學習以 VHDL 為基礎的 FPGA 設計:乒乓球遊戲

使用 VHDL 設計系統,並在 FPGA 上進行模擬、綜合與測試。

從這 1.5 小時的課程,你會學到

  • 數位電路基本概念:流程、暫存器、計數器、if-then-else 語句、並發語句、組合邏輯與時序邏輯電路等
  • 按鍵消抖
  • 七段數碼管顯示
  • VHDL 程式碼的編寫與理解
  • HDL 設計模擬:瞭解如何讀取波形並將其與 VHDL 程式碼對應起來
  • 在 FPGA 上測試設計
  • 問題分析與硬體工程師思維
  • 在 FPGA 上綜合設計
  • 使用限制檔案

要求

要充分掌握本課程內容,需要數位電子技術和 VHDL 的基礎知識。

課程說明

本課程旨在帶您深入探索硬體工程的世界。課程將引導您完成從需求分析到實現實用且高效設計的整個過程。您將學習數位電路的基本概念以及 VHDL 編碼規則與語法。此外,課程還將涵蓋約束文件的使用、HDL 設計的綜合與仿真,讓您能夠在進行物理實現之前驗證電路的正確性。學完本課程後,您將掌握設計、實現和測試數位系統的綜合技能。

為了實現上述目標,我們將以 FPGA 設計一款乒乓球遊戲。玩家將使用兩個按鍵進行發球和回球。八個 LED 燈將模擬乒乓球的運動軌跡:同一時刻僅有一個 LED 亮起,並根據上一位擊球玩家的操作方向,在八個 LED 之間從左向右或從右向左移動。當「球」到達最左側或最右側的 LED 時,玩家需要在限定時間內將其回擊。若回擊失敗,遊戲暫停,對手得分;此時所有 LED 同時亮起一秒鐘。 「球」將停留在輸球方一側,且遊戲保持暫停狀態,直到該玩家按下按鍵發球為止。經過數次成功的回合後,遊戲速度會加快,也就是「球」在 LED 間的移動速度提升,玩家回擊的時間窗口也會隨之縮短。最終,當任一玩家得分達到 9 分時,遊戲結束。

推廣訊息

現已推出「從零建置 RISC-V CPU:從 C 程式到 FPGA 實作」工程課程。使用優惠碼 F1591D814B0CD01576B4 即可享折扣。

目標受眾

數位電子技術初學者,或任何有興趣學習 FPGA 設計的人士

講師簡介

Anas Fennane 硬體經理與 FPGA 工程師

我是一名擁有10年硬體設計與嵌入式系統開發經驗的電子與通訊工程師。目前常駐巴黎,在安全領域擔任硬體經理,專案經驗涵蓋金融及航太領域。在職業工作之餘,我熱衷於學習與自我提升,並樂於與那些渴望探究事物運作原理的工程師及學生分享實用的行業知識與經驗。

字幕:英文

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