FPGA系统设计

我们周围的世界已经变得数字化。我们使用的个人设备、居住的房屋和驾驶的汽车都包含数字系统来简化生活。此外，所有这些系统已经开始相互通信。由于数字系统已成为我们日常生活中最重要的工具之一，除了工程师之外，业余爱好者也开始学习和使用它们。

实现数字系统有四种方法。第一种是使用分立逻辑门。由于实现问题，这种方法已经过时。第二种是使用微控制器，它具有编程简便和价格合理等理想特性。然而，微控制器在配置方面是静态的。第三种是使用专用集成电路（ASIC）。对于大规模生产，使用ASIC是解决方案。然而，生产和测试ASIC芯片需要时间，这限制了其设计后的修改。第四种是使用现场可编程门阵列（FPGA）。FPGA可以轻松配置以适应特定应用。

管理FPGA并充分发挥其性能比微控制器稍难。但如果操作得当，收益将是巨大的。因此，本书旨在通过数字系统设计指导读者掌握FPGA。在此过程中，主要关注点将放在实现上。因此，读者将通过实现实际应用来掌握理论数字设计概念。

有两种常用的硬件描述语言（HDL）可用于在FPGA上实现数字系统：Verilog和VHDL。每种HDL都有其优缺点。在本书中，我们只介绍Verilog。

在深入数字系统的精彩世界之前，我们想提醒读者一两件事。我们并没有打算编写标准的数字设计课程教科书，因此没有深入涵盖理论概念。相反，我们尝试通过实际应用来解释所有这些概念。通过这种方式，我们希望读者能更好地理解数字设计概念。此外，我们不相信数字设计只是一门必须参加的工程课程，它是每个工程专业学生为就业市场应该掌握的技能。同时，正如大多数业余爱好者所做的那样，它也是充满趣味的。所以，让我们在掌握FPGA的同时享受数字设计的乐趣吧！