解密嵌入式系統中 FPGA 的秘密。透過掌握 FPGA 設計技能來增加職業機會並建立更好的系統。
關於此專業課程
本課程的目標是熟練現場可程式化邏輯閘陣列 (FPGA)，以便為各種應用創建原型或產品。儘管 FPGA 設計可能是一個複雜的主題，但我們將對其進行介紹，以便只需稍加努力，就可以輕鬆學習基本概念，同時也為更有經驗的設計師提供挑戰。我們將探討現場可程式化邏輯閘陣列 (FPGA) 和複雜可程式邏輯設備 (CPLD) 的複雜性、功能和趨勢。將練習構思、設計、實施和 debug 技能。我們將了解嵌入式 IP 和處理器核心的具體細節，包括實作與取得 IP 之間的權衡。專案將涉及最新的軟體和 FPGA 開發工具和硬體平台，以幫助廣泛了解各種可編程 SoC 解決方案的功能。主題包括：
- 針對 FPGA 和 CPLD 架構的 Verilog、VHDL 和 RTL 設計
- FPGA 開發工具流程：指定、綜合、模擬、編譯、程式設計與除錯
- 可設定嵌入式處理器和嵌入式軟體
- 使用軟核和硬核處理器以及作業系統選項
- FPGA 系統工程、軟硬體整合及測試
- IP 開發和整合第三方 IP
總整課程將為學習者提供機會來練習和實施基於低成本評估板構建 FPGA 系統所涵蓋的概念。
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應用的學習專案
學習者將運用包括 VHDL 和 Verilog 編碼、可程式邏輯綜合和模擬、靜態時序分析和 FPGA 設備程式設計在內的技能，練習使用業界標準 FPGA 硬體開發工具建構和測試多個 FPGA 專案。 這些努力的最終成果是使用 DE10-Lite 評估板來建立一個可設定的片上軟核心處理器系統。
你將學到的內容有
- 在 FPGA 中建立一個包含 Nios II 軟體處理器、RAM 和 FLASH 記憶體以及一些週邊工作的片上工作系統設計。
- 了解並實踐 FPGA 開發的各個方面，包括構思、設計、實施和調試。
- 了解硬體開發流程每個階段的原理，包括擬合、時間約束、模擬和程式設計。
- 應用分層設計方法在 VHDL 或 Verilog 中創建更大的設計
你將獲得的技能：
| 模擬驗證 | 可程式邏輯設計 | 用 Verilog 寫程式碼 |
| VHDL編碼 | 軟體處理器設計 |
字幕
英文
製作方
University of Colorado Boulder 科羅拉多大學波爾德分校
科羅拉多大學波爾德分校是一個充滿活力的學者和學習者社區，位於美國最壯觀的大學校園之一。作為著名的美國大學協會 (AAU) 的 34 所美國公立機構之一，我們擁有學術卓越的驕傲傳統，擁有 5 位諾貝爾獎得主和 50 多名著名學術院士。
第 1 門課程 嵌入式系統 FPGA 設計簡介
你將學到的內容有
- 描述 FPGA 是什麼以及這項技術是如何開發的
- 確定如何為給定應用程式選擇最佳 FPGA 架構
- 使用最先進的軟體工具進行 FPGA 開發，並使用 FPGA 解決關鍵的數位設計問題
你將獲得的技能：
| 質數測試( primality test ) | Verilog | 數位化設計 |
| 靜態時序分析 |
第 2 門課程 用於 FPGA 設計的硬體描述語言
你將學到的內容有
- 解釋 HDL 在 FPGA 和 ASIC 設計輸入和驗證中的作用
- 利用 HDL 軟體工具進行 FPGA 開發
你將獲得的技能：
| 設計 FPGA 邏輯 | 用 VHDL 寫程式碼 | 設計測試台 |
| 用 Verilog 寫程式碼 | 模擬 FPGA 設計 |
第 3 門課程 FPGA 軟核心處理器和 IP 獲取
你將學到的內容有
- 使用 Altera 開發流程建立 Nios II 軟核心處理器硬體設計
- 了解在 Nios II 軟處理器中實作自訂指令的好處和步驟。
- 列出可用於 FPGA 的 IP 類型
- 使用 ModelSim 模擬來驗證 FPGA 設計
你將獲得的技能：
| 模擬驗證 | 智慧財產權整合 | 可程式邏輯設計 |
| 軟體處理器設計 | 軟核心處理器的軟體設計 |
第 4 門課程 FPGA 總整專案：建構 FPGA 專案
你將學到的內容有
- 使用 Quartus Prime 創建有效的 FPGA 設計並在評估板上運行它
- 了解並實踐 FPGA 開發的各個方面，包括構思、設計、實施和 debug。
- 在FPGA中建立一個包含Nios II軟體處理器、RAM 和 FLASH 記憶體以及一些週邊工作的片上工作系統設計。
- 熟悉 FGPA 開發流程，特別是包含軟體開發流程的 SoC 的情況。
你將獲得的技能：
| 可程式邏輯設計 | 軟體處理器設計 | |
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