ПРОГРАММА ОБУЧЕНИЯ
Цель курса — научить основам программирования ПЛИС (FPGA) и разработке цифровых схем с нуля. Учащиеся освоят работу с языками Verilog/VHDL, инструментами разработки (Quartus, Vivado) и научатся загружать код в FPGA. Курс поможет понять принципы цифровой логики, работу тактовых сигналов, регистров, интерфейсов связи и создания аппаратных алгоритмов.
В результате выпускники смогут разрабатывать собственные проекты на ПЛИС и применять их в электронике, автоматике и встраиваемых системах.
- ПЛИС (Программируемая Логическая Интегральная Схема) — это особый вид микросхем, которые можно "перепрограммировать" для выполнения нужных задач.
- В отличие от микроконтроллеров, которые выполняют код последовательно (шаг за шагом), ПЛИС работают параллельно. Это делает их очень быстрыми!
- Где используются? В обработке видео, связи (например, 5G), автомобилях, игровых приставках и даже в космосе.
- Какие бывают ПЛИС? Основные производители: Xilinx (AMD), Intel (Altera), Lattice.
- ✅ Что научимся делать:
- – Понять, как работают ПЛИС.
- – Освоить основные инструменты.
- – Написать свои первые программы.
- Перед тем как программировать, надо понять, как работают цифровые схемы.
- Компьютеры и ПЛИС работают с 0 и 1 (битами).
- Есть логические элементы, которые управляют этими битами:
- НЕ (инвертор) — меняет 0 на 1 и наоборот; И (AND) — включится (1), если оба входа 1; ИЛИ (OR) — включится (1), если хотя бы один вход 1; Исключающее ИЛИ (XOR) — включится (1), если один вход 1, но не оба.
- ✅ Что ,будем делать:
- – Создадим простую логическую схему.
- – Разберемся, как работают логические операции.
- – Поймем, как строить цифровые устройства.
- Программы для ПЛИС пишут не на Python или C++, а на HDL (Hardware Description Language):
- VHDL — строгий язык, похож на Pascal.
- Verilog — проще и ближе к C.
- Как выглядит код на Verilog:

- Чтобы программировать ПЛИС, нужны специальные программы:
- Xilinx Vivado — для FPGA от Xilinx.
- Intel Quartus Prime — для FPGA от Intel (Altera).
- Lattice Diamond — для FPGA от Lattice.
- ✅ Что ,будем делать:
- – Скачаем и установим программу.
- – Создадим первый проект.
- – Разберемся с интерфейсом.
- Регистры — это "ячейки памяти" внутри ПЛИС. Они нужны, чтобы хранить данные.
- Простой пример: счетчик. Он увеличивается на 1 каждую секунду.
- ✅ Что ,будем делать:
- – Научимся работать с регистрами.
- – Разберем примеры с счетчиками.
- – Поймем, как хранить информацию внутри ПЛИС.

- Что такое тактовый сигнал (clock).
- Делители частоты и генераторы импульсов.
- Почему важно учитывать задержки.
- Как ПЛИС общается с внешними устройствами.
- UART, SPI, I2C — что это и как их использовать.
- Простейший обмен данными.