⚡ 工业控制FPGA逻辑设计入门
📘 30章 · 从零到实战
01
FPGA概述与工业控制应用
什么是FPGA · CPU/GPU区别 · 电机控制/PLC/工业以太网
02
数字逻辑基础回顾
布尔代数 · 真值表 · 卡诺图 · 组合/时序逻辑
03
硬件描述语言（HDL）入门
Verilog与VHDL · 模块/端口/赋值
04
Verilog数据类型与运算符
wire/reg/integer/parameter · 算术/逻辑/位运算
05
组合逻辑建模
assign · always@(*) · 条件运算符 · 多路选择器/译码器
06
时序逻辑建模
always@(posedge clk) · D触发器 · 寄存器 · 同步/异步复位
07
有限状态机（FSM）
Moore/Mealy · 二进制/格雷码/独热码 · 三段式
08
计数器与分频器
二进制/模N计数器 · 偶数/奇数分频
09
脉冲宽度调制（PWM）生成
PWM原理 · 占空比控制 · 电机调速
10
按键消抖与边沿检测
机械抖动 · 计数器消抖 · 上升/下降沿检测
11
串口通信（UART）设计
UART帧格式 · 波特率发生器 · TX/RX模块
12
SPI通信接口设计
CPOL/CPHA · 主从架构 · Verilog SPI Master
13
I2C通信接口设计
起始/停止条件 · 应答 · 多从机 · I2C Master
14
存储器设计
单/双口RAM · 同步/异步FIFO · ROM
15
同步设计与跨时钟域处理
单比特同步器 · 多比特FIFO · 亚稳态
16
时序分析基础
建立/保持时间 · 时序路径 · 时钟约束
17
工业控制常用IP核
PLL · DDS · CORDIC · FIR滤波器
18
电机控制基础
直流有刷H桥 · PWM+方向 · 增量式编码器
19
步进电机控制
整步/半步/微步 · 梯形加减速曲线
20
工业以太网协议基础
EtherCAT/PROFINET/EtherNet/IP · MAC层
21
PLC（可编程逻辑控制器）基础
PLC工作原理 · 梯形图映射 · 数字量IO
22
模拟量采集与ADC接口
SAR/Sigma-Delta · SPI配置ADC · 滤波
23
PID控制器设计
位置式/增量式PID · Verilog实现 · 抗积分饱和
24
安全完整性等级（SIL）概念
IEC 61508 · 冗余设计 · 故障安全
25
FPGA开发工具入门
Vivado/Quartus · 工程创建 · 综合/实现/比特流
26
仿真与调试
Testbench · ModelSim/Vivado Simulator · Signal Tap/ChipScope
27
时序约束实践
时钟约束 · 输入/输出延迟 · 时序报告分析
28
FPGA资源优化技巧
流水线 · 资源共享 · 逻辑复制 · 面积/速度权衡
29
工业控制项目实战（一）
直流电机速度闭环控制 · PWM+编码器+PI
30
工业控制项目实战（二）
多通道模拟量采集 · 以太网传输系统