Bài giảng Thiết kế vi mạch số với HDL: Chương 4 - Lê Lý Quyên Quyên

Trong bối cảnh phát triển không ngừng của ngành công nghiệp bán dẫn, thiết kế vi mạch số đóng vai trò then chốt, và việc sử dụng các ngôn ngữ mô tả phần cứng (HDL) như Verilog HDL đã trở thành tiêu chuẩn công nghiệp. Tài liệu này cung cấp một cái nhìn sâu sắc về nguyên tắc và phương pháp thiết kế mạch tổ hợp bằng Verilog HDL. Nó nhấn mạnh tầm quan trọng của việc nắm vững các mô hình thiết kế khác nhau, đặc biệt là mô hình cấu trúc và mô hình luồng dữ liệu, để tạo ra các hệ thống số hiệu quả và đáng tin cậy. Mục tiêu là trang bị kiến thức nền tảng vững chắc cho việc thiết kế và triển khai các mạch tích hợp số phức tạp.

Sinh viên và kỹ sư trong lĩnh vực kỹ thuật điện, điện tử, kỹ thuật máy tính, đặc biệt là những người quan tâm đến thiết kế mạch số và Verilog HDL.

Tài liệu này tập trung vào thiết kế mạch tổ hợp sử dụng Verilog HDL, một kỹ năng thiết yếu trong kỹ thuật điện tử và máy tính. Nội dung chính bao gồm việc mô tả và triển khai nhiều loại mạch tổ hợp cơ bản như mạch cộng (HA, FA), mạch chọn kênh (MUX), mạch phân kênh (DEMUX), mạch giải mã (DECODER), mạch mã hóa (ENCODER), và các thành phần phức tạp hơn như ALU và mạch nhân. Phương pháp tiếp cận chính được trình bày là thông qua các mô hình Verilog HDL phổ biến, với sự tập trung đặc biệt vào mô hình cấu trúc. Mô hình cấu trúc được giải thích chi tiết, từ các đặc điểm chung, cách sử dụng các hàm logic cơ bản (NOT, AND, OR, v.v.), đến quy trình mô tả một mạch tổ hợp cụ thể bằng cách kết nối các cổng logic. Ngoài ra, tài liệu cũng giới thiệu mô hình luồng dữ liệu, nhấn mạnh khả năng mô tả luồng dữ liệu trong hệ thống số thông qua các phép gán liên tục và biểu thức logic. Giá trị ứng dụng của tài liệu nằm ở việc cung cấp nền tảng thực hành vững chắc để thiết kế, mô phỏng và kiểm tra các mạch số, giúp người học dễ dàng chuyển đổi các thiết kế mạch logic sang mã Verilog để triển khai trên các nền tảng phần cứng như FPGA hoặc ASIC. Điều này có hàm ý quan trọng đối với việc phát triển các hệ thống điện tử hiện đại.