UART là một phương thức giao tiếp nối tiếp cơ bản và được sử dụng rộng rãi, là một chủ đề học tập rất phù hợp cho người mới bắt đầu tiếp cận thiết kế FPGA. Trong khóa học này, chúng ta sẽ tìm hiểu chi tiết về nguyên lý giao tiếp và cấu trúc khung của UART, sau đó tiến hành quá trình tự triển khai logic truyền nhận thông qua thiết kế RTL (Register Transfer Level) dựa trên hiểu biết đó. Bằng cách triển khai UART trên FPGA, bạn có thể phát triển một cách có hệ thống năng lực thiết kế mạch kỹ thuật số và tích lũy kinh nghiệm kiểm tra hoạt động ở cấp độ phần cứng thực tế thông qua mô phỏng và kiểm định. Ngoài ra, bạn cũng sẽ học cách sử dụng Soft Processor như MicroBlaze và Xilinx UART IP, từ đó hiểu rộng hơn về quy trình thiết kế hệ thống dựa trên bộ xử lý và cấu hình giao diện. Qua đó, bạn có thể trang bị năng lực phát triển toàn diện, bao gồm cả thiết kế logic và thiết kế bộ xử lý.

Trong khóa học này, chúng ta sẽ tìm hiểu khái niệm cơ bản và nguyên lý hoạt động của FPGA, cũng như ưu điểm của FPGA và sự khác biệt với ASIC. Tiếp theo, chúng ta sẽ được giải thích về quy trình thiết kế FPGA và các lĩnh vực thiết kế FPGA chi tiết. Tìm hiểu các loại và vai trò của công cụ phát triển FPGA, và tiến hành cài đặt Vivado, công cụ phát triển FPGA của AMD. Thông qua thực hành thiết kế ví dụ đơn giản, bạn sẽ trải nghiệm quá trình thiết kế FPGA.

Khóa học này giới thiệu phương pháp thiết kế hệ thống truyền thông Gigabit Ethernet sử dụng AMD FPGA và TEMAC IP. Chúng ta sẽ tạo và cấu hình TEMAC IP trong Vivado, kết nối với module Top để thiết kế một hệ thống phần cứng có khả năng truyền và nhận khung Ethernet ở tốc độ 1Gbps. Các khái niệm cơ bản về giao thức Ethernet, cấu trúc khung, phương pháp gỡ lỗi (như ILA, Wireshark) cũng sẽ được học cùng nhau. Thiết kế RTL phản hồi ARP và truyền UDP, sau đó đo lường hiệu suất trên PC.