FPGA 与 VHDL 课程——从零构建点阵 LED 控制器

我很高兴分享我过去六个月开发的 VHDL 与 FPGA 课程即将完成。目前处于测试版，将于今秋正式发布。

课程面向谁？

本课程面向已掌握其他编程语言但初涉 VHDL 和 FPGA 的开发者。从入门或中级进阶到掌握高级 VHDL 构造。

适合被指派 FPGA 开发的专业软件工程师，以及探索硬件设计或考虑转行 FPGA 工程的学生和自由职业者。

具备基本编程技能者均受益于我们的实战方法。我们从零构建真实物理产品，走完我作为 FPGA 工程师的每一步。

最终产品是点阵 LED 显示控制器。点阵 LED 常用于大型户外广告牌和信息显示，历史上也用于数字手表和自动售货机。

可仅用仿真完成课程；无需硬件或 FPGA 板。但课程也提供原型设计所需所有细节。

Lattice iCEstick FPGA 评估套件为课程供电。$25 板载 iCE40‑HX1K FPGA，1280 逻辑单元和 64 KB 块 RAM——足够我们的应用。iCEstick 直插面包板，用于原型。

FPGA 驱动 8×8 点阵 LED 显示，共 64 个 LED。块 RAM 存储每个 ASCII 字符的像素数据。

通过板载 USB 连接器向 FPGA 发送文本。在串口终端输入时文本显示在屏上，FPGA 用课程设计的 UART 收发器回显字符。

查看物料清单了解构建原型所需所有组件、耗材和工具。

课程含 17 章共 120 个视频讲座，平均 10 分钟。复杂主题拆分为多个简短课时保持易消化。每章聚焦一个 VHDL 模块、测试平台或核心 FPGA 概念，详尽讲解无遗漏。

初始 Getting Started 章节覆盖软件安装和环境搭建。下一章介绍 Lattice iCEstick 板、点阵显示模拟原理图和外围电路。

每次编码伴随实时解说，即使 VHDL 经验极少也能跟上进度。我将代码映射到其他编程语言熟悉的概念。

使用 Visual Studio Code 配合 VHDL 插件。VSCode 广泛采用的免费编辑器，插件代码片段加速重复编码且不牺牲学习。

每模块后综合 VHDL 代码并复盘生成原理图。这些末课教您解读从代码到数字逻辑的转换。

课程强调良好 VHDL 设计实践。在每层级创建测试平台，避免困扰许多业余项目的试错陷阱。课程覆盖专业自检测试平台。

ModelSim PE 学生版，业界标准 VHDL 仿真器，学生免费，贯穿课程使用。所有其他软件——含 Synplify Pro 和 Lattice iCEcube2——也免费供教育用途。

最后在面包板组装物理原型并编程 FPGA。「真相时刻」来临：通过 USB 连板子到电脑，在终端输入，看字符在点阵显示亮起。

严格验证让故障排查远比面对无响应芯片简单——DIY FPGA 工作常见问题。

课程装备您以专业严谨度应对 FPGA 项目，增强应对任何 VHDL 任务的信心。

关键学习成果包括：

更新于 2019 年 9 月 21 日： 课程已完结。

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待定。

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