资 源 简 介
为什么要学数字电路篇：数字电路是FPGA的敲门砖、垫脚石，为什么这样说呢，因为数字电路主要的内容就是逻辑和时序，而逻辑与时序就是FPGA设计的核心。逻辑无非就是与门或门、非门……，时序无非就是锁存器、触发器、寄存器等等，再复杂的设计也就是用这些基本电路搭起来的，那么我们只有知道了这些基本电路的功能才能搭建出想要的电路。数字电路篇包含了哪些内容：该篇是从数字逻辑最基础的0和1入手，以逻辑代数为基础详细来讲解与门、或门、非门等基本门电路的功能，又以基本的门电路为基础，进一步学习了组合逻辑电路，其中不同的与或非门组合，可构造出不同的组合逻辑电路，例如编码器、译码器、数据选择器等。接下来在组合逻辑电路的基础上，我们又进一步了解学习时序逻辑电路，时序逻辑电路不同于组合逻辑电路，时序逻辑电路能做到组合电路做不到的事情，那就是让电路具有“记忆”功能，如寄存器、计数器等。最后，我们深入探讨读者最为关心的可编程器件的内部结构和原理，为进一步学习FPGA原理打下了基础。在学习数字电路之前，首先我们要了解什么是数字电路，想要弄明白什么是数字电路，那不得不提及一下数字信号和模拟信号这两个概念。如图1.1所示。所谓模拟信号，就是指随时间连续变化的信号。比如温度、压力、速度等信号。所谓数字信号，就是指该信号无论从时间上还是从大小上看其变化都是不连续的，比如人数、产品数等信号。当我们知道了数字信号和模拟信号，我们对数字电路和模拟电路就比较容易理解拉，所谓数字电路就是处理数字信号的电路，所谓模拟电路也就是处理模拟信号的电路。由于FPGA只能处理数字信号，所以我们这里只需要学习数字电路就可以了，对模拟电路感兴趣的读者可以自己查找资料进行学习我们知道了什么是数字电路之后，接下来我们再来说一说数字电路中的数制与编码。首先我们介绍的是数制。所谓数制，指的是进位计数制，也就是我们通常说的二进制、十进制进制等常用进制，对于这些常用进制，我相信大家还是能够理解的，我们就不在进一步剖开去讲了。我们在这里讲一讲它们在FPGA中是如何表示的，这里我们就以Verilog语言为例在Verilog中，我们想要表示一个二进制，首先我们要给出二进制数的长度，其次我们还要给出二进数的标识，最后我们才能给出二进制数值，比如（8b1000，这里我们表示的是8位的二进制数1000）。如果我们想要表示进制数，那么我们只需要将二进制数的标识换成十进制数即可，比如（8d8），十六进制也是如此，比如（8h8）。这里读者有两点要注意的，第一点就是位数和标识是可以省略的，默认的位数是32位，默认的进制是十进制;第二点就是数值决定位数的长度，我们知道数字电路的眼里只有二进制，尽管我们表示的是十进制，十六进制，但是存入到数字电路里的仍是二进制。我们知道了二进制，知道了十进制，也知道了十六进制，但是我们不知道十进制是如何变成进制的，也不知道十六进制是如何变成十进制的，没关系，不要怕，接下来我们就来解决这个问题。由于我们这里学习数字电路不是为了应付学校考试，而是为了能够更好、更快的解决实际问题，所以我们就不需要闭卷、闷头写公式了，我们可以查找资料，也可以借助工具，什么方法效率高，我们就用什么方法呗。在这里，我们就不介绍书本上的转换方法拉，比如按权展开法就不在介绍了，我们这里介绍的是Windows自带的程序员计算器，没错，就是它，我们的好朋友：程序员计算器。我们打开程序员计算器，只需要轻轻敲打几下键盘，点几下鼠标，就可以从容不迫的进行转换拉
