Videocorso VHDL per FPGA CGFA — Da zero a progettare circuiti digitali in VHDL, simularli gratis con GHDL e portarli su una FPGA

Pubblicato il 30 Ottobre 2026 · Aggiornato il 30 Ottobre 2026 · Autore: CityGraph Napoli (Claudia D'Urso, titolare)

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Perché imparare VHDL (FPGA)

VHDL è il linguaggio per progettare hardware digitale più usato in Europa: spazio, difesa, ferrovie, automotive ed elettronica industriale. È rigoroso e ti obbliga a pensare bene il circuito, una qualità preziosa quando un errore costa una scheda da rifare. Il corso si fa con GHDL e GTKWave gratuiti e arriva a un cronometro digitale con macchina a stati.

A chi è rivolto

Il corso è pensato per: studenti di elettronica, automazione e informatica, tecnici e appassionati che vogliono progettare hardware digitale con un linguaggio rigoroso, molto usato in Europa. Partenza: Da zero.

• Un computer Windows, Mac o Linux
• Nessuna esperienza di programmazione: le basi dei numeri binari le spieghiamo noi
• Facoltativo: una scheda FPGA economica; per seguire il corso basta il simulatore

Il programma: 10 lezioni in 3 livelli

Circa 16 ore di studio con gli esercizi, in lezioni da 25 a 40 minuti. Le prime 2 sono gratis.

Base: Entity, architecture, segnali e primi circuiti

• Cos'è VHDL e il tuo primo circuito (25 min, gratis): Capire che VHDL descrive hardware, installare GHDL e simulare una porta AND con entity, architecture e testbench.
• Tipi, vettori e numeri (25 min, gratis): Usare std_logic, std_logic_vector e unsigned, scrivere letterali binari ed esadecimali e convertire tra tipi.
• Logica combinatoria: when, with select e process (30 min): Descrivere multiplexer, decoder e comparatori con assegnamenti condizionali e con process combinatori senza latch.
• Logica sequenziale: clock, flip-flop e contatori (35 min): Descrivere circuiti con memoria con process sensibile al clock, rising_edge e reset.

Intermedio: Testbench, macchine a stati e componenti riutilizzabili

• Testbench seri, assert e forme d'onda (30 min): Scrivere testbench che si controllano da soli con assert, e salvare le forme d'onda per GTKWave.
• Macchine a stati finiti (35 min): Progettare un controllore a stati, come un semaforo, con tipo enumerato, registro di stato, prossimo stato e uscite.
• Generic, componenti e generate (30 min): Riutilizzare i blocchi con generic, collegarli in un progetto gerarchico e generare strutture ripetute con for generate.

Avanzato: Pacchetti, verifica professionale e passaggio alla FPGA

• Pacchetti, funzioni, record e array (35 min): Organizzare i progetti con package, funzioni, costanti, record e tabelle, e usare le novità di VHDL-2008.
• Verifica: procedure, numeri casuali e test automatici (35 min): Costruire un testbench auto-controllante con procedure, casi limite e numeri casuali, integrabile in uno script.
• Dal simulatore alla FPGA (40 min): Capire sintesi, vincoli, sincronizzatori e antirimbalzo, e conoscere i flussi gratuiti e ufficiali per programmare una scheda.

Il progetto finale: Un cronometro digitale con macchina a stati

Progetti da zero un cronometro: un contatore di secondi con avvio e azzeramento comandati da pulsanti. Lo descrivi in VHDL con una macchina a stati, lo provi con un testbench auto-controllante in GHDL e, se hai una scheda, lo porti su FPGA con sincronizzatori e antirimbalzo.

1. Disegna su carta il diagramma a stati: FERMO e IN_CORSA, con le transizioni comandate dal pulsante start.
2. Scrivi il divisore di clock che produce un impulso di un secondo partendo dal clock della scheda (usa un generic per la frequenza).
3. Scrivi il contatore dei secondi (0-59) che avanza solo quando lo stato è IN_CORSA e arriva l'impulso del secondo.
4. Scrivi la macchina a stati con le tre parti: registro di stato, prossimo stato, uscite.
5. Scrivi un testbench che usa un clock velocissimo (CLK_HZ piccolo) e controlla con assert che dopo N impulsi il contatore valga N.
6. Simula con GHDL, salva le onde con --wave e osservale con GTKWave.
7. Facoltativo: aggiungi sincronizzatore e antirimbalzo ai pulsanti e porta il progetto su una scheda, rispettando la tensione dei pin.

Cosa ti serve

• GHDL: Simulatore VHDL gratuito e open source (ghdl.github.io/ghdl). Si usa da terminale; su Windows si installa con il pacchetto pronto o da MSYS2, su Linux dai pacchetti della distribuzione
• GTKWave: Visualizzatore gratuito di forme d'onda: legge i file creati da GHDL e mostra i segnali nel tempo
• EDA Playground: Sito gratuito (edaplayground.com) per scrivere e simulare VHDL direttamente nel browser, senza installare nulla; serve una registrazione gratuita per salvare
• Un editor di testo: Visual Studio Code è gratuito (code.visualstudio.com); cerca un'estensione per VHDL per avere i colori e i suggerimenti
• Yosys + nextpnr, Vivado, Quartus (facoltativi): Per programmare una scheda: la catena open source (con il plugin per GHDL) per Lattice iCE40 ed ECP5, oppure gli ambienti ufficiali AMD Vivado e Intel Quartus, con edizioni gratuite per i chip piccoli

A cosa ti serve dopo il corso

• Progettista FPGA in spazio, difesa, telecomunicazioni, ferrovie e automotive: in Europa VHDL è molto diffuso
• Elettronica industriale e strumentazione: acquisizione dati, controllo motori, interfacce
• Ricerca scientifica e università
• Verifica e collaudo di sistemi digitali
• Prototipazione di prodotti elettronici

Come si studia

• Video breve per ogni lezione, con i sottotitoli e il testo del video da leggere.
• Spiegazione scritta con esempi italiani (prezzi in euro, negozi, città) e codice da copiare con un tocco.
• Esercizio con la soluzione, appunti personali e quiz di tre domande per segnare la lezione come fatta.
• Esame finale di 15 domande (si supera con il 75%) e attestato stampabile con codice di controllo verificabile.
• App installabile su PC, tablet e telefono: niente account, i progressi restano sul dispositivo e si salvano con il backup.

Per privati, scuole e aziende

• Singolo corso: per chi vuole imparare un linguaggio, con tutte le lezioni, il progetto finale, l'esame e l'attestato.
• Tutti i corsi: l'accesso a tutto il catalogo CGFA Academy, per passare da un linguaggio all'altro quando vuoi.
• Aziende: formazione dei dipendenti su programmazione, dati, automazione e scrittura, con gli attestati nel registro.
• Scuole e centri di formazione: licenza per sede, per le classi e i laboratori, con la verifica dei codici degli attestati.
• White label: l'Academy con il nome, i colori e il dominio di chi la offre, per enti di formazione, agenzie e consulenti.

Le condizioni si concordano in base alle persone da formare: scrivici con Richiedi maggiori informazioni o su WhatsApp.

L'attestato è un attestato di frequenza con codice di controllo, non un titolo di studio né una certificazione pubblica. I programmi indicati nel corso sono gratuiti o già presenti nel computer, salvo dove è scritto diversamente.