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FPGA設(shè)計與驗證

定　價：￥79.00

作　者：	梅雪松，袁玉卓，曾凱鋒著
出版社：	北京航空航天大學(xué)出版社
叢編項：
標(biāo)　簽：	暫缺

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ISBN：	9787512431294	出版時間：	2021-03-01	包裝：	平裝
開本：	16開	頁數(shù)：	238	字數(shù)：

內(nèi)容簡介

　　本書以Intel CycloneⅣ E系列FPGA 為例，系統(tǒng)介紹了FPGA 的硬件結(jié)構(gòu)、電路設(shè)計以及邏輯設(shè)計和驗證流程。書中以若干個具有工程實用意義的案例為背景，詳細介紹了FPGA 數(shù)字邏輯設(shè)計中常見的功能模塊設(shè)計思路、FPGA 片上資源的使用方法、開發(fā)軟件中各種調(diào)試工具的使用，包括SignaltapⅡ、In System Sources and Probes Editor、In System Memory Content Editor。本書最后通過若干個綜合性實例，講解了復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計方法和驗證思路。作為實用型FPGA 教程，本書的每一個實驗都有完整的仿真和驗證過程，即強調(diào)了仿真驗證在FPGA設(shè)計中的重要作用。本書可作為工程應(yīng)用類、電子信息類專業(yè)本科生以及相關(guān)專業(yè)?？粕腅DA 基礎(chǔ)類課程的教材；也可作為FPGA自學(xué)人員，以及從事FPGA開發(fā)的工程技術(shù)人員的培訓(xùn)教材和參考用書。

作者簡介

　　梅雪松，網(wǎng)名“小梅哥”，擁有多年電子設(shè)計經(jīng)驗，擅長知識的總結(jié)和傳播，有《小梅哥和你一起深入學(xué)習(xí)FPGA》、《小梅哥FPGA學(xué)習(xí)筆記》兩個系列網(wǎng)絡(luò)博文；并推出了手把手式視頻教程《FPGA設(shè)計思想與驗證方法視頻教程》，該教程在各大視頻點擊平臺備受好評，網(wǎng)友稱其為學(xué)習(xí)FPGA基礎(chǔ)與提高教學(xué)視頻。同時，開設(shè)FPGA實地培訓(xùn)班，正式開始網(wǎng)絡(luò)和實地FPGA培訓(xùn)，培訓(xùn)課程以其系統(tǒng)的知識講解和生動的實例分析，得到了學(xué)員的一致肯定。袁玉卓，山東大學(xué)博士，集成電路設(shè)計專業(yè)，知識面廣，專業(yè)技術(shù)背景深厚。長期從事于FPGA技術(shù)的分享和交流，擁有豐富的項目科研和實踐經(jīng)驗，曾凱鋒，杭州電子科技大學(xué)碩士，主要研究方向為FPGA與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計，長期活躍于FPGA技術(shù)交流群，著有多篇FPGA設(shè)計和驗證文章。

圖書目錄

第1章從頭認識FPGA/1

1.1CycloneⅣEFPGA原理與應(yīng)用/1

1.1.1CycloneⅣE概述/1

1.1.2CycloneⅣE擴展資源介紹/4

1.1.3重點電路設(shè)計/5

1.2IntelFPGA開發(fā)環(huán)境/17

1.2.1Quartus軟件的發(fā)展史/18

1.2.2QuartusPrime的下載/18

1.2.3QuartusPrime的安裝/21

1.2.4QuartusPrime軟件的基本使用/27

第2章FPGA開發(fā)軟硬件平臺介紹/39

2.1AC620開發(fā)套件/39

2.1.1AC620開發(fā)板的功能特點/39

2.1.2AC620開發(fā)板的使用/43

2.2IntelFPGA開發(fā)流程/57

2.2.1建立工程/57

2.2.2設(shè)計輸入/61

2.2.3分析和綜合/61

2.2.4功能仿真/62

2.2.5綜合與布局布線/66

2.2.6時序仿真/66

2.2.7I/O分配以及生成配置文件/67

2.2.8配置FPGA下載/67

2.3FPGA設(shè)計的燒寫與投產(chǎn)/68

2.3.1FPGA固件存儲方案/68

2.3.2CycloneⅣEFPGA固件燒寫方案/69

2.3.3燒寫文件JIC的產(chǎn)生/70

第3章FPGA基本數(shù)字邏輯設(shè)計/74

3.1組合邏輯電路設(shè)計———譯碼器/74

3.1.1譯_碼器工作原理/74

3.1.2譯碼器Verilog實現(xiàn)/75

3.1.3激勵創(chuàng)建及仿真測試/76

3.2時序邏輯電路設(shè)計———計數(shù)器/79

3.2.1計數(shù)器工作原理/80

3.2.2計數(shù)器Verilog實現(xiàn)/81

3.2.3仿真及板級驗證/82

3.3IP核應(yīng)用———計數(shù)器/85

3.3.1IP核創(chuàng)建流程/85

3.3.2仿真及板級驗證/89

3.3.3已生成IP核的參數(shù)修改/90

3.3.4QuartusⅡ中IP核參數(shù)的修改/94

3.4BCD計數(shù)器設(shè)計與驗證/95

3.4.1BCD碼原理/95

3.4.2BCD計數(shù)器的Verilog實現(xiàn)/96

3.4.3激勵創(chuàng)建及仿真測試/97

3.4.4級聯(lián)BCD計數(shù)器設(shè)計與仿真/98

3.5阻塞賦值與非阻塞賦值原理分析/103

3.5.1不同賦值方式的對比與實現(xiàn)/103

3.5.2不同賦值方式的仿真及測試/105

3.6狀態(tài)機設(shè)計實例/108

3.6.1狀態(tài)機工作原理/108

3.6.2字符串檢測狀態(tài)機實現(xiàn)/110

3.6.3激勵創(chuàng)建及仿真測試/113

3.7獨立按鍵消抖設(shè)計與驗證/115

3.7.1按鍵的物理結(jié)構(gòu)及電路設(shè)計/115

3.7.2硬件電路實現(xiàn)按鍵消抖/116

3.7.3狀態(tài)機實現(xiàn)按鍵消抖/118

3.7.4激勵創(chuàng)建及仿真測試/124

3.7.5任務(wù)及隨機函數(shù)的使用/125

3.8模塊化設(shè)計基礎(chǔ)———加減法計數(shù)器/129

3.8.1模塊功能劃分/129

3.8.2模塊功能設(shè)計/129

3.8.3仿真及板級驗證/132

3.98位7段數(shù)碼管驅(qū)動設(shè)計與驗證/134

3.9.1數(shù)碼管驅(qū)動原理/134

3.9.2三線制數(shù)碼管電路設(shè)計/137

3.9.3數(shù)碼管動態(tài)掃描驅(qū)動設(shè)計/138

3.9.4ISSP生成及使用/145

3.9.5板級調(diào)試與驗證/149

3.9.6QuartusⅡ中ISSP的使用方法/…152

3.10串口發(fā)送模塊設(shè)計與驗證/153

3.10.1異步串行通信原理及電路設(shè)計/…154

3.10.2UART異步串行通信發(fā)送模塊設(shè)計與實現(xiàn)/157

3.10.3激勵創(chuàng)建及仿真測試/162

3.10.4按鍵控制串口發(fā)送設(shè)計/163

3.11串口接收模塊的設(shè)計與驗證/165

3.11.1串口接收原理分析/166

3.11.2UART異步串行通信接收模塊設(shè)計與實現(xiàn)/167

3.11.3仿真及板級驗證/171

第4章FPGA片上專用資源使用/176

4.1嵌入式RAM的使用———雙端口RAM/176

4.1.1CycloneⅣ體系結(jié)構(gòu)及嵌入式存儲器原理/176

4.1.2IP核使用———dpram/178

4.1.3激勵創(chuàng)建及仿真測試/182

4.2搭建串口收發(fā)與雙口RAM存儲的簡易應(yīng)用系統(tǒng)/185

4.2.1系統(tǒng)模塊功能劃分及接口設(shè)計//185

4.2.2頂層文件設(shè)計/185

4.2.3控制模塊設(shè)計/186

4.2.4仿真及板級驗證/187

4.3嵌入式RAM的使用———ROM/190

4.3.1IP核使用———ROM/191

4.3.2激勵創(chuàng)建及仿真測試/193

4.3.3SignaTapⅡ使用及板級驗證/195

4.4嵌入式塊RAM的使用———FIFO/201

4.4.1FIFO的相關(guān)知識/202

4.4.2IP核的使用———FIFO/204

4.5PLL鎖相環(huán)介紹與簡單應(yīng)用/213

4.5.1PLL相關(guān)知識/213

4.5.2IP核使用———PLL/215

4.5.3仿真及板級驗證/219

第5章FPGA進階數(shù)字邏輯設(shè)計/223

5.1無源蜂鳴器驅(qū)動設(shè)計與驗證/223

5.1.1無源蜂鳴器電路設(shè)計/223

5.1.2無源蜂鳴器驅(qū)動原理/224

5.1.3PWM發(fā)生器模塊設(shè)計/225

5.1.4仿真及板級驗證/227

5.2線性序列機與串行接口DAC驅(qū)動設(shè)計與驗證/232

5.2.1DAC芯片概述及電路設(shè)計/232

5.2.2TLV5618型DAC芯片輸出電壓計算原理/234

5.2.3TLV5618型DAC接口時序/235

5.2.4線性序列機設(shè)計思想與接口時序設(shè)計/236

5.2.5基于線性序列機的DAC驅(qū)動設(shè)計/238

5.2.6仿真及板級測試/241

5.3線性序列機與串行接口ADC驅(qū)動設(shè)計與驗證/243

5.3.1ADC芯片概述及電路設(shè)計/244

5.3.2ADC128S022型ADC接口時序/245

5.3.3ADC128S022接口時序設(shè)計/247

5.3.4基于線性序列機的ADC驅(qū)動設(shè)計/249

5.3.5仿真及板級測試/252

5.4HT6221紅外遙控解碼設(shè)計與驗證/257

5.4.1紅外遙控系統(tǒng)組成及電路設(shè)計/257

5.4.2紅外遙控協(xié)議分析(NEC協(xié)議)/258

5.4.3紅外解碼模塊設(shè)計/260

5.4.4仿真及板級驗證/265

5.5TFT顯示屏驅(qū)動設(shè)計與驗證/267

5.5.1TFT觸摸屏驅(qū)動電路設(shè)計/268

5.5.2RGB接口TFT屏掃描方式/270

5.5.3RGB接口TFT屏?xí)r序分析/271

5.5.4RGB接口TFT屏驅(qū)動設(shè)計/272

5.5.5仿真及板級驗證/275

第6章FPGA綜合數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計/280

6.1八通道數(shù)字電壓表/280

6.1.1數(shù)字電壓表功能劃分/280

6.1.2按鍵輸入模塊/281

6.1.3通道選擇模塊/281

6.1.4ADC控制模塊———ADC128S022/282

6.1.5數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊/282

6.1.6碼制轉(zhuǎn)換模塊/284

6.1.7數(shù)碼管驅(qū)動模塊/287

6.1.8頂層設(shè)計/288

6.1.9基于查找表的數(shù)據(jù)電壓換算/289

6.2雙通道幅頻相可調(diào)DDS信號發(fā)生器/292

6.2.1DDS原理與實現(xiàn)/293

6.2.2數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(DAC)驅(qū)動模塊設(shè)計/299

6.2.3串口命令接收與解析/303

6.2.4信號發(fā)生器頂層設(shè)計/315

6.2.5系統(tǒng)測試/316

6.3串口讀/寫EEPROM/317

6.3.1I2C基本概念/317

6.3.2I2C協(xié)議時序介紹/318

6.3.3I2C器件地址/319

6.3.4I2C存儲器地址/320

6.3.5I2C寫時序/321

6.3.6I2C單字節(jié)讀時序/323

6.3.7I2C讀/寫器件控制器設(shè)計/325

6.3.8I2C控制器仿真驗證/335

6.3.9串口讀/寫EEPROM系統(tǒng)設(shè)計/341

6.3.10串口讀/寫EEPROM仿真驗證/351

6.3.11串口讀/寫EEPROM板級驗證/355

6.4基于串口獵人的虛擬示波器/359

6.4.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)/359

6.4.2模塊詳解/361

6.4.3仿真驗證/375

6.4.4基于串口獵人的板級驗證/385

6.5SDRAM控制器設(shè)計/391

6.5.1SDRAM基本概念/391

6.5.2SDRAM存取原理/392

6.5.3SDRAM器件引腳說明/394

6.5.4SDRAM特性/395

6.5.5SDRAM操作命令介紹/396

6.5.6SDRAM操作時序/403

6.5.7SDRAM控制器設(shè)計/418

6.5.8SDRAM控制器仿真驗證/425

6.5.9SDRAM控制器設(shè)計優(yōu)化/430

6.5.10優(yōu)化控制器仿真驗證/436

6.6串口傳圖幀緩存設(shè)計/440

6.6.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)/440

6.6.2仿真驗證/446

6.6.3板級驗證/450

參考文獻/454