### Verilog培训教程知识点梳理
#### 一、可编程器件的历史
- **1.1 从第一个晶体管到PROM的出现**
- 概述了半导体技术的发展历程，从第一款晶体管的发明到可编程只读存储器(PROM)的诞生。
- **1.2 SPLD与CPLD的时代**
- 讲解了简单可编程逻辑器件(SPLD)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)的发展与应用。
- SPLD和CPLD在电路设计中的优势与局限性。
- **1.3 FPGA的崛起**
- 介绍现场可编程门阵列(FPGA)的概念及其如何成为现代电子设计的重要组成部分。
- **1.4 SOPC的盛世**
- 探讨了系统级芯片(System-on-a-Chip, SOC)与可编程逻辑技术结合后形成的系统级可编程芯片(System-on-a-Programmable Chip, SOPC)的发展趋势。
#### 二、FPGA原理
- **2.1 基于SRAM技术原理**
- **2.1.1 SRAM与DRAM**
- 对比静态随机存取存储器(SRAM)与动态随机存取存储器(DRAM)的特点。
- **2.1.2 SRAM构成FPGA机理**
- SRAM如何用于构建FPGA的基本结构。
- **2.1.3 查找表(LUT)举例**
- 通过示例说明查找表(LUT)的工作原理及其在FPGA设计中的应用。
- **2.1.4 LUT的讨论**
- 分析LUT的优势与不足。
- **2.1.5 基于SRAM技术的优缺点**
- 综合评价SRAM技术在FPGA中的利弊。
- **2.2 基于反熔丝技术原理**
- **2.2.1 熔丝与反熔丝**
- 解释熔丝和反熔丝的区别及其在可编程逻辑器件中的作用。
- **2.2.2 熔丝与反熔丝编程机理**
- 描述熔丝与反熔丝编程的具体过程。
- **2.2.3 最小单元MUX**
- 使用多路复用器(MUX)作为例子来说明反熔丝技术的应用。
- **2.2.4 基于反熔丝技术的优缺点讨论**
- 分析反熔丝技术的优势与局限性。
- **2.3 基于FLASH技术原理**
- **2.3.1 FLASH**
- 简介闪存技术的基本概念。
- **2.3.2 FLASH结构FPGA**
- 如何利用闪存技术构建FPGA。
- **2.3.3 FLASH架构FPGA优缺点**
- 评估基于闪存的FPGA架构的优缺点。
#### 三、FPGA的应用领域
- **3.1 视频图像处理中的应用**
- **3.1.1 概述**
- 视频图像处理领域对高性能计算的需求。
- **3.1.2 视频编解码**
- FPGA在视频编码和解码中的作用。
- **3.1.3 目标识别**
- 实现目标检测与识别的算法。
- **3.1.4 图像处理支持资源**
- FPGA提供图像处理所需的关键资源和技术支持。
- **3.2 通信领域中的应用**
- **3.2.1 有线通信**
- 在有线通信系统中，FPGA如何提高数据传输速率和可靠性。
- **3.2.2 无线通信**
- 无线通信领域中FPGA的应用场景，如调制解调技术。
- **3.2.3 通信领域支持资源**
- 提供通信领域所需的FPGA资源和技术支持。
- **3.3 数字信号处理中的应用**
- **3.3.1 概述**
- 数字信号处理(DSP)的重要性及其与FPGA的关系。
- **3.3.2 数字处理系统模型**
- 构建DSP系统的常见模型。
- **3.3.3 DSP实现方式**
- 比较不同实现方式，包括FPGA与其他技术。
- **3.3.4 FPGA做数字信号处理优势**
- 重点强调FPGA在数字信号处理中的优势。
- **3.3.5 DSP支持资源**
- 提供DSP所需的关键资源和支持。
- **3.4 嵌入式领域中的应用**
- **3.4.1 概述**
- 嵌入式系统的特点及FPGA的作用。
- **3.4.2 创新挑战和机遇**
- 面临的挑战以及未来的机遇。
- **3.4.3 嵌入式支持资源**
- 提供嵌入式领域所需的资源和技术支持。
- **3.5 各领域的参考解决方案**
- 提供各个应用领域内的典型FPGA解决方案案例。
#### 四、数字系统的设计
- **4.1 数字系统设计的基本概念**
- 定义数字系统设计的基本术语和原则。
- **4.2 数字系统设计思想方法**
- **4.2.2 方案的抉择**
- 如何在多种设计方案中做出最优选择。
- **4.2.3 top-down具体实现**
- 采用自顶向下的设计方法进行具体实现。
- **4.2.4 硬件化**
- 将设计转化为实际硬件的过程。
- **4.3 数字系统设计平台选择**
- **4.3.1 通用集成电路芯片构成数字系统**
- 使用标准IC芯片构建数字系统的方法。
- **4.3.2 应用可编程逻辑器件、专用集成电路实现数字系统**
- 使用可编程逻辑器件和ASIC实现数字系统的优势。
#### 五、FPGA开发流程
- **5.1 设计输入**
- **5.1.1 设计输入方式**
- 常见的设计输入方式，如文本编辑器、图形用户界面等。
- **5.1.2 输入方式使用探讨**
- 比较不同输入方式的适用场景。
- **5.2 综合**
- **5.2.1 编译**
- 将源代码转换为中间格式的过程。
- **5.2.2 映射**
- 如何将高级设计映射到具体的FPGA架构上。
- **5.3 布局布线**
- **5.3.1 布局**
- 安排逻辑单元的位置。
- **5.3.2 布线**
- 连接各个逻辑单元的过程。
- **5.4 约束**
- 定义设计的时间和其他物理限制。
- **5.5 FPGA开发仿真**
- **5.5.1 测试平台**
- 建立仿真环境的基础。
- **5.5.2 RTL级仿真**
- 在寄存器传输级进行仿真验证。
- **5.5.3 静态仿真**
- 不考虑时序的情况下模拟设计的行为。
- **5.5.4 时序仿真**
- 包含时序信息的仿真过程。
- **5.6 静态时序分析**
- 分析设计中的定时问题。
- **5.7 在线调试**
- 使用调试工具对设计进行实时监测和调整。
- **5.7 配置及固化**
- **5.7.1 FPGA配置过程**
- 将设计下载到FPGA的过程。
- **5.7.2 举例——Altera FPGA配置全过程**
- 以Altera FPGA为例，详细介绍配置步骤。
- **5.7.3 配置模式**
- 不同配置模式的特点。
- **5.7.4 模式选择**
- 根据应用场景选择合适的配置模式。
- **5.8 开发工具总结**
- 对常用的FPGA开发工具进行总结。
#### 六、语言选择、基本结构
- **6.1 描述语言的选择**
- 为什么选择Verilog作为主要的设计语言。
- **6.2 Verilog模块的基本结构**
- **6.2.1 模块的端口定义**
- 如何定义模块的输入和输出端口。
- **6.2.2 模块内容**
- 模块内部的逻辑描述。
- **6.2.3 理解要点**
- 关键概念和技巧的讲解。
#### 七、Verilog基本语法要素
- **7.1 数据类型、常量、变量和基本运算符号**
- **7.1.1 数据类型及其常量、变量**
- 常见的数据类型及其使用方法。
- **7.1.2 常用运算符及表达式**
- 各种运算符的功能及其应用。
- **7.2 运算符和赋值语句**
- **7.2.1 逻辑运算符**
- 逻辑运算符的使用。
- **7.2.2 关系运算符**
- 如何比较两个值。
- **7.2.3 等式运算符**
- 等式运算符的使用。
- **7.2.4 移位运算符**
- 移位操作的含义。
- **7.2.5 位拼接运算符**
- 将多个比特位组合成一个整体的操作。
- **7.2.6 缩减运算符**
- 如何将多位运算结果缩减为单个位。
- **7.2.7 优先级别**
- 不同运算符的执行顺序。
- **7.2.8 关键词**
- Verilog语言的关键字列表。
- **7.2.9 赋值语句**
- 不同类型的赋值操作。
- **7.3 条件语句、分支语句、循环语句、块语句和生成语句**
- **7.3.1 条件语句（if_else语句）**
- 如何根据条件执行不同的代码路径。
- **7.3.2 多路分支语句（case）**
- 根据表达式的值选择不同的执行路径。
- **7.3.3 循环语句**
- 重复执行某段代码直到满足特定条件。
- **7.3.4 顺序块和并行块**
- 如何组织代码以实现顺序或并行执行。
- **7.3.5 生成块**
- 自动生成多个实例的技术。
#### 八、Verilog不同抽象级别的描述
- **8.1 不同抽象级别概述**
- 解释不同抽象级别的概念。
- **8.2 门级结构描述**
- **8.2.1 与非门、或门和反向器等及其说明语法**
- 如何使用Verilog描述基本的逻辑门。
- **8.2.2 用门级结构描述D触发器**
- 使用门级结构实现D触发器的示例。
- **8.3 行为级描述**
- 如何在更高级别上描述设计的行为。
#### 九、FPGA的层次化建模及模块例化
- **9.1 层次化建模概念**
- 层次化设计的重要性。
- **9.2 模块例化**
- 如何在设计中实例化已有的模块。
- **9.3 四位脉动进位计数器**
- 一个具体的层次化设计实例。
#### 十、测试模块的编写
- **10.1 编写testbench目的**
- 为什么要编写测试平台。
- **10.2 基本的testbench结构**
- 测试平台的基本组成。
- **10.3 产生激励的一些方法**
- 如何生成测试输入以覆盖设计的不同方面。
