آموزش طراحی و مدلسازی سیستم های دیجیتال با FPGA و VHDL در ISE و Vivado – مقدماتی
4 ساعت
5.0
FPGA چیست؟ FPGA یا Field-Programmable Gate Array به یک نوع از دستگاههای مدار مجتمع قابل برنامهریزی میپردازد. این تراشهها دارای یک آرایه از گیتها و اتصالات برنامهپذیر هستند که کاربران میتواند با استفاده از زبانهای برنامهنویسی مختلف یا نرمافزارهای طراحی، سختافزارها و منطق دلخواه خود را بر روی FPGA پیادهسازی کنند و قطعات الکترونیکی سفارشی و قابل برنامهریزی را برای انجام وظایف خاص طراحی کنند. زبان VHDL چیست؟ زبان VHDL یا Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language یک زبان برنامهنویسی است که برای مدلسازی، طراحی و شبیهسازی سختافزارهای الکترونیکی به کار میرود. VHDL به عنوان یک زبان توصیف سختافزار (Hardware Description Language یا HDL) مورد استفاده قرار میگیرد و برای برنامهنویسان و مهندسان این امکان را فراهم میکند تا به صورت مدلی سطح بالا (High-Level) سختافزارها را توصیف و طراحی کنند. شبیهسازی و اعتبارسنجی سختافزارهای الکترونیکی از دیگر قابلیتهای VHDL است. اهمیت یادگیری طراحی، توسعه و مدل کردن سیستمهای دیجیتال با FPGA و زبان VHDL چیست؟ استفاده از FPGA به عنوان یک پلتفرم برنامهریزی مجدد و قابل برنامهنویسی، امکان انجام توسعه و آزمایش سریع سختافزارها را فراهم میکند. مهندسان میتوانند با استفاده از این قابلیت، سیستمهای دیجیتال خود را به سرعت پیادهسازی و عملکرد آنها را بررسی کنند، بدون اینکه نیاز به تولید و تست مدارهای مجتمع سنگین داشته باشند. در مورد زبان VHDL نیز مهندسان میتوانند با کمک این زبان، از سطح بالایی از انتزاع برای توصیف سختافزارها استفاده کنند و عملکرد آنها را به دقت مدل کنند. همچنین یادگیری طراحی با FPGA و زبان VHDL باعث آشنایی با یکی از مهمترین تکنولوژیهای مورد استفاده در حوزه الکترونیک دیجیتال میشود که برای مهندسان در جهت پیشرفت امری ضروری به نظر میرسد. با داشتن این دانش از سطح مقدماتی میتوانیم خود را برای یادگیری پیشرفتهتر در فناوری FPGA آماده کنیم. در این فرادرس چه چیزی یاد میگیریم؟ در این آموزش ابتدا با انواع مدارهای برنامهپذیر مانند PLA ،PAL ،CPLD و FPGA و ساختار تراشههای FPGA آشنا میشویم و طراحی خودکار سیستمهای دیجیتال با VHDL و FPGA را یاد میگیریم. سپس ساختار و عبارات زبان توصیف سختافزاری VHDL شامل Entity ،Architecture، عملگرها و روشهای تعریف سیگنال و فرایندها بررسی میشود. در ادامه نحوه کدنویسی VHDL در محیطهای ISE و Vivado، طراحی و شبیهسازی مدارات ترکیبی و ترتیبی و پیادهسازی بلوکهای دیجیتال با روشهای مختلف توصیف سختافزاری آموزش داده میشود. در نهایت، واحدهای پیچیدهتری مانند ALU طراحی و شبیهسازی میشوند و راهنماییهایی برای ادامه مسیر ارائه خواهد شد.
