
图书信息作者: 华清远见嵌入式培训中心 编著
出 版 社: 人民邮电出版社
出版时间: 2008-7-1
字数: 671000
版次: 1
页数: 427
开本: 16开
I S B N : 9787115180025
分类: 图书 >> 计算机/网络 >> 行业软件及应用
定价:¥49.00
编辑推荐从FPGA基础讲起,引导读者快速入门,21个典型实例,全面讲解FPGA在各个领域的应用,提供Altera和QuartusII和Xilinx的ISE两个版本的源文件下载,图文并茂,轻松阅读。
本书详细讲解了FPGA应用开发的方方成面,主要涵盏以下内容:
从零开始设计FPGA最小系统
Verilog HDL语言基础
QUARTUS II、ISE的使用技巧
FPGA系统设计的仿真验证
基于FPGA的片上可编程系统(SOPC)设计
FPGA系统设计原则和技巧
利用FPGA实现外设通信接口
FPGA与DSP协同处理系统设计
数字图像倍焦系统设计与实现综合实例
高速PCI信号采集卡设计与实现综合实例
内容简介FPGA(现场可编程逻辑器件)以其体积小、功耗低、稳定性高等优点被广泛应用于各类电子产品的设计中。本书全面讲解了FPGA系统设计的背景知识、硬件电路设计,硬件描述语言Verilog HDL的基本语法和常用语句,FPGA的开发工具软件的使用,基于FPGA的软核嵌入式系统,FPGA设计的基本原则、技巧、IP核, FPGA在接口设计领域的典型应用,FPGA+DSP的系统设计与调试,以及数字变焦系统和PCI数据采集系统这两个完整的系统设计案例。
本书内容全面、实例丰富,适合FPGA系统设计初学者,大专院校通信工程、电子工程、计算机、微电子和半导体相关专业师生,硬件系统工程师和IC设计工程师学习使用。
图书目录第1章FPGA系统设计基础
1.1FPGA技术的发展历史和动向
1.2FPGA的典型应用领域
1.3FPGA的工艺结构
1.4主流的FPGA芯片厂家及其代表产品
1.5工程项目中FPGA芯片选择策略和原则
第2章从零开始设计FPGA最小系统
2.1FPGA最小系统的概念
2.2FPGA最小系统电路分析
2.3FPGA硬件系统的设计技巧
2.4FPGA硬件系统的调试方法
2.5典型实例1:在Altera的FPGA开发板上运行第一个FPGA程序
2.6典型实例2:在Xilinx的FPGA开发板上运行第一个FPGA程序
第3章硬件描述语言Verilog HDL基础
3.1Verilog HDL语言简介
3.2Verilog HDL程序基本结构
3.3Verilog HDL语言的数据类型和运算符
3.4Verilog HDL语言的赋值语句和块语句
3.5Verilog HDL语言的条件语句
3.6Verilog HDL语言的其他常用语句
3.7Verilog HDL语言实现组合逻辑电路
3.8Verilog HDL语言实现时序逻辑电路
3.9Verilog HDL语言与C语言的区别与联系
3.10Verilog HDL程序设计经验
3.11典型实例3:数字跑表
3.12典型实例4:PS/2接口控制
3.13典型实例5:交通灯控制器
第4章硬件描述语言Verilog HDL设计进阶
4.1task和function说明语句的区别
4.2Verilog HDL高级语法结构——任务(TASK)
4.3Verilog HDL高级语法结构——任务(function)
4.4有限状态机的设计原理及其代码风格
4.5逻辑综合的原则以及可综合的代码设计风格
4.6典型实例6:状态机应用
4.7典型实例7:自动转换量程频率计控制器
4.8典型实例8:使用函数实现简单的处理器
第5章FPGA设计开发软件Quartus II的使用技巧
5.1Quartus II软件简介
5.2Quartus II软件新特性
5.3Quartus II软件的安装与启动
5.4Quartus II软件设计流程
5.5创建工程设计文件
5.6编译及仿真工程
5.7约束及配置工程
5.8LogicLock逻辑锁定工具使用技巧
5.9SignalTap II在线逻辑分析仪的使用方法
5.10典型实例9:SignalTap II功能演示
5.11典型实例10:LogicLock功能演示
第6章FPGA设计开发软件ISE使用技巧
6.1ISE软件简介
6.2ISE软件的安装与启动
6.3ISE软件的设计流程
6.4创建设计工程
6.5编译与仿真设计工程
6.6增量式设计(Incremental Design)技巧
6.7片上逻辑分析仪(ChipScope Pro)使用技巧
6.8典型实例11:ChipScope功能演示
6.9典型实例12:增量式设计(Incremental Design)演示
第7章FPGA系统设计的仿真验证
7.1FPGA设计仿真验证的原理和方法
7.2ModelSim仿真工具简介
7.3ModelSim的仿真流程
7.4功能仿真和时序仿真的区别和实现方法
7.5仿真测试文件(Testbench)的设计方法
7.6典型实例13:SDRAM读写控制的实现与Modelsim仿真
第8章基于FPGA的片上可编程系统(SOPC)设计
8.1基于FPGA的SOPC系统组成原理和典型方案
8.2Altera公司的NIOS II解决方案
8.3基于NIOS II的开发设计流程
8.4典型实例14:基于NIOSII处理器的“Hello LED”程序设计
8.5典型实例15:基于NIOSII处理器的数字钟设计
第9章FPGA系统设计原则和技巧
9.1FPGA系统设计的3个基本原则
9.2FPGA系统设计的3种常用技巧
9.3FPGA系统设计的3种常用IP模块
第10章利用FPGA实现外设通信接口
10.1FPGA在外设接口实现方面的优势
10.2利用FPGA实现RS-232C串行接口
10.3利用FPGA实现USB 2.0通信接口
10.4利用FPGA实现常用显示接口(Display Interface)
10.5利用FPGA实现A/D、D/A转换器接口
10.6典型实例16:RS-232C(UART)接口的设计与实现
10.7典型实例17:USB 2.0接口的设计与实现
10.8典型实例18:字符LCD接口的设计与实现
10.9典型实例19:VGA接口的设计与实现
第10章FPGA与DSP协同处理系统设计
11.1基于FPGA+DSP协同处理平台的优势和适用领域
11.2基于FPGA+DSP的协同处理平台的设计流程
11.3FPGA与DSP的通信接口设计
11.4FPGA+DSP协同平台的调试技巧和注意事项
11.5典型实例20:FPGA片上硬件乘法器的使用
11.6典型实例21:整数DCT变换的设计与实现
第12章数字图像倍焦系统设计与实现综合实例
12.1设计需求分析与芯片选型
12.2系统工作原理分析
12.3系统原理框图
12.4FPGA内部结构设计
12.5系统硬件配置方案
12.6FPGA在其他视频和图像处理系统中的应用
第13章高速PCI信号采集卡设计与实现综合实例
13.1设计需求分析与功能定义
13.2系统工作原理分析
13.3PCI接口芯片PCI9054与FPGA的接口设计
13.4PCI卡的驱动程序设计
13.5主机应用程序和驱动程序的接口设计
13.6FPGA内部结构设计
13.7硬件系统实现
13.8样机的调试方法和技巧
13.9产品稳定性和可靠性测试
13.10产品定型和设计文档备案
图书章节第1章FPGA系统设计基础
本章目标
了解FPGA技术的发展历史和动向
了解FPGA的典型应用领域
了解主流的FPGA芯片厂家及其代表产品
了解工程项目中FPGA芯片选择策略和原则
1.1 FPGA技术的发展历史和动向
1.1.1 FPGA技术的发展历史
纵观数字集成电路的发展历史,经历了从电子管、晶体管、小规模集成电路到大规模以及超大规模集成电路等不同的阶段。发展到现在,主要有3类电子器件:存储器、处理器和逻辑器件。
存储器保存随机信息(电子数据表或数据库的内容);处理器执行软件指令,以便完成各种任务(运行数据处理程序或视频游戏);而逻辑器件可以提供特殊功能(器件之间的通信和系统必须执行的其他所有功能)。
逻辑器件分成两类:
①固定的或定制的。
②可编程的或可变的。
其中,固定的或定制的逻辑器件通常称为专用芯片(ASIC)。ASIC是为了满足特定的用途而设计的芯片,例如MP3解码芯片等。其优点是通过固化的逻辑功能和大规模的工业化生产,降低了芯片的成本,同时提高了产品的可靠性。随着集成度的提高,ASIC的物理尺寸也在不断的缩小。
但是,ASIC设计的周期很长,而且投资大,风险高。一旦设计结束后,功能就固化了,以后的升级改版困难比较大。电子产品的市场正在逐渐细分,为了满足快速产品开发,产生了现场可编程逻辑器件(FPGA)。
自1984年Xilinx公司推出了第一片现场可编程逻辑器件(FPGA)至今,FPGA已经历了20几年的快速发展历程。特别是近几年来,更是发展迅速。FPGA的逻辑规模已经从最初的1000个可用门发展到现在的1000万个可用门。