FPGA设计实战
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作者： （美）威尔逊 著，杜生海 等译
出 版 社： 人民邮电出版社
出版时间： 2009-7-1字数：版次： 1页数： 230印刷时间：开本： 16开印次：纸张：I S B N ： 9787115208101包装： 平装编辑推荐
FPGA技术成本低、使用灵活，已经成为应用广泛的电路设计解决方案，应用范围遍及消费电子、汽车电子、通信和工业控制等领域。
本书是一部实例丰富的实战宝典，涵盖了电路设计的完整流程，从FPGA基础知识入手，不但介绍了“FPGA做什么”，更详细解读了“用FPGA怎么做”。作者首先简洁而全面地概述了FPGA9口标准设计流程的基础知识，然后详细阐述了两个典型的综合实例——高速视频监视系统和嵌入式处理器，并且给出了具体的代码框架，为设计者点明实际应用中的关键点和设计精髓。接下来，本书针对电路设计中几个最常见的关键任务，如串行通信、数字滤波器、安全系统、存储器建模等，给出了可以直接应用于实际项目的代码示例。书的最后介绍了综合和行为建模等设计后期的优化。
对于电路设计工程师和高校电气工程专业的师生来说，阅读本书是快速入门并成为设计高手的一条捷径。
内容简介
本书是为FPGA工程师量身定制的设计参考指南，不仅介绍了FPGA基本概念，还介绍了设计逻辑和技巧，使读者能够开发出实际高效的代码。
本书适用于电子工程师阅读，也可作为高等院校相关专业师生的参考指南。
作者简介
Peter Wilson博士，著名电子设计技术专家。IEEE1076.1.1标准（VHDLAMS的多能量域支持用组件）副主席，IEEE行为建模与仿真工作组技术项目组长。现任教于英国南安普敦大学，同时担任美国阿肯色大学客座教授。其主要研究领域为建模与仿真，先后发表过百余篇颇有影响的技术论文。
目录
第一部分 概述
第1章 绪论
第2章 FPGA基础知识
2.1 引言
2.2 FPGA的发展
2.3 可编程逻辑器件
2.4 现场可编程门阵列
2.5 FPGA设计技术
2.6 FPGA的设计约束
2.7 小结
第3章 VHDL基础
3.1 引言
3.2 实体：模型接口
3.2.1 实体定义
3.2.2 端口
3.2.3 通用属性语句
3.2.4 常数
3.2.5 实体举例
3.3 构造体：模型的行为
3.3.1 构造体的基本定义
3.3.2 构造体声明
3.3.3 构造体语句
3.4 进程：VHDL中的基本功能单元
3.5 基本的变量类型和操作符
3.5.1 常数
3.5.2 信号
3.5.3 变量
3.5.4 布尔操作符
3.5.5 算术操作符
3.5.6 比较操作符
3.5.7 移位函数
3.5.8 拼接
3.6 判断与循环
3.6.1 if-then-else语句
3.6.2 case语句
3.6.3 for语句
3.6.4 While循环
3.6.5 exit语句
3.6.6 next语句
3.7 层次化设计
3.7.1 函数
3.7.2 包
3.7.3 元件
3.7.4 过程
3.8 调试模型
3.9 基本数据类型
3.9.1 基本类型
3.9.2 数据类型：bit
3.9.3 数据类型：boolean
3.9.4 数据类型：integer
3.9.5 数据类型：字符型
3.9.6 数据类型：实数
3.9.7 数据类型：时间
3.10 小结
第4章 设计自动化与FPGA测试
4.1 仿真
4.1.1 测试平台
4.1.2 测试平台的目标
4.1.3 简单的测试平台：实例化元件
4.1.4 增加测试激励
4.2 库
4.2.1 引言
4.2.2 库的使用
4.2.3 标准逻辑库
4.2.4 std_logic类型定义
4.3 综合
4.3.1 综合设计流程
4.3.2 综合相关事项
4.3.3 RTL设计流程
4.4 物理设计流程
4.5 布局布线
4.6 时序分析
4.7 设计缺陷
4.8 FPGA设计中的VHDL问题
4.8.1 初始化
4.8.2 浮点数及其操作
4.9 小结
第二部分 应用
第5章 图像与高速处理
5.1 引言
5.2 摄像头接口
5.2.1 硬件接口
5.2.2 数据率
5.2.3 拜尔模式
5.2.4 存储器需求
5.3 开始
5.4 确定接口
5.5 定义顶层设计
5.6 系统模块定义与接口
5.6.1 系统分解
5.6.2 鼠标和键盘接口
5.6.3 存储器接口
5.6.4 显示接口：VGA
5.7 摄像头连接接口
5.8 PC接口
5.9 小结
第6章 嵌入式处理器
6.1 引言
6.2 一个简单的嵌入式处理器
6.2.1 嵌入式处理器架构
6.2.2 基本指令
6.2.3 取指执行周期
6.2.4 嵌入式处理器的寄存器分配
6.2.5 一个基本的指令集
6.2.6 结构级还是行为级
6.2.7 机器码指令集
6.2.8 微处理器的结构单元
6.2.9 处理器函数包
6.2.10 程序计数器
6.2.11 指令寄存器
6.2.12 算术和逻辑单元
6.2.13 存储器
6.2.14 微控制器
6.2.15 简单微处理器总结
6.3 FPGA中的软核处理器
6.4 小结
第三部分 设计工具箱
第7章 串行通信
7.1 引言
7.2 曼彻斯特编解码
7.3 不归零编解码
7.4 不归零反转编解码
7.5 RS-232
7.5.1 引言
7.5.2 RS-232波特率产生器
7.5.3 RS-232接收器
7.6 通用串行总线
7.7 小结
第8章 数字滤波器
8.1 引言
8.2 S域到Z域的变换
8.3 用VHDL实现Z域的函数
8.3.1 引言
8.3.2 增益模块
8.3.3 和与差
8.3.4 除法模型
8.3.5 单位延迟模型
8.4 基本低通滤波器模型
8.5 FIR滤波器
8.6 IIR滤波器
8.7 小结
第9章 安全系统
9.1 块加密简介
9.2 费斯特尔格子的结构
9.3 数据加密标准
9.3.1 引言
9.3.2 DES的VHDL实现
9.3.3 DES的验证
9.4 高级加密标准
9.5 小结
第10章 存储器
10.1 引言
10.2 用VHDL对存储器进行建模
10.3 只读存储器
10.4 随机存取存储器
10.5 SRAM
10.6 Flash存储器
10.7 小结
第11章PS/2鼠标接口
11.1 引言
11.2 PS/2鼠标基础
11.3 PS/2鼠标命令
11.4 PS/2鼠标数据包
11.5 PS/2操作模式
11.6 PS/2滚轮鼠标
11.7 基本PS/2鼠标处理模块VHDL代码
11.8 修改后的PS/2鼠标处理模块VHDL代码
11.9 小结
第12章 PS/2键盘接口
12.1 引言
12.2 PS/2键盘基础
12.3 PS/2键盘命令
12.4 PS/2键盘数据包
12.5 PS/2键盘操作模式
12.5.1 基本PS/2键盘处理模块VHDL代码
12.5.2 修改后的PS/2键盘处理模块VHDL代码
12.6 小结
第13章 一个简单的VGA接口
13.1 引言
13.2 基本像素时序
13.3 图像处理
13.4 VGA接口的VHDL实现
13.5 水平同步
13.6 垂直同步
13.7 水平和垂直消隐脉冲
13.8 计算正确的像素数据
13.9 小结
第四部分 优化设计
第14章 综合
14.1 引言
14.2 RTL综合支持的VHDL
14.2.1 初始条件
14.2.2 并发边沿
14.2.3 数字类型
14.2.4 wait语句
14.2.5 断言
14.2.6 循环
14.3 一些引起综合失败的情况
14.4 综合的内容
14.4.1 总体设计结构
14.4.2 控制器
14.4.3 数据路径
14.5 小结
第15章 VHDL行为建模
15.1 引言
15.2 怎样从RTL转向行为级
15.3 小结
第16章 设计优化
16.1 引言
16.2 逻辑优化技术
16.3 改善性能
16.4 关键路径分析
16.5 小结
第17章 VHDL-AMS
17.1 引言
17.2 VHDL-AMS简介
17.3 模拟引脚：TERMINAL
17.4 混合域建模
17.5 模拟变量：quantity
17.6 VHDL-AMS中的联立方程
17.7 一个VHDL-AMS的例子
17.7.1 直流电压源
17.7.2 电阻
17.8 VHDL-AMS中的微分方程
17.9 用VHDL-AMS进行混合信号建模.154
17.10 一个基本的开关模型
17.11 基本VHDL-AMS比较器模型
17.12 多领域建模
17.13 小结
第18章 设计优化举例：DES
18.1 引言
18.2 数据加密标准
18.3 MOODS
18.4 初始设计
18.4.1 简介
18.4.2 总体结构
18.4.3 数据转换
18.4.4 密钥转换
18.5 初始综合
18.6 优化数据路径
18.7 最终综合
18.8 结果
18.9 三重DES
18.9.1 引言
18.9.2 面积最小：迭代实现
18.9.3 延迟最小：流水线方式
18.10 方案比较
18.11 小结
第五部分 基本技术
第19章 计数器
19.1 引言
19.2 基本二进制计数器
19.3 综合简单的二进制计数器
19.4 移位寄存器
19.5 约翰逊计数器
19.6 BCD计数器
19.7 小结
第20章 锁存器、触发器和寄存器
20.1 引言
20.2 锁存器
20.3 触发器
20.4 寄存器
20.5 小结
第21章 串并转换与并串转换
21.1 串并转换
21.2 并串转换
21.3 小结
第22章 ALU功能
22.1 引言
22.2 逻辑功能
22.3 位加法器
22.4 n位结构化加法器
22.5 n位可配置加法器
22.6 的补码
22.7 小结
第23章 译码器与多路复用器
23.1 译码器
23.2 多路复用器
23.3 小结
第24章 VHDL中的有限状态机
24.1 引言
24.2 状态转移图
24.3 用VHDL实现有限状态机
24.4 小结
第25章 VHDL中的定点算法
25.1 引言
25.2 基本定点类型
25.3 定点函数
25.3.1 定点数向std_logic_vector的转换
25.3.2 定点数向实数的转换
25.4 测试定点数函数
25.5 小结
第26章 二进制乘法
26.1 引言
26.2 基本二进制乘法
26.3 VHDL无符号乘法器
26.4 乘法函数的综合
26.5 “简单的”乘法
26.6 小结
第27章 参考书目
27.1 引言
27.2 VHDL参考书
27.3 FPGA参考书
27.4 普通数字设计参考书
索引
书摘插图
第一部分概述
本书共分为五个部分。第一部分为概述，介绍了现场可编程门阵列（FPGA）、VHDL和标准设计流程的基础知识。第二部分介绍了一系列复杂的实际应用的全流程，其中涉及许多关键设计问题，而这些问题是设计人员在工作中经常遇到的。通过这些应用，设计人员可以了解如何由设计规范出发，开发出一套自顶向下的设计方法，并最终构造出详细的设计模块，这些模块可能是以前开发出来的，也可能是由第三方提供的。第三部分则讨论了一些重要的技术方法，都使用了实际的例子进行说明，这样读者可以清楚地了解怎样实现一个特定的功能。这一部分实际上是一个工具箱，其中包含了许多高级的功能实现，而这正是现代数字设计普遍需要的。第四部分讨论了设计优化中的一些重要问题及其高级技巧。例如，怎样使设计出的东西运行得更快或者面积更小等。第五部分详细说明了用VHDL实现基本功能的问题。这部分是针对那些仅有少量VHDL背景的设计者，或许他们正在寻找简单的例子，或者正要解决一个特别具体的问题。
……
