Lattice FPGA开发从零开始快速上手

📚 共计 30 章节

Lattice FPGA 概述与开发环境搭建

了解Lattice产品线，安装Diamond/Radiant，配置License，完成LED闪烁工程。

Lattice Diamond软件深度使用

界面布局、工程管理、语法检查、引脚分配、时序约束与Bitstream生成。

Verilog基础语法（一）：模块与端口

module/endmodule、端口定义、wire/reg、assign连续赋值。

语法组合逻辑

Verilog基础语法（二）：运算符与表达式

算术/逻辑/位/关系/移位/条件运算符，优先级对综合的影响。

Verilog基础语法（三）：结构化语句

always/initial块、begin…end与fork…join、阻塞与非阻塞赋值。

时序过程块

Verilog基础语法（四）：任务与函数

task/function定义调用、区别、可综合性，Testbench简化激励。

组合逻辑电路设计

MUX、译码器、编码器、加法器、比较器，数据流级与行为级对比。

组合RTL视图

时序逻辑电路（一）：触发器与寄存器

D触发器、同步/异步复位、移位寄存器、桶形移位器。

时序寄存器

时序逻辑电路（二）：计数器与分频器

二进制/模N/格雷码计数器，偶数/奇数/半整数分频。

计数器分频

状态机设计（FSM）

Moore/Mealy型，三段式写法，序列检测器、交通灯控制器。

Lattice FPGA内部架构详解

PFU/PIC、LUT4/LUT5、EBR、DSP、PLL/DLL、GPIO电气特性。

时序约束基础

STA概念，Period/Input/Output Delay、False Path设置。

Lattice嵌入式存储器（EBR）应用

单/双口RAM、ROM、FIFO，IPexpress生成，读写时序控制。

Lattice DSP模块应用

DSP Slice架构，乘法器/MAC核，FIR滤波器基本结构。

Lattice PLL与时钟管理

PLL配置、倍频/分频/相位，多时钟域同步电路。

PLL跨时钟域

Lattice FPGA配置模式详解

主/从SPI、JTAG、I2C模式，Bitstream/MCS/HEX生成。

CrossLink系列与MIPI接口

MIPI D-PHY桥接，CSI-2/DSI协议，摄像头接口转换，眼图调试。

ECP5系列与高速收发器

SERDES(GTP)结构，PCS+PMA，速率配置，回环测试。

Lattice Radiant软件入门

新一代FPGA工具安装，与Diamond对比，LED闪烁工程。

Radiant新平台

IP核生成与复用

IPexpress/IP Catalog，FIFO/RAM/PLL/DSP参数化与例化。

仿真基础与Testbench编写

ModelSim/Active-HDL，时钟/复位/激励，$display/$monitor等。

仿真Testbench

Lattice内置逻辑分析仪（Reveal）

Reveal Analyzer触发设置、采样深度、在线调试技巧。

功耗分析与优化

静态/动态功耗，Power Calculator，时钟门控、操作数隔离等。

Lattice FPGA与MCU协同设计

Mico32/Mico8，AXI4-Lite/SPI从设备，FPGA作为加速器。

Lattice FPGA在工业控制中的应用

PWM、QEI、SPI/I2C控制器，电机电流环/速度环。

Lattice FPGA在视频处理中的应用

VGA/HDMI时序，图像缩放、色彩空间转换、帧缓存。

Lattice FPGA在AI边缘计算中的应用

SensAI平台，CNN加速器，TinyML模型部署，低功耗推理。

Lattice FPGA安全特性

Secure Boot，AES-256加密，HMAC认证，防克隆保护。

Lattice FPGA调试与故障排除

综合失败、时序违例、布局拥塞，Timing/Map Report分析。

综合项目实战

数字示波器前端、USB 3.0转MIPI、多轴飞控，全流程实战。