⚡ FPGA工业控制实战
30章 · 从入门到项目
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友好色系
01
工业控制概述
PLC vs FPGA · 实时性
对比
选型
硬实时
02
FPGA基础回顾
LUT · 触发器 · BRAM · DSP
时钟
IOB
Slice
03
开发环境搭建
Vivado/Quartus · 下载器
安装
License
LED工程
04
Verilog基础语法
模块 · always · assign
阻塞赋值
非阻塞
组合逻辑
05
状态机设计
Moore · Mealy · 三段式
二进制
格雷码
独热码
06
时序约束入门
主时钟 · I/O延迟 · 虚假路径
多周期
约束
时序分析
07
跨时钟域处理
同步器 · 异步FIFO · 握手
双锁存
单bit
格雷码
08
工业接口·UART
波特率发生器 · 收发状态机
RS232
奇偶校验
FIFO
09
工业接口·SPI
主从模式 · CPOL/CPHA
多从机
片选
全双工
10
工业接口·I2C
开漏输出 · 仲裁 · 多字节
SCL/SDA
地址
ACK
11
工业接口·CAN
CAN控制器IP · 报文过滤
帧格式
仲裁
位时序
12
工业接口·EtherCAT
从站方案 · MAC · PHY
Ethernet
时钟同步
DC
13
信号采集与调理
ADC接口 · 数字滤波
并行/SPI/LVDS
均值
中值
14
PWM与电机控制
死区插入 · H桥 · 编码器
PWM发生器
正交解码
15
PID控制器实现
位置/增量式 · 抗积分饱和
Verilog
参数整定
饱和
16
Modbus协议栈
RTU/TCP · CRC · 状态机
解析
从站
主站
17
数据采集系统
多通道同步 · DMA · DDR
缓存
上位机
高速
18
FPGA与ARM协同
AXI · Zynq PS-PL · 中断
共享内存
DMA
交互
19
可靠性设计·看门狗
电源监控 · 温度 · 毛刺
WDT
电压检测
复位
20
可靠性设计·TMR/ECC
三模冗余 · 纠错码 · CRC
回读
检错
容错
21
可靠性设计·上电时序
复位策略 · 时钟切换 · PLL
锁定检测
毛刺
启动
22
EMC与抗干扰
差分信号 · 隔离 · PCB布局
光耦
磁耦
屏蔽
23
工业级FPGA选型
A7/K7 · Cyclone V · Lattice
温度等级
封装
成本
24
固件升级方案
双镜像 · Golden · 远程升级
回滚
安全
启动
25
调试与测试
ILA/VIO · 逻辑分析仪
示波器
边界扫描
JTAG
26
安全功能IEC61508
SIL · 故障注入 · 诊断覆盖率
安全标准
FMEDA
27
RTOS集成·FreeRTOS
Zynq移植 · 任务调度 · 中断
延迟分析
多核
28
工业以太网·TSN
802.1Qbv · 1588v2 · 时钟同步
时间敏感
调度
29
项目实战·伺服驱动
电流环/速度环/位置环
FOC
编码器
PWM
30
项目实战·PLC主从站
I/O映射 · 梯形图 · HMI
解析
通信
实时