Chapitre 01.
Système numérique
1.1 Numérique et analogique
1.2 Bit, octet et mot
1.3 Nombres
1.4 Dispositifs de commutation
1.5 Portes logiques
1.6 Niveaux logiques
1,7 CMOS
1.8 FPGA et ASIC

Chapitre 02.
Algèbre booléenne
2.1 Axiome
2.2 Théorème
2.3 Théorème de De Morgan
2.4 Équation booléenne
2.5 Carte de Karnaugh

Chapitre 03.
Verilog HDL
3.1 Introduction
3.2 Grammaire de base
3.3 Opérateurs
3.4 Connexion du module (Instanciation)
3.5 Niveau de modélisation
3.6 Banc d'essai
3.7 Tâche système

Chapitre 04.
Logique combinatoire
4.1 Portes
Module 4.2
4.3 Méthode de technologie des circuits combinatoires (conception logique combinatoire)
4.4 Circuit combiné de transmission de données (logique de données)
4.5 Logique arithmétique
4.6 Banc d'essai de circuit combiné

Chapitre 05.
Logique séquentielle
5.1 Mémoire
5.2 Blocage et non-blocage
5.3 Logique séquentielle synchrone
5.4 Machine à états finis (FSM)
5.5 Méthode technologique FMS (Conception FSM)
5.6 Contrôleur de feux de circulation (FSM)
5.7 Registre à décalage
5.8 Résumé des méthodes de description Verilog HDL

Chapitre 06.
Timing
6.1 Temporisation de la logique combinatoire
6.2 Temporisation logique séquentielle
6.3 Format et synchronisation des entrées/sorties (chemin critique)
6.4 Délai dans Verilog HDL

Chapitre 7. Conception de systèmes numériques utilisant des circuits intégrés
7.1 Choses à savoir avant de pratiquer (Bases)
Conception d'un décodeur à 7,2 segments
Conception de compteur dégressif 2 bits 7.3
7.4 Conception du contrôleur de distributeur automatique
7.5 Résumé de la conception de circuits numériques utilisant des circuits intégrés

Chapitre 08.
Conception de systèmes numériques à l'aide de Verilog HDL
Conception d'un décodeur de segments 8.1
8.2 Simulation Verilog HDL
8.3 Implémentation de circuit FPGA
8.4 Conception du contrôleur d'affichage segmenté (Contrôleur d'affichage)
Conception de chronomètre 8.5
8.6 Conception de l'UAL (Unité arithmétique et logique)
8.7 Conception UART (émetteur-récepteur asynchrone universel)
8.8 Conception d'une interface UART utilisant des registres à décalage
8.9 Conception de microprocesseurs

supplément.
Manuel d'utilisation du tableau d'entraînement (Manuel de l'utilisateur)
1. Présentation de la carte SPL-Lab100
2.
Entrées/sorties générales de l'utilisateur

Le chapitre 1 décrit le système numérique.
Définit les chiffres binaires, les bits, les octets et les mots dans les systèmes numériques, et introduit les éléments de commutation et les portes ET, OU et NON.
Comprendre les niveaux logiques qui distinguent les valeurs logiques 1 et 0, et se familiariser avec les caractéristiques des portes logiques implémentées en technologie CMOS.
Enfin, nous aborderons les FPGA et les ASIC.
Le chapitre 2 décrit brièvement l'algèbre booléenne utilisée dans les systèmes numériques.
Définir les axiomes et comprendre les propriétés des théorèmes à l'aide de circuits de portes logiques.
Nous présentons une méthode pour exprimer les tables de vérité sous forme de formules logiques sous la forme de SOP et de POS, ainsi que des cartes de Kano qui peuvent simplifier les formules logiques.
Le chapitre 3 présente Verilog HDL et sa syntaxe de base.
Nous aborderons la définition des modules et des entrées/sorties, la représentation des données, l'utilisation des opérateurs pris en charge, la connexion de plusieurs modules et les méthodes de modélisation.
De plus, nous décrivons comment écrire un banc d'essai pour vérifier un circuit décrit à l'aide de Verilog HDL.
Examinons quelques tâches système qui peuvent s'avérer utiles lors de la vérification des conceptions.

Le chapitre 4 explique la logique combinatoire avec le code Verilog HDL.
Nous examinerons tout d'abord les méthodes de description comportementale et structurelle des circuits combinatoires simples utilisant des portes logiques.
Nous présentons les caractéristiques de l'assignation, toujours utilisée dans la technologie des circuits combinatoires, ainsi que la méthode de description des instructions if-else et case.
Décrit le fonctionnement des circuits multiplexeurs, encodeurs et décodeurs fréquemment utilisés dans la conception de systèmes numériques et les décrit en Verilog HDL.
Explique les principes des circuits d'opérations arithmétiques tels que les demi-additionneurs, les additionneurs complets, les additionneurs à anticipation de retenue et les additionneurs à préfixe.
Enfin, nous expliquons comment créer un banc d'essai pour un circuit combinatoire.
Le chapitre 5 explique la logique séquentielle avec le code Verilog HDL.
Nous présentons tout d'abord les éléments de mémoire essentiels aux circuits séquentiels.
Comprendre la différence entre les méthodes de représentation non bloquantes et bloquantes qui doivent être prises en compte dans la technologie des circuits séquentiels utilisant les résultats de la synthèse matérielle.
Nous allons étudier les circuits séquentiels synchrones et expliquer le processus de conception d'un automate à états finis (AEF), un circuit séquentiel synchrone représentatif, en utilisant des exemples d'AEF de compteur et de contrôleur de feux de circulation.
De plus, nous introduisons un code Verilog HDL facile à utiliser pour la technologie FSM.
Enfin, nous examinerons le fonctionnement des registres à décalage fréquemment utilisés et leur code Verilog HDL.
Le chapitre 6 explique le fonctionnement temporel des circuits combinatoires et séquentiels.
Nous définissons le délai de propagation et le délai de contamination, et nous étudions les anomalies.
Cette section explique comment déterminer la fréquence de fonctionnement d'un circuit séquentiel synchrone et comment prendre en compte les violations des temps d'établissement et de maintien.
Nous expliquons les éléments à prendre en compte lors de la conception de circuits en fonction de leurs formats de sortie et nous présentons comment exprimer les délais en Verilog HDL.
Au chapitre 7, nous concevons un décodeur de segments, un compteur et un automate fini de distributeur automatique à l'aide de portes logiques et d'une plaque d'essai.
Vérifiez le bon fonctionnement de votre circuit en branchant le circuit intégré sur une plaque d'essai et en le connectant avec des fils.
J'espère que cette expérience pratique vous permettra de comprendre les caractéristiques du matériel.
Comprendre la concurrence matérielle, où plusieurs circuits intégrés fonctionnent sur une plaque d'essai et où les portes et bascules intégrées fonctionnent toutes simultanément.
Au chapitre 8, nous décrivons le matériel en utilisant Verilog HDL et vérifions le code décrit par simulation.
De plus, nous présentons le processus d'implémentation de code Verilog HDL fonctionnellement vérifié sur un FPGA.
Décrivez le circuit décodeur de segment en Verilog HDL.
Nous présentons la méthode de simulation utilisant Modelsim et le processus d'implémentation sur FPGA Intel à l'aide du programme Quartus II.
Nous concevons un circuit de commande d'affichage pour piloter six segments et réutilisons ce circuit dans la conception du chronomètre.
Concevoir et implémenter l'ALU, un composant du processeur, et le circuit émetteur-récepteur UART, qui constitue le canal de communication de base.
Enfin, nous réutilisons le circuit que nous avons conçu pour implémenter un microprocesseur simple.

Verilog HDL possède de nombreuses commandes et méthodes d'utilisation pratiques, en plus de celles décrites dans ce livre.
Cependant, les débutants et les utilisateurs novices peuvent décrire de manière satisfaisante les circuits numériques en utilisant uniquement le contenu de ce livre.
Se familiariser avec le contenu de ce livre peut nécessiter un peu plus de frappe, mais cela vous permettra d'écrire du code Verilog HDL dans un style de codage correct.
Verilog HDL est un langage permettant de décrire du matériel dans lequel tous les composants fonctionnent simultanément.
Un bon style de codage est un code qui illustre bien la structure du matériel tout en réduisant les risques d'erreurs.


Bien que Verilog HDL prenne en charge de nombreuses commandes et méthodes d'utilisation, il est conseillé aux débutants de décrire le matériel en utilisant uniquement les informations présentées dans ce livre.
Lors de la conception de nombreux semi-conducteurs, notamment des processeurs, des processeurs de signaux numériques (DSP), des semi-conducteurs de communication, des semi-conducteurs d'affichage, des semi-conducteurs de reconnaissance d'images et de voix et des semi-conducteurs d'intelligence artificielle, vous pouvez concevoir des circuits de manière satisfaisante en utilisant uniquement les méthodes technologiques Verilog HDL mentionnées dans ce livre.
Toutes les puces sont fabriquées et fonctionnent grâce à cette technologie.
Lorsque vous décrivez du matériel informatique à l'aide du langage Verilog HDL, il est important de se rappeler que vous décrivez du matériel fonctionnant de manière simultanée, et non un logiciel de programmation.


Ressentant le besoin d'un livre sur le langage Verilog HDL pour la conception de circuits numériques, j'ai commencé à écrire le livre que j'avais remis à plus tard.
L'auteur a tenté d'expliquer une méthode de codage Verilog HDL sans erreur, basée sur son expérience de conception dans des entreprises telles qu'Intel et Broadcom, son expérience de recherche à l'Institut coréen de technologie électronique et son expérience d'enseignement à l'Université nationale des sciences et technologies de Séoul.
Nous avons fait tout notre possible pour corriger les fautes de frappe et les bugs, mais si vous en trouvez encore, veuillez nous le signaler.


J'espère que ce livre aidera les débutants qui se lancent dans la conception matérielle avec Verilog HDL à faire leurs premiers pas en tant que concepteurs de circuits numériques.