學習 VHDL 和 FPGA 開發的基礎知識

Contents

你將學習如何從 VHDL 和 FPGA 編寫程式開始。

從這 17.5 小時的課程，你會學到

了解在 FPGA 上實現數位設計的設計流程
了解如何在 Altera 的 ModelSim 和 Vivado 模擬器中對設計進行模擬
了解如何使用 Xilinx Vivado 工具對 FPGA 進行編寫程式
使用 ModelSim 模擬 VHDL 設計
熟悉 Altera 和 Xilinx 工具

要求

二進位符號的基本理解
十六進位的基本理解
邏輯門( logic gates )的基本理解
對 Vivado/Quartus 的基本了解

課程說明

你將如何學習？

你將通過真正的程式編輯來學習。所有程式碼和示例都在輔導視訊中進行與解釋。在調整現有程式碼或創建自己的程式碼後，你將運行模擬來驗證它。如果你有興趣在真實硬體上運行你的程式碼（不是必需的，但更有趣），我們推薦 Altera 或 Xilinx 板。

你會學到什麼？

這門課程將教你 VHDL 設計的基礎知識。在本課程中，你將完成各種專案，這些專案需要你完成整個 FPGA 開發過程。將指導你使用 Xilinx 的開發工具 Vivado 或 Altera 開發工具 Quartus 將實際 VHDL 編寫程式到綜合。本課程有 8 個專案：

Buttons & LEDs
一個旨在教學生 VHDL 基礎知識以及如何在 FPGA 輸入（按鈕 Button ）和輸出（LED）上製作特定引腳的項目。
Blinky LEDs
學生將學習如何在 VHDL 中創建一個計數器，以便同時同時打開和關閉多個 LED。
LED Brightness
該專案將讓學生創建 3 個 VHDL 設計、一個用於控制 LED 亮度的 PWM 設計、一個用於改變佔空比的計數器，以及一個將所有內容整合在一起的頂級設計。
UART Demonstration
將向學生介紹軟核處理器並使用它們在串行端口終端上顯示“Hello World”訊息。
UART I/O
在該專案中，學生將建立使用軟核處理器來傳輸訊息以讀取訊消息的能力。學生將學習如何解釋從計算機傳到 FPGA 的訊息，以便讀取板上各種周邊設備的狀態。
AD Processing
該專案將讓學生進行模數轉換。例如，他們感知溫度。
SPI Interface (Arty A7 Only)
在這個專案中，學生將學習如何使用 SPI 界面。他們會將現有設計加載到外部快閃記憶體晶片上，以使 FPGA 通過 SPI 界面自行配置。
I2C Interface (DE10 Nano Only)
在這個專案中，學生將學習如何使用 I2C。他們會將嵌入式 Linux 作業系統加載到 DE10 Nano 開發板上。然後，他們將運行一個板載加速計接口的程式，以顯示傳感器讀取的 g 力。

在完成專案之前，將解釋完成每個專案所需的所有背景和知識。每個專案都有展示視訊和演練，以便你深入了解專案的工作原理。

目標受眾

工科學生
工程經理
追求電機工程的個人
任何想從中獲取樂趣的人！
任何想了解 FPGA 和開發過程的人

講師簡介

Jordan Christman FPGA * VHDL * MATLAB 熱愛者

Jordan Christman 具備 University of Dayton 的電子和電腦工程技術學士學位和電機工程碩士學位。他目前正在申請電子監測裝置的專利。他在 FPGA (Field Programmable Gate Array)開發、數位電子、電路板設計、 VHDL 設計和硬體系統建模等方面有著豐富的知識。 Jordan 在學校的研究重點是嵌入式系統，包括電路設計、韌體開發、電腦硬體的實現以及計算機作業系統的介面。Jordan 的嗜好包括行動應用程式開發、 PCB (印刷電路板)的佈局和組裝、電腦應用程式程式設計，以及任何與電子工程相關的東西。