原子教你玩FPGA：基于Intel Cyclone IV

第一篇硬件篇

第1章FPGA簡介2

1.1FPGA的由來與特點(diǎn)2

1.2FPGA的基本結(jié)構(gòu)5

1.3FPGA的設(shè)計(jì)流程8

第2章實(shí)驗(yàn)平臺(tái)簡介12

2.1ALIENTEK開拓者EP4CE10開發(fā)板資源初探12

2.2ALIENTEK開拓者FPGA開發(fā)板資源說明14

2.2.1硬件資源說明14

2.2.2軟件資源說明20

2.2.3開拓者I/O引腳分配21

2.3開發(fā)板使用注意事項(xiàng)21

2.4FPGA的學(xué)習(xí)方法22

第二篇軟件篇

第3章Quartus Ⅱ軟件的安裝和使用25

3.1Quartus Ⅱ軟件的安裝25

3.2USB Blaster驅(qū)動(dòng)安裝26

3.3Quartus Ⅱ軟件的使用28

3.3.1新建工程29

3.3.2設(shè)計(jì)輸入32

3.3.3配置工程35

3.3.4分析與綜合（編譯）37

3.3.5分配引腳38

3.3.6編譯工程39

3.3.7下載程序39

3.3.8固化程序44

3.4SignalTap Ⅱ軟件的使用50

第4章ModelSim軟件的安裝和使用60

4.1ModelSim軟件的安裝60

4.2ModelSim軟件的使用62

4.2.1手動(dòng)仿真62

4.2.2testbench（激勵(lì)）文件的編寫72

第三篇語法篇

第5章Verilog HDL語法76

5.1Verilog概述76

5.1.1Verilog簡介76

5.1.2為什么需要Verilog77

5.1.3Verilog和VHDL的區(qū)別77

5.1.4Verilog和C的區(qū)別77

5.2Verilog基礎(chǔ)知識(shí)78

5.2.1Verilog的邏輯值78

5.2.2Verilog的標(biāo)識(shí)符78

5.2.3Verilog的數(shù)字進(jìn)制格式79

5.2.4Verilog的數(shù)據(jù)類型79

5.2.5Verilog的運(yùn)算符80

5.3Verilog程序框架83

5.3.1注釋83

5.3.2關(guān)鍵字84

5.3.3程序框架85

5.4Verilog高級(jí)知識(shí)點(diǎn)88

5.4.1阻塞賦值（Blocking）88

5.4.2非阻塞賦值（NonBlocking）89

5.4.3assign和always的區(qū)別91

5.4.4帶時(shí)鐘和不帶時(shí)鐘的always 91

5.4.5什么是鎖存器（latch）92

5.4.6狀態(tài)機(jī)93

5.4.7模塊化設(shè)計(jì)97

5.5Verilog編程規(guī)范101

5.5.1編程規(guī)范的重要性101

5.5.2工程組織形式101

5.5.3文件頭聲明102

5.5.4輸入/輸出定義102

5.5.5parameter定義102

5.5.6wire/reg定義103

5.5.7信號(hào)命名103

5.5.8always塊描述方式103

5.5.9assign塊描述方式104

5.5.10空格和Tab104

5.5.11注釋104

5.5.12模塊例化105

5.5.13其他注意事項(xiàng)105

第四篇實(shí)戰(zhàn)篇

第6章流水燈實(shí)驗(yàn)107

6.1LED燈簡介107

6.2實(shí)驗(yàn)任務(wù)108

6.3硬件設(shè)計(jì)108

6.4程序設(shè)計(jì)108

6.5下載驗(yàn)證 111

第7章按鍵控制LED燈實(shí)驗(yàn)112

7.1按鍵簡介112

7.2實(shí)驗(yàn)任務(wù)112

7.3硬件設(shè)計(jì)113

7.4程序設(shè)計(jì)113

7.5下載驗(yàn)證115

第8章按鍵控制蜂鳴器實(shí)驗(yàn)116

8.1蜂鳴器簡介116

8.2實(shí)驗(yàn)任務(wù)116

8.3硬件設(shè)計(jì)117

8.4程序設(shè)計(jì)117

8.5下載驗(yàn)證123

第9章動(dòng)態(tài)數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn)124

9.1數(shù)碼管簡介124

9.2實(shí)驗(yàn)任務(wù)126

9.3硬件設(shè)計(jì)126

9.4程序設(shè)計(jì)127

9.5下載驗(yàn)證134

第10章IP核之PLL實(shí)驗(yàn)135

10.1PLL IP核簡介135

10.2實(shí)驗(yàn)任務(wù)136

10.3硬件設(shè)計(jì)136

10.4程序設(shè)計(jì)137

10.5下載驗(yàn)證148

第11章IP核之RAM實(shí)驗(yàn)150

11.1RAM IP核簡介150

11.2實(shí)驗(yàn)任務(wù)151

11.3硬件設(shè)計(jì)152

11.4程序設(shè)計(jì)152

11.5下載驗(yàn)證161

第12章IP核之FIFO實(shí)驗(yàn)163

12.1FIFO IP核簡介163

12.2實(shí)驗(yàn)任務(wù)164

12.3硬件設(shè)計(jì)164

12.4程序設(shè)計(jì)164

12.5下載驗(yàn)證175

第13章UART串口通信實(shí)驗(yàn)177

13.1UART串口簡介177

13.2實(shí)驗(yàn)任務(wù)179

13.3硬件設(shè)計(jì)179

13.4程序設(shè)計(jì)180

13.5下載驗(yàn)證188

第14章VGA彩條顯示實(shí)驗(yàn)191

14.1VGA簡介191

14.2實(shí)驗(yàn)任務(wù)193

14.3硬件設(shè)計(jì)193

14.4程序設(shè)計(jì)194

14.5下載驗(yàn)證199

第15章VGA字符顯示實(shí)驗(yàn)201

15.1VGA簡介201

15.2實(shí)驗(yàn)任務(wù)201

15.3硬件設(shè)計(jì)201

15.4程序設(shè)計(jì)201

15.5下載驗(yàn)證209

第16章VGA圖片顯示實(shí)驗(yàn)（基于ROM）210

16.1VGA簡介210

16.2實(shí)驗(yàn)任務(wù)210

16.3硬件設(shè)計(jì)210

16.4程序設(shè)計(jì)210

16.5下載驗(yàn)證217

第17章RGB TFTLCD彩條顯示實(shí)驗(yàn)218

17.1RGB TFTLCD簡介218

17.2實(shí)驗(yàn)任務(wù)221

17.3硬件設(shè)計(jì)221

17.4程序設(shè)計(jì)222

17.5下載驗(yàn)證225

第18章EEPROM讀/寫測試實(shí)驗(yàn)227

18.1EEPROM簡介227

18.2實(shí)驗(yàn)任務(wù)233

18.3硬件設(shè)計(jì)234

18.4程序設(shè)計(jì)234

18.5下載驗(yàn)證245

第19章實(shí)時(shí)時(shí)鐘數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn)246

19.1PCF8563簡介246

19.2實(shí)驗(yàn)任務(wù)249

19.3硬件設(shè)計(jì)249

19.4程序設(shè)計(jì)250

19.5下載驗(yàn)證253

第20章SDRAM讀/寫測試實(shí)驗(yàn)254

20.1SDRAM簡介254

20.2實(shí)驗(yàn)任務(wù)264

20.3硬件設(shè)計(jì)265

20.4程序設(shè)計(jì)265

20.5下載驗(yàn)證283

第21章錄音機(jī)實(shí)驗(yàn)284

21.1WM8978簡介284

21.2實(shí)驗(yàn)任務(wù)289

21.3硬件設(shè)計(jì)289

21.4程序設(shè)計(jì)289

21.5下載驗(yàn)證295

第22章OV7725攝像頭VGA顯示實(shí)驗(yàn)296

22.1OV7725簡介296

22.2實(shí)驗(yàn)任務(wù)300

22.3硬件設(shè)計(jì)301

22.4程序設(shè)計(jì)302

22.5下載驗(yàn)證313

第23章SD卡圖片顯示實(shí)驗(yàn)（VGA顯示）315

23.1SD卡簡介315

23.2實(shí)驗(yàn)任務(wù)326

23.3硬件設(shè)計(jì)326

23.4程序設(shè)計(jì)327

23.5下載驗(yàn)證342

第24章音樂播放器實(shí)驗(yàn)347

24.1音樂播放器簡介347

24.2實(shí)驗(yàn)任務(wù)348

24.3硬件設(shè)計(jì)348

24.4程序設(shè)計(jì)349

24.5下載驗(yàn)證355

第25章以太網(wǎng)通信實(shí)驗(yàn)356

25.1以太網(wǎng)簡介356

25.2實(shí)驗(yàn)任務(wù)365

25.3硬件設(shè)計(jì)365

25.4程序設(shè)計(jì)366

25.5下載驗(yàn)證381

第26章基于OV7725的以太網(wǎng)傳輸視頻實(shí)驗(yàn)391

26.1以太網(wǎng)視頻傳輸簡介391

26.2實(shí)驗(yàn)任務(wù)392

26.3硬件設(shè)計(jì)392

26.4程序設(shè)計(jì)392

26.5下載驗(yàn)證401

第27章高速A/D及D/A實(shí)驗(yàn)405

27.1高速A/D及D/A簡介405

27.2實(shí)驗(yàn)任務(wù)409

27.3硬件設(shè)計(jì)409

27.4程序設(shè)計(jì)412

27.5下載驗(yàn)證420

第28章基于FFT IP核的音頻頻譜儀實(shí)驗(yàn)423

28.1FFT IP核簡介423

28.2實(shí)驗(yàn)任務(wù)424

28.3硬件設(shè)計(jì)424

28.4程序設(shè)計(jì)424

28.5下載驗(yàn)證434

第29章基于FIR IP核的低通濾波器實(shí)驗(yàn)436

29.1FIR Compiler核簡介436

29.2實(shí)驗(yàn)任務(wù)437

29.3硬件設(shè)計(jì)437

29.4程序設(shè)計(jì)438

29.5下載驗(yàn)證442

參考文獻(xiàn)443