原理图是一种直接定义电路结构的图形表示法，并间接定义电路的行为特性（这就是说，电路行为特性是由电路结构决定的）。原理图是由各种代表电子器件的图形、代表连接线的线条以及代表外部接口的接插件符号共同组成的。其中用标签来唯一确定每一个器件、线路和接插件。数字逻辑电路中的符号主要是AND,OR,NAND,NOR,XOR,XNOR以及INV逻辑门。很多数字电路原理图中使用的符号都没有连接Vdd和GND，这是因为即使没有明确表示，大家也都知道所有的逻辑门电路都需要电源才能工作，所以没必要再明确表示了。
原理图可以表示逻辑门的输入是怎样组合在一起的，并驱动一个或多个输出。在下面所示的样例电路中，如果B为0或者C为0，输出Z就为1，如果在C为0的时候，B、D同时为1，那么输出Z 也为1。这里没有任何信息来表明输入是怎样组合的，输出需要完成怎样的功能；这就是一种典型的，细节需要更高一层系统级分析的逻辑电路原理图。所示的例子中，输入可能是开关、传感器或是其他逻辑电路，而输出可能驱动指示器或是其他电路。
在原理图编辑器中，通过布局那些描述的逻辑门，连接线以及输入/输出端口的图形就可以很轻松的设计电路。完整的原理图定义了一个抽象的电路模型，这样的模型有两个主要用途：可以仿真，这样在实际制造出电路前可以分析电路的行为特性；可以综合，即在实际物理电路器件中自动布局布线。目前，越来越广泛使用的仿真和综合CAD工具已经决定了，几乎所有的数字电子设计工程师都要使用这种抽象的、新型的有力设计工具。但是要记住重要的一点，那就是CAD工具设计的只是抽象模型，并不是实际的物理电路。甚至是最强悍的电路仿真器也不可能完全的分析出所有电路行为特性，很多电路功能的分析就必须只有研究实际物理电路才可以。
使用CAD工具可以非常简单的完成电路设计工作，并满足所有给定设计要求的需求。设计需求通常都用“行为”需求来描述-比如，一个设计需求就是这样的：当马达温度超过90C并持续10秒以上，或是冷却计不够，那么就报警灯就发亮。这个字面的表术描述了电路应该怎样去动作，但是并没有提供关于电路结构的任何信息。开发电路模型就可以满足这样行为问题描述的要求，并且电路模型还可以被仿真，并用仿真结果的行为特性和实际问题需求进行比较。值得注意的是，现在已经证明用于构造电路模型的假定条件与实际情况的条件是不同的，因此，几乎所有的解决方案的性能只可能假定条件下的性能。在任何条件和约束下，假定条件都要用来代替苛刻的实际情况参数，有时甚至都不使用参数。当电路配置在实际物理器件中之后，电路的行为特性可以彻底的检查和验证，而不再使用不完善的假定-这样电路既可以工作在设想环境中，也可以工作在其他环境下。客观的说，只有实际构造和验证电路后才能给出确切的问题解决方案。事实上，在完成很多设计项目后，获取了很多参数，这样在完成抽象电路模型后，就可以配置电路并且对其验证。这里要再次申明，实际物理电路的配置和研究是不可替代的。
一旦设计完成，就可以将其最终配置在目标器件中。一个几百万门的设计可以要配置在用户设计的芯片中；一个几万门的设计可能要配置在可编程器件中；一个低端的、低成本玩具和小物件的设计可能就使用分立器件和单层电路板来配置了。不管什么情况，如果用CAD工具定义了电路原型，那么重用最终设计的任何源文件都是很方便的。
从这章节开始到后面几个章节，你将学习使用Xilinx CAD工具来定义、仿真并综合电路。很多电路都将在Digilent板卡中配置，并确认和验证。在稍后的章节中，在你使用该工具达到了一定的水平后，会将讨论更多的现代设计中使用CAD工具的方法以及相关信息。
