Oswoić FPGA z SystemVerilog. Jak używać programowalnych układów logicznych we własnych projektach - ebook

Programuj i steruj - odkryj tajniki FPGA!

FPGA pochodzi od angielskiego field-programmable gate array. Polski odpowiednik to: bezpośrednio programowalna macierz bramek. FPGA jest rodzajem programowalnego układu logicznego. Ma tę samą funkcjonalność co układ scalony, tyle że może być wielokrotnie programowany bez demontażu. Z tego powodu znajduje zastosowanie tam, gdzie wymagana jest możliwość zmiany działania, na przykład w satelitach kosmicznych. Budujesz, instalujesz w urządzeniu docelowym, a potem modyfikujesz układ w zależności od potrzeb. Brzmi praktycznie, prawda?

Tyle niezbędnej teorii, przejdźmy zatem do wspomnianej praktyki, czyli odpowiedzi na pytanie, jak zbudować taki programowalny układ logiczny. Znajdziesz ją właśnie w tej książce. Dowiesz się z niej nie tylko, jakie zastosowanie mają układy FPGA, ale także:

• Co będzie potrzebne do wykonania własnych eksperymentów
• Jak przygotować środowisko pracy
• Jakiego rodzaju elementów (układ FPGA, przyciski, diody) należy użyć i jak je połączyć
• W jaki sposób zbudować praktyczne projekty, takie jak zegar czy sterownik silnika krokowego
• Jak skutecznie obsługiwać port szeregowy

Spis treści

1. Lista elementów

2. A komu to potrzebne?

• 2.1. Co FPGA ma w środku?
• 2.2. Jak powstają projekty?
• 2.3. Gdzie są używane układy FPGA?
• 2.4. Kto produkuje sprzęt i narzędzia?
• 2.5. Co dalej?

3. Przygotowujemy środowisko

• 3.1. ModelSim Questa
• 3.2. GOWIN EDA
• 3.3. Przykłady
• 3.4. Pierwszy projekt
• 3.5. Symulacja
• 3.6. Synteza i implementacja
• 3.7. Modelowanie logiki
• 3.8. Testbench
• 3.9. Symulacja

4. Liczniki

• 4.1. Licznik modulo N
• 4.2. Poruszanie się po przebiegach
• 4.3. Łączenie modułów
• 4.4. Jak to wygląda w FPGA?
• 4.5. System dwójkowy
• 4.6. Liczby w SystemVerilog
• 4.7. Licznik
• 4.8. Logika kombinacyjna i synchroniczna
• 4.9. Latch
• 4.10. Licznik w SystemVerilog

5. Przyciski

• 5.1. Zliczanie naciśnięć
• 5.2. Debounce
• 5.3. Wykrywanie zbocza
• 5.4. Wyświetlacz 7-segmentowy
• 5.5. Uruchamiamy licznik
• 5.6. Implementacja dekodera
• 5.7. Jak działa budowa projektu?

6. Zegar

• 6.1. Dużo liczników
• 6.2. Cyfry godzin
• 6.3. Multipleksing
• 6.4. Symulacja zegara
• 6.5. Łączymy elementy
• 6.6. Kod BCD
• 6.7. Z godziny na BCD
• 6.8. Implementacja multipleksingu

7. Silnik krokowy

• 7.1. Działanie silnika
• 7.2. Sterownik silnika
• 7.3. Łączymy klocki
• 7.4. Maszyna stanów
• 7.5. Typ wyliczeniowy enum
• 7.6. Implementacja automatu

8. Port szeregowy

• 8.1. Testujemy port
• 8.2. Nadajemy
• 8.3. Zaokrąglanie liczb
• 8.4. Wysyłamy liczby
• 8.5. Odbieramy
• 8.6. Tor przetwarzania danych
• 8.7. Liczymy średnią