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零點起飛學FPGA

( 簡體 字)
作者:高敬鵬 武超群類別:1. -> 電子工程 -> FPGA
譯者:
出版社:清華大學出版社零點起飛學FPGA 3dWoo書號: 42107
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缺書
NT售價: 345

出版日:7/1/2015
頁數:384
光碟數:0
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印刷:黑白印刷語系: ( 簡體 版 )
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ISBN:9787302399735
作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 
(簡體書上所述之下載連結耗時費功, 恕不適用在台灣, 若讀者需要請自行嘗試, 恕不保證)
作者序:

譯者序:

前言:

  電子工業的飛速發展和電子計算機技術的廣泛應用,促進了電子設計自動化技術的日新月異。FPGA是英文Field Programmable Gate Array的縮寫,即現場可編程門陣列,它是在可編程陣列邏輯(PAL)、通用陣列邏輯(GAL)、復雜可編程邏輯器件(CPLD)等器件的基礎上進一步發展的產物。它是作為專用集成電路(ASIC)領域中的一種半定制電路而出現的,既解決了定制電路的不足,又克服了原有可編程器件門電路數有限的缺點,其廣泛應用于航空、航天、汽車、造船、通用機械和電子等工業的各個領域。
  本書結合Verilog HDL硬件描述語言,以Altera公司的Quartus II軟件和Model Technology公司的ModelSim軟件作為FPGA軟件設計工具;同時,以Altium Designer軟件作為FPGA硬件電路設計工具,詳細闡述了FPGA軟硬件系統的設計方法和開發過程。
  本書以Altium Designer軟件、Quartus II軟件和ModelSim軟件開發環境為背景,介紹FPGA產品開發的完整解決方案。本書共分9章,分別從FPGA硬件設計和FPGA軟件設計兩個方面進行闡述,主要內容包括FPGA基礎知識、FPGA硬件電路的設計、Quartus II軟件操作基礎、Verilog HDL語言概述、面向綜合的行為描述語句、ModelSim仿真工具、面向驗證和仿真的行為描述語句、Verilog HDL語言設計進階、外設接口和綜合系統設計等,最后通過大量的工程實例,將FPGA開發語言、開發思想和實際工程進行完美的結合。
  為了使初學者迅速入門,提高對電子系統設計的興趣,并能在短時間內掌握電子系統設計開發的要點,作者在編寫過程中注意體現本書的以下特點:
  由淺入深,循序漸進。本書在內容編排上遵循由淺入深、由易到難的原則,基礎知識與大量實例相結合,邊學邊練。
  實例豐富,涉及面廣。本書提供了豐富的FPGA程序設計實例,內容涉及電子系統的各個領域。
  兼顧原理,注重實用。本書側重于實際應用,精煉理論講解內容。考慮到基本原理和基本應用一直是學習FPGA技術的基本要求,為了緊隨FPGA技術的發展,在編寫過程中注重知識的新穎性和實用性,因而本書中講解了Quartus II參數化宏功能模塊、Quartus Ⅱ軟件與ModelSim軟件的聯合仿真等。
  本書配套資料請到清華大學出版社網站下載,其中包含主要實例源文件、練習文件和電子課件,這些文件都被保存在與章節相對應的文件夾中。
  本書第1~5章由黑龍江工程學院的武超群編寫,第6∼8章由哈爾濱工程大學的高敬鵬編寫,參加本書編寫工作的人員還有楊敏、岳立雷、管殿柱、宋一兵、趙景波、張忠林、王獻紅、曹立文、魏賓、李文秋、初航、郭方方,在此表示衷心的感謝。
  感謝您選擇了本書,希望我們的努力對您的工作和學習有所幫助,也希望您把對本書的意見和建議告訴我們。
  零點工作室網站地址:www.zerobook.net
  零點工作室聯系信箱:syb33@163.com
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C語言入門很簡單
  
前 言
  
·II·
  
  
·III·
  
  
  
  
  
  

內容簡介:

本書以Verilog HDL語言為藍本,結合Altium Designer軟件、Quartus II軟件與ModelSim軟件的功能,通過豐富的實例,從實驗、實踐和實用的角度,詳細闡述了FPGA在電子系統中的應用。本書共9章,主要內容包括FPGA基礎知識、FPGA硬件電路的設計、Quartus II軟件操作基礎、Verilog HDL語言概述、面向綜合的行為描述語句、ModelSim仿真工具、面向驗證和仿真的行為描述語句、Verilog HDL語言設計進階、外設接口和綜合系統設計,全面詳細地闡述了FPGA的設計方法和開發過程。
  本書由淺入深,從易到難,各章節既相對獨立又前后關聯,其最大特點是打破了傳統書籍的講解方法,以圖解方式敘述基本功能的應用與操作,并通過提示、技巧和注意的方式指導讀者對重點內容的理解,從而達到在實際產品設計中的熟練應用。本書每章配有習題,以指導讀者深入地進行學習。
  本書既可作為高等學校電子系統設計課程的教材,也可作為電路設計及相關行業工程技術人員的技術參考書。
目錄:

第1章  FPGA基礎知識 1

1.1  通用數字集成電路 1

1.1.1  TTL數字集成電路 2

1.1.2  CMOS數字集成電路 2

1.1.3  可編程邏輯器件 3

1.2  FPGA的工藝結構 5

1.3  FPGA技術的發展方向 6

1.4  典型的FPGA芯片 7

1.4.1  Altera公司的典型產品 7

1.4.2  Xilinx公司的典型產品 9

1.5  FPGA芯片的應用 11

1.6  FPGA的設計流程 12

1.7  FPGA的設計開發工具 14

1.8  典型的FPGA產品設計軟件使用簡介 15

1.8.1  Altium Designer Summer 09的安裝 15

1.8.2  Altium Designer summer 09的啟動 17

1.8.3  Altium Designer Summer 09的主頁界面管理 20

1.8.4  Quartus II軟件的安裝 22

1.8.5  Quartus II軟件的啟動 25

1.8.6  Quartus II的主頁界面管理 26

1.9  思考與練習 27

第2章  FPGA硬件電路的設計 28

2.1  硬件電路的設計流程 28

2.2  FPGA最小系統 29

2.1.1  FPGA芯片管腳介紹 30

2.2.2  電源電路設計 31

2.2.3  濾波電容電路模塊設計 32

2.2.4  JTAG調試與AS下載電路的設計 33

2.2.5  時鐘電路設計 33

2.2.6  復位電路的設計 34

2.2.7  鎖相環外圍電路的設計 34

2.2.8  LED電路的設計 35

2.2.9  高速SDRAM存儲器接口電路設計 35

2.2.10  Flash存儲器接口電路設計 36

2.2.11  FPGA最小系統擴展接口電路設計 36

2.3  FPGA硬件系統的設計技巧 37

2.4  FPGA硬件系統的調試方法 38

2.5  綜合實例:FPGA最小硬件系統的設計 39

2.6  思考與練習 51

第3章  Quartus II軟件操作基礎 52

3.1  Quartus II基本設計流程 52

3.2  Quartus II基本設計操作 53

3.2.1  工程創建 53

3.2.2  設計輸入 57

3.2.3  編譯項目 60

3.2.4  設計文件的仿真 61

3.2.5  引腳分配與器件編譯 67

3.2.6  器件編程 69

3.2.7  其他操作 74

3.3  Quartus II參數化宏功能模塊及其使用方法 77

3.3.1  LPM計數器的使用方法 77

3.3.2  建立存儲器文件 80

3.3.3  LPM存儲器ROM的使用方法 81

3.3.4  LPM存儲器RAM的使用方法 84

3.4  SignalTap II在線邏輯分析儀的使用方法 86

3.4.1  SignalTap II介紹 86

3.4.2  使用SignalTap II操作流程 87

3.4.3  SignalTap II邏輯分析儀的使用 88

3.5  典型實例:正弦波發生器及SignalTap II的使用 96

3.6  思考與練習 108

第4章  Verilog HDL語言概述 109

4.1  硬件描述語言的概念 109

4.2  Verilog HDL的產生與發展 110

4.3  Verilog HDL語言的魅力 111

4.3.1  Verilog HDL語言與VHDL語言的比較 111

4.3.2  Verilog HDL與C語言的比較 112

4.3.3  Verilog HDL的應用 113

4.4  采用Verilog HDL設計復雜數字電路的優點 113

4.5  Verilog HDL程序設計模式 114

4.6  Verilog HDL程序基本結構 115

4.6.1  Verilog HDL程序入門 116

4.6.2  模塊的框架 118

4.6.3  Verilog HDL語言的描述形式 119

4.7  Verilog HDL語言基本要素 128

4.7.1  標志符與注釋 128

4.7.2  數字與邏輯數值 129

4.7.3  數據類型 131

4.7.4  常用運算符 138

4.7.5  Verilog HDL語言的賦值 144

4.7.6  Verilog HDL語言的關鍵詞 145

4.8  典型實例:利用Verilog HDL語言在FPGA上實現LED流水燈 146

4.9  思考與練習 153

第5章  面向綜合的行為描述語句 154

5.1  可綜合模型的設計 154

5.2  觸發事件控制 155

5.2.1  信號電平事件語句 155

5.2.2  信號跳變沿事件語句 156

5.3  條件語句 157

5.3.1  if語句 157

5.3.2  case語句 158

5.3.3  條件語句的深入理解 161

5.4  循環語句 163

5.4.1  repeat語句 163

5.4.2  while語句 164

5.4.3  for語句 165

5.5  任務與函數 167

5.5.1  任務(task)語句 167

5.5.2  函數(function)語句 169

5.5.3  任務和函數的深入理解 170

5.6  有限狀態機的設計 171

5.6.1  有限狀態機的分類 172

5.6.2  有限狀態機的狀態編碼 173

5.6.3  有限狀態機設計方法 174

5.6.4  設計可綜合狀態機的指導原則 179

5.6.5  有限狀態機設計實例 180

5.7  Quartus II圖形化狀態機輸入工具使用 181

5.8  Verilog HDL語言實現組合邏輯電路 186

5.9  Verilog HDL語言實現時序邏輯電路 188

5.10  硬件描述語言設計基礎實例 189

5.10.1  8-3編碼器 189

5.10.2  3-8譯碼器 190

5.10.3  數據選擇器 191

5.10.4  多位數值比較器 193

5.10.5  全加器 193

5.10.6  D觸發器 195

5.10.7  寄存器 196

5.10.8  雙向移位寄存器 197

5.10.9  四位二進制加減法計數器 198

5.10.10  順序脈沖發生器 199

5.10.11  序列信號發生器 201

5.11  思考與練習 201

第6章  ModelSim仿真工具 203

6.1  ModelSim仿真工具簡介 203

6.1.1  菜單欄 204

6.1.2  工具欄 216

6.1.3  工作區 216

6.1.4  命令窗口 217

6.1.5  MDI窗口 217

6.1.6  狀態欄 217

6.1.7  定制用戶界面 217

6.2  ModelSim的命令與文件 218

6.2.1  vlib命令 219

6.2.2  vmap命令 219

6.2.3  vcom命令 220

6.2.4  vlog命令 221

6.2.5  vsim命令 222

6.2.6  force命令 223

6.2.7  add wave命令 225

6.2.8  run命令 226

6.2.9  DO命令 227

6.2.10  宏命令 227

6.3  ModelSim仿真工具安裝與使用 230

6.3.1  ModelSim的安裝 231

6.3.2  在Quartus II中直接調用ModelSim軟件進行時序仿真 231

6.3.3  使用ModelSim軟件直接進行功能仿真 235

6.4  典型實例:SDRAM讀寫控制的實現與ModelSim仿真 238

6.4.1  SDRAM簡介 238

6.4.2  SDRAM控制器的ModelSim仿真 241

6.5  思考與練習 243

第7章  面向驗證和仿真的行為描述語句 244

7.1  驗證與仿真概述 244

7.1.1  收斂模型 245

7.1.2  測試平臺說明 245

7.1.3  驗證測試方法論 247

7.1.4  Testbench結構說明 251

7.2  仿真程序執行原理 252

7.3  延時控制語句 254

7.4  常用的行為仿真描述語句 257

7.4.1  循環語句 257

7.4.2  force和release語句 259

7.4.3  wait語句 260

7.4.4  事件控制語句 261

7.4.5  task和function語句 262

7.4.6  串行激勵與并行激勵語句 263

7.5  用戶自定義元件 264

7.6  仿真激勵的產生 267

7.6.1  變量初始化 267

7.6.2  時鐘信號的產生 270

7.6.3  復位信號的產生 271

7.6.4  數據信號的產生 272

7.6.5  測試向量的產生 274

7.6.6  關于仿真效率的說明 275

7.7  典型實例:全加器的驗證與仿真 276

7.8  思考與練習 280

第8章  Verilog HDL語言設計進階 281

8.1  系統任務 281

8.1.1  輸出顯示任務 281

8.1.2  文件輸入輸出任務 287

8.1.3  時間標度任務 291

8.1.4  仿真控制任務 293

8.1.5  仿真時間函數 294

8.1.6  數字類型變換函數 295

8.1.7  概率分布函數 296

8.2  編譯預處理 297

8.2.1  宏定義`define語句 298

8.2.2  條件編譯命令`if語句 300

8.2.3  文件包含`include語句 301

8.2.4  時間尺度`timescale語句 303

8.2.5  其他語句 304

8.3  Verilog HDL語言的代碼風格 305

8.3.1  Verilog HDL語言的基本原則 306

8.3.2  Verilog HDL語言的編寫規范 309

8.3.3  Verilog HDL語言的處理技巧 314

8.4  思考與練習 316

第9章  外設接口和綜合系統設計 318

9.1  外設接口實驗 318

9.1.1  數碼管顯示接口實驗 318

9.1.2  LCD液晶顯示接口實驗 326

9.1.3  VGA顯示接口實驗 334

9.1.4  RS-232C串行通信接口實驗 338

9.1.5  PS2鍵盤接口實驗 346

9.2  綜合系統設計 360

9.2.1  實時溫度采集系統 360

9.2.2  實時紅外采集系統 378

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零點起飛學FPGA

  

目    錄

  

·VI·

  

  

·VII·

  

  

  

  

  

  

序: