ThS NGUYỄN ĐÌNH PHÚ - ThS TRƯƠNG THỊ BÍCH NGÀ

GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH

THIẾT KẾ VI MẠCH SỐ
VỚI VHDL

ThS NGUYỄN ĐÌNH PHÚ
ThS TRƯƠNG THỊ BÍCH NGÀ

GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH

THIẾT KẾ
VI MẠCH SỐ
VỚI VHDL

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - 2017

2

LỜI NÓI ĐẦU
Vi mạch số đã trải qua hơn 40 năm hình thành và phát triển mạnh
mẽ, với nhu cầu và sự sáng tạo không giới hạn của con người đã thúc đẩy
lãnh vực thiết kế vi mạch ngày càng tiếp tục phát triển cao hơn nữa.
Công nghệ tích hợp ngày càng hiện đại, công cụ phần mềm hỗ trợ cho
thiết kế vi mạch ngày càng phát triển và trong tương lai sẽ cho ra đời
nhiều thế hệ vi mạch mới.
Đứng trước sự phát triển mạnh mẽ ấy, chúng ta là sinh viên, giáo
viên đại học ngành kỹ thuật điện tử công nghiệp, điện tử truyền thông, kỹ
thuật máy tính cần phải được trang bị các kiến thức thiết kế vi mạch số
cơ bản và ngôn ngữ lập trình mô tả phần cứng (HDL) ở môn học lý
thuyết và trải nghiệm thực tế thông qua môn học thực hành thiết kế vi
mạch. Với các kiến thức này sẽ giúp các bạn sinh viên sau khi ra trường
có thể làm việc ở các công ty thiết kế vi mạch.
Giáo trình thực hành thiết kế vi mạch số với VHDL được tác giả
biên soạn dựa trên kit FPGA dùng chip Xilinx có các kết nối ngoại vi cơ
bản giúp cho sinh viên hay người bắt đầu tiếp cận một cách dễ dàng,
phần mềm EDA do Xilinx cung cấp, ngôn ngữ được sử dụng là VHDL.
Các bài thực hành thiết kế vi mạch được trình bày trong giáo trình này đi
từ cơ bản đến phức tạp, từ đơn giản đến nâng cao để người học dễ tiếp
thu và dễ thực hành.
Nội dung giáo trình chia làm 8 chương:
Chương 1: Cấu hình kit FPGA
Chương 2: Hướng dẫn sử dụng phần mềm lập trình
Chương 3: Thiết kế mạch tổ hợp
Chương 4: Thiết kế mạch tuần tự 1: giao tiếp nút nhấn, switch, led
đơn
Chương 5: Thiết kế mạch tuần tự 2: giao tiếp nút nhấn, switch, led
7 đoạn
Chương 6: Thiết kế mạch tuần tự 3: giao tiếp LCD, GLCD
Chương 7: Thiết kế mạch giao tiếp bộ nhớ RAM bằng VHDL
Chương 8: Giao tiếp truyền dữ liệu

3

Chi tiết nội dung các chương:
Chương 1: Giới thiệu về cấu hình kit FPGA: giới thiệu cấu hình kit,
cấu hình chip, các kết nối chip FPGA với các ngoại vi, sơ đồ kết nối,
chân kết nối, mức logic tích cực.
Chương 2: Hướng dẫn sử dụng phần mềm EDA dùng để lập trình
thiết kế chip.
Chương 3: Thực hành thiết kế các mạch tổ hợp. Bao gồm các mạch
giải mã, mã hóa, đa hợp, giải đa hợp, giải mã led 7 đoạn, mạch cộng,
mạch trừ, mạch chuyển đổi. Các bài tổ hợp này với các tín hiệu vào là
switch, nút nhấn v
...

...
or verification, Springer, 2006

[4].

Jean-Pierre Deschamps, “Microprocessor and Interfacing
Programming, and hardware”, Wiley interscience, 2006.

[5].

Stephen Brown and Zvonko Vranesic, Fundamentals of Digital
Logic with VHDL Design, second edition, MC Graw Hill, 2005

[6].

Dueck, Digital Design with CPLD application and VHDL, Online.

[7].

IEEE std 1076, 1076 IEEE Standard VHDL Language Reference
Manual, IEEE, 2002.

[8].

Volnei A. Pedroni, Circuit Design with VHDL, MIT Cambridge,
Massachusetts London, England, 2004.

446

GIÁO TRÌNH NHÀ XUẤT BẢN
THỰC HÀNH THIẾT KẾ ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
VI MẠCH SỐ VỚI VHDL Khu phố 6, Phường Linh Trung, Quận Thủ Đức, TP Hồ Chí Minh
ThS NGUYỄN ĐÌNH PHÚ
ThS TRƯƠNG THỊ BÍCH NGÀ

Dãy C, số 10-12 Đinh Tiên Hoàng, Phường Bến Nghé, Quận 1,
TP Hồ Chí Minh
ĐT: 028 6272 6361 – 028 6272 6390
E-mail: [email protected]

PHÒNG PHÁT HÀNH &amp TRUNG TÂM SÁCH ĐẠI HỌC
Dãy C, số 10-12 Đinh Tiên Hoàng, Phường Bến Nghé, Quận 1,
TP Hồ Chí Minh
ĐT: 028 6272 6361 – 028 6272 6390
Website: www.nxbdhqghcm.edu.vn
Nhà xuất bản ĐHQG-HCM và tác giả/đối tác liên kết
giữ bản quyền©
Copyright © by VNU-HCM Press and author/
co-partnership All rights reserved

TRUNG TÂM SÁCH ĐẠI HỌC
Dãy C, số 10-12 Đinh Tiên Hoàng, Phường Bến Nghé, Quận 1,
TP Hồ Chí Minh
ĐT: 028 6272 6350 – 028 6272 6353
Website: www.sachdaihoc.edu.vn
Chịu trách nhiệm xuất bản

NGUYỄN HOÀNG DŨNG

Xuất bản năm 2018

Chịu trách nhiệm nội dung

NGUYỄN HOÀNG DŨNG
Tổ chức bản thảo và chịu trách nhiệm về tác quyền

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
Website: www.hcmute.edu.vn
Biên tập

LÊ THỊ MINH HUỆ
Sửa bản in

THANH HÀ
Trình bày bìa
Số lượng 300 cuốn,
Khổ 16 x 24 cm,
ĐKKHXB số: 158-2018/CXBIPH/0407/ĐHQGTPHCM,
Quyết định XB số 03/QĐ-ĐHQGTPHCM
của NXB ĐHQG-HCM cấp ngày 17-01-2018
In tại: Công ty TNHH In &amp Bao bì Hưng Phú
Đ/c: 162A/1 - KP1A - P.An Phú TX Thuận An - Bình Dương
Nộp lưu chiểu: Quý I/2018

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM

ISBN: 978 – 604 – 73 – 5834 – 2

GIÁO TRÌNH
THỰC HÀNH THIẾT KẾ VI MẠCH SỐ
VỚI VHDL

ThS NGUYỄN ĐÌNH PHÚ
ThS TRƯƠNG THỊ BÍCH NGÀ

.

Bản tiếng Việt ©, TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM, NXB ĐHQG-HCM
và CÁC TÁC GIẢ.
Bản quyền tác phẩm đã được bảo hộ bởi Luật Xuất bản và Luật Sở hữu trí tuệ Việt Nam. Nghiêm
cấm mọi hình thức xuất bản, sao chụp, phát tán nội dung khi chưa có sự đồng ý của tác giả và
Nhà xuất bản.
ĐỂ CÓ SÁCH HAY, CẦN CHUNG TAY BẢO VỆ TÁC QUYỀN!

ISBN: 978-604-73-5834-2

9 786 047 35 834 2