核心思想：FPGA设计中的“物理”与“契约” 首先，要理解时序分析的本质。它不再是功能仿真中那个“逻辑对不对”的理想世界，而是进入了“物理定律说了算”的现实世界。物理定律: 电信号在导线上传播需要时间（Tnet，网络延迟），通过逻辑门也需要时间（Tlogic，逻辑延迟），触发器响应时钟也需要时间（Tcq，时钟到输出延迟）。这些延迟是客观存在的物理事实。 设计 …
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FPGA开发流程全景图 一个典型的FPGA开发流程包含以下六大阶段： 1. 设计输入 (Design Entry)2. 功能仿真 (Functional SimulationRTL Simulation）3. 综合 (Synthesis)4. 实现 (Implementation)5. 比特流生成 (Bits …
核心思想：模拟硬件的两种不同行为 首先要牢记，HDL（硬件描述语言）的根本目的是描述硬件行为。阻塞和非阻塞赋值就是用来描述两种截然不同的硬件数据传输方式：阻塞赋值 (`=`): 模拟组合逻辑的行为，或者说是一种“串行”的数据流。 非阻塞赋值 (`<=`): 模拟时序逻辑（寄存器）的行为，即一种“并行”的数据更新。 理解了这一点，后面的规则就都是顺理成章 …
第一部分：同步电路设计 (Synchronous Circuit Design)1.专业描述 同步电路设计是数字系统设计的主流范式。其核心思想是，系统中所有状态的改变（即所有存储元件，如触发器、寄存器的数据更新）都由一个统一的、全局性的时钟信号的特定边沿（通常是上升沿）来控制和协调。 可以将其想象成一个纪律严明的军队或一个交响乐团： 时钟 (Clock) 就 …
1. 组合逻辑 (Combinational Logic) 1.1 专业描述 组合逻辑电路是指在任何时刻，其输出值仅取决于该时刻输入值的逻辑电路。它不包含任何记忆元件（如触发器或寄存器），因此电路本身没有“状态”的概念。可以将其视为一个纯粹的、无状态的计算函数，输入一旦确定，输出便唯一确定。核心特征: 无记忆性: 电路不存储历史信息。无时 …
引言：数字滤波器的本质——加权平均的艺术在数字世界里，滤波的本质是一种加权平均。无论是FIR还是IIR，它们的工作都可以被看作是对当前及过去的信号样本进行一次精心设计的加权求和，以达到“保留所需，去除所恶”的目的。 输入序列 `x[n]：原始信号，包含我们想要的成分和不想要的噪声。输出序列 `y[n]`：滤波后的纯净信号。滤波器：一个根据预设规则，计算如何对 …
第一大类：按频率范围划分1.低通滤波器 (LPF)原理与特性：设定一个截止频率 (Cutoff Frequency) `fc`。它允许频率低于 `fc` 的信号成分通过，而衰减（理论上是阻挡）频率高于 `fc` 的成分。 比喻：像一个筛子，只允许“细粉”（低频信号）通过，把“大颗粒”（高频信号）都筛掉。应用：音频处理：作为高音削减器（Treble Cut）或 …
引言：离散时间傅里叶变换（DTFT）的局限在Z变换之前，我们分析无限长离散序列的主要工具是离散时间傅里叶变换 (DTFT)。 比喻：DTFT就像一个只能绕着地球赤道飞行的探测器。这个赤道，就是复平面上的单位圆(`|z|=1`)。DTFT的局限： 1. 无法处理“失控”的序列：如果一个序列是指数增长的（比如 `a^n * u[n]` 且 `|a|&g …
引言：傅里叶变换的“国道”局限我们之前熟悉的傅里叶变换非常厉害，它可以分析任何“举止良好”的稳定信号的频率成分。 比喻：傅里叶变换就像一条平直的国道。你可以在这条路上分析各种稳速行驶的汽车（稳定的正弦波），看看车速（频率）分布如何。但是，国道有局限： 1. 无法处理“失控”的车辆：如果一辆车的速度是指数增长的（比如 `e^(at)` 且 `a> …
引言：音乐会面临的挑战想象一下，山谷的这边有一个交响乐队（信息源），他们演奏的优美音乐就是我们要传输的基带信号 `m(t)`（Message Signal）。山谷的那边有无数翘首以盼的听众（接收端）。 挑战： 1. “嗓门”不够大：乐队直接演奏的声音（基带信号）能量很低，频率也很低（比如20Hz-20kHz），根本无法自然地传过遥远的山谷。 2. …