(1)需求分析:系统资源分析-->真值表-->Multisim进行最简化分析--->逻辑关系式--->具体的逻辑门电路-->仿真(激励-->响应)-->外部资源加上去-->运行-->数字电路系统电路设计完成

6.FPGA、数字电路系统设计关键

(1)系统需求分析

(2)选择最经济的方案

(3)设计合理的仿真测试方案

(4)穷尽我们仿真系统的输入激励

(5)熟悉开发的流程

7.IC的不同集成规模，设计关键，类型概述

8.二极管逻辑器件DL类型概述

9.BJT+电阻逻辑器件类型RTL概述

10.二极管+BJT逻辑器件类型DTL概述

11.ECL射极耦合逻辑器件概述

12.BJT+BJT三极管-三极管逻辑器件TTL类型详解

13.MOS,CMOS逻辑器件类型详解

14.TTL逻辑器件演变过程详解:74->74H->74L->74S->74LS->74ALS

15.CMOS逻辑器件演变过程详解:4000->74C->74HC/HCT->74AC/ACT

16.主流的各种逻辑器件特性分析

17.不同逻辑器件特性分析

18.TTL 和CMOS逻辑器件关键点详解:

    (1)电压范围详细分析

    (2)TTL逻辑器件浮空引脚处理方式详解

    (3)CMOS逻辑器件浮空引脚处理方式详解

    (4)TTL和CMOS逻辑器件中数字手册关键参数分析

    (5)扇入扇出能力

    (6)延时

    (7)抑制噪声机制

    (8)灌电流和拉电流能力

    (9)其他特性

19.组合逻辑,  时序逻辑,  可编程逻辑特性分析

20.基本的门电路设计分析(基于FPGA和数字电路系统设计)

21.组合逻辑数字单路设计分析(基于FPGA和数字电路系统设计)

22.时序逻辑数字单路设计分析(基于FPGA和数字电路系统设计)

23.数据存储，数据传输，数据转换系统分析(基于FPGA和数字电路系统设计)

24.Verilog硬件描述语言详解

25.FPGA核心设计思维详解

26.基于Multsim,LTSpise,Tina等仿真工具数字电路系统设计详解