第1-2周:基础项目 - 4位加法器和计数器
目标:掌握Verilog基本语法和模块设计。
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第1周:
- 学习Verilog的基本语法和结构(模块、端口、数据类型)。
- 设计并实现一个4位加法器。
- 编写测试平台(Testbench)对4位加法器进行功能仿真。
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第2周:
- 学习组合逻辑设计的最佳实践。
- 设计并实现一个4位同步计数器。
- 编写测试平台,对计数器进行仿真和验证。
第3-4周:进阶项目 - 多路选择器和译码器
目标:深入理解组合逻辑电路和Verilog语法。
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第3周:
- 学习多路选择器的工作原理。
- 设计并实现一个4:1多路选择器。
- 编写测试平台,对多路选择器进行仿真和验证。
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第4周:
- 学习译码器的工作原理。
- 设计并实现一个3:8译码器。
- 编写测试平台,对译码器进行仿真和验证。
第5-6周:时序逻辑设计 - 寄存器和FIFO
目标:掌握时序逻辑电路设计方法。
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第5周:
- 学习寄存器的基本概念和设计方法。
- 设计并实现一个8位移位寄存器。
- 编写测试平台,对移位寄存器进行仿真和验证。
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第6周:
- 学习FIFO(先进先出队列)的工作原理。
- 设计并实现一个简单的FIFO。
- 编写测试平台,对FIFO进行仿真和验证。
第7-8周:状态机设计 - 简单UART模块
目标:理解和设计有限状态机(FSM)。
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第7周:
- 学习有限状态机的概念和设计方法。
- 设计并实现一个简单的UART发送器。
- 编写测试平台,对UART发送器进行仿真和验证。
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第8周:
- 设计并实现一个简单的UART接收器。
- 编写测试平台,对UART接收器进行仿真和验证。
第9-10周:项目整合 - UART通信系统
目标:将多个模块整合成一个完整的系统。
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第9周:
- 将UART发送器和接收器整合成一个完整的通信系统。
- 设计并实现UART通信系统的顶层模块。
- 编写测试平台,对整个系统进行仿真和验证。
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第10周:
- 在FPGA开发板上实现UART通信系统。
- 测试系统在实际硬件上的性能和功能。
- 进行调试和优化。
第11-12周:高级项目 - 简单CPU设计
目标:综合应用所学知识设计一个简单的CPU。
- 第11周:
- 学习CPU的基本工作原理和结构。
- 设计并实现一个简单的CPU数据路径。
- 编写测试平台,对数据路径进行仿真和验证。
- 第12周:
- 设计并实现CPU的控制单元。
- 整合数据路径和控制单元,完成CPU设计。
- 编写测试平台,对整个CPU进行仿真和验证。
- 在FPGA开发板上实现并测试CPU。
资源推荐
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书籍:
- 《Verilog HDL》 by Samir Palnitkar
- 《FPGA Prototyping by Verilog Examples》 by Pong P. Chu
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在线课程:
- Coursera上的“FPGA Design for Embedded Systems”
- edX上的“Digital Design using Verilog”
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开发板:
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Xilinx的开发板
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Intel的开发板
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通过严格按照周计划进行学习和实践,可以有效地掌握FPGA设计的基本技能和方法,为更复杂的项目打下坚实的基础。