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

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: Spis treści Lista elementów 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 O autorze: Marta Kozik jest absolwentką automatyki i robotyki na Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie. Pracowała między innymi z systemem operacyjnym FreeBSD i frameworkiem DPDK. Zajmowała się także implementacją sieci 5G w układach FPGA. Jest autorką blisko pięćdziesięciu artykułów popularnonaukowych z zakresu elektroniki i informatyki.