基于FPGA的嵌入式系统设计：Altera SoC FPGA（第二版）/高等学校电子信息类专业“十二五”规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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任爱锋，罗丰，宋士权 等 著

图书标签:

• FPGA
• 嵌入式系统
• SoC
• Altera
• 硬件设计
• Verilog
• 系统设计
• 电子工程
• 数字电路
• 教材

出版社： 西安电子科技大学出版社

ISBN：9787560634517

版次：2

商品编码：11531354

包装：平装

丛书名： 高等学校电子信息类专业“十二五”规划教材

开本：16开

出版时间：2014-08-01

用纸：胶版纸

页数：379

字数：576000

正文语种：中文

内容简介

　　《基于FPGA的嵌入式系统设计：Altera SoC FPGA（第二版）/高等学校电子信息类专业“十二五”规划教材》全面介绍基于AlteraNiosII软核和ARMCortex-A9硬核的嵌入式系统软硬件设计开发技术，共分为九章，主要内容包括：基于SoCFPGA的嵌入式系统设计概述，AlteraSoCFPGA系列器件简介，QuartusIIEDA开发工具应用，Qsys系统开发工具，NiosIIEDS嵌入式处理器设计，基于Qsys的HPS模型设计，基于SoCEDS的嵌入式系统设计，基于ARMSoCFPGA的DSP设计，OpenCL入门与应用。
　　《基于FPGA的嵌入式系统设计：Altera SoC FPGA（第二版）/高等学校电子信息类专业“十二五”规划教材》内容丰富，取材新颖，可以作为高等院校电子类和通信类各专业本科生、研究生EDA课程的教材，也可以作为相关专业工程技术人员的参考书。

内页插图

目录

第1章 基于SoCFPGA的嵌入式系统设计概述
1.1 SoC嵌入式设计的挑战与机遇
1.2 Altera提供的解决方案汇集
1.2.1 器件系列
1.2.2 设计软件工具及嵌入式处理器
1.2.3 可以使用的IP功能
1.2.4 SoCFPGA开发套件简介

第2章 AlteraSoCFPGA系列器件简介
2.1 SoCFPGA简介
2.2 CycloneV器件
2.3 ArriaV器件

第3章 QuartusIIEDA开发工具应用
3.1 现代数字系统设计方法简介
3.1.1 图形用户界面设计方法
3.1.2 EDA数字系统设计流程
3.1.3 Quarrusll13.OEDA软件特点
3.2 Quartusll13.0软件安装
3.3 QuartusIIEDA软件设计过程
3.4 QuartusII设计输入
3.4.1 创建新工程
3.4.2 建立原理图编辑文件
3.4.3 建立文本编辑文件
3.4.4 建立存储器编辑文件
3.4.5 设计实例
3.5 设计项目的编译
3.5.1 项目综合
3.5.2 Quartusll编译器选项设置
3.5.3 引脚分配
3.5.4 项目编译结果分析
3.6 设计项目的仿真验证
3.6.1 Modelsim软件架构
3.6.2 Modelsim软件应用
3.7 TimeQuest时序分析
3.7.1 时序分析基本参数
3.7.2 时序分析基本步骤
3.7.3 查看时序分析报告
3.8 器件编程

第4章 Qsys系统开发工具
4.1 Qsys简介
4.1.1 SoPC技术简介
4.1.2 Qsys与SoPC开发
4.1.3 Qsys的功能特点
4.1.4 Qsys的优点
4.2 Qsys设计流程
4.3 Qsys用户界面
4.3.1 系统元件页
4.3.2 系统从属页
4.3.3 系统选项页
4.3.4 Qsys菜单命令
4.4 Qsys用户自定制元件
4.4.1 Qsys组件构成
4.4.2 Qsys组件编辑器
4.4.3 自定义组件实例1-DDS信号产生模块
4.4.4 自定义组件实例2-以太网控制器W5300控制

第5章 NiosIIEDS嵌入式处理器设计
5.1 NiosII嵌入式处理器简介
5.1.1 第一代Nios嵌入式处理器
5.1.2 第二代Nios嵌入式处理器
5.1.3 可配置的软核嵌入式处理器的优势
5.2 NiosII嵌入式处理器软硬件开发流程简介
5.2.1 硬件开发流程
5.2.2 软件设计流程
5.2.3 软件设计实例
5.3 HAL系统库
5.3.1 HAL系统库简介
5.3.2 使用HAL开发程序
5.4 NiosIIEDS开发实例
5.4.1 系统软硬件需求分析
5.4.2 系统硬件设计
5.4.3 系统软件设计
……
第6章 基于Qsys的HPS模型设计
第7章 基于SoC EDS的嵌入式系统设计
第8章 基于ARM SoC FPGA的DSP设计
第9章 OpenCL入门与应用

前言/序言

《FPGA高级应用与实战：基于SoC架构的嵌入式系统深度解析》 本书面向高等院校电子信息类专业高年级本科生和研究生，旨在深入探讨FPGA在现代嵌入式系统设计中的高级应用与实践。不同于基础性的入门教材，本书聚焦于FPGA，特别是Altera（现Intel FPGA）SoC（System-on-Chip）平台，对其在复杂系统集成、高性能计算、实时控制以及物联网（IoT）等前沿领域的应用进行系统性的阐述和深入的分析。 内容梗概： 本书紧密围绕SoC FPGA的独特架构，从硬件设计到软件协同，再到系统级优化，层层递进，为读者构建一个完整的嵌入式系统设计知识体系。 第一部分：SoC FPGA核心架构与高级设计方法 SoC FPGA的硬件精髓： 详细剖析Altera SoC FPGA的核心组成，包括ARM Cortex-A系列处理器子系统（如HPS - Hard Processor System）与FPGA可编程逻辑阵列（CPLD - Complex Programmable Logic Device）的紧密结合。阐述其异构计算的优势，以及如何有效地利用CPU和FPGA并行处理能力。 高级HDL设计模式： 介绍面向SoC设计的HDL（Hardware Description Language）编码风格与技巧。重点讲解如何实现高效的IP核复用，如何设计可综合的、高性能的HDL模块，以及如何运用模块化、层次化设计思想构建大型复杂系统。涵盖状态机设计、流水线技术、握手协议等关键内容。 接口与总线技术深度解析： 深入探讨SoC FPGA与其他外设及组件之间的关键接口技术，包括AXI（Advanced eXtensible Interface）总线协议的各种变种（AXI4, AXI4-Lite, AXI4-Stream）在CPU与FPGA之间的通信机制，以及Ethernet, PCIe, DDR等高速接口的原理与设计实现。 时序约束与静态时序分析（STA）： 强调在SoC FPGA设计中时序分析的重要性。详细讲解如何进行精确的时序约束，如何理解STA报告，以及如何有效地解决时序违例问题，确保系统在目标时钟频率下的稳定运行。 第二部分：嵌入式系统软件与硬件协同设计 SoC FPGA的软件开发环境： 介绍Altera SoC FPGA的开发工具链，包括Quartus Prime（或Intel Quartus Prime）综合工具、ModelSim仿真器、以及ARM GCC工具链等。详细阐述从硬件描述到软件编译、链接、下载的全流程。 ARM处理器与FPGA逻辑的协同： 重点研究CPU和FPGA逻辑之间的通信与协作策略。讲解通过共享内存、中断机制、DMA（Direct Memory Access）等方式实现高效的数据交换与控制。分析不同协同模式的优劣，并提供实际案例。 实时操作系统（RTOS）在SoC FPGA上的应用： 介绍如何在SoC FPGA平台上部署和优化实时操作系统（如Linux, FreeRTOS等），以及如何利用RTOS管理CPU资源，调度应用程序，并与FPGA硬核协同工作，实现复杂的实时控制和数据处理任务。 片上调试与性能优化： 讲解SoC FPGA系统中的调试技术，包括JTAG调试、逻辑分析仪（ILA）的使用、以及软件层面的断点与单步执行。探讨如何对CPU和FPGA部分的性能进行分析和优化，以满足严苛的实时性要求。 第三部分：SoC FPGA高级应用与前沿技术 高性能计算（HPC）加速： 阐述如何利用FPGA实现CPU难以胜任的高性能计算任务，例如图像处理、信号处理、机器学习推理、大数据分析等。通过设计定制化的硬件加速器，显著提升计算效率。 物联网（IoT）与边缘计算： 探讨SoC FPGA在构建智能物联网节点、边缘计算设备方面的应用。重点讲解如何集成传感器、无线通信模块，实现数据采集、预处理、本地决策等功能，降低云端压力，提高响应速度。 嵌入式视觉与机器学习： 详细介绍FPGA在嵌入式视觉系统中的应用，包括图像采集、预处理、特征提取、目标识别等。进一步探讨如何利用FPGA加速机器学习算法的推理过程，实现高效的边缘智能。 工业自动化与嵌入式控制： 聚焦SoC FPGA在工业控制领域的应用，如实时运动控制、PLC（Programmable Logic Controller）开发、电机驱动控制等。强调其在实时性、可靠性、接口灵活性等方面的优势。 其他新兴应用方向： 简要介绍SoC FPGA在通信基站、医疗设备、汽车电子、航空航天等领域的应用案例，拓展读者的视野。 本书特色： 聚焦SoC架构： 区别于纯FPGA或纯嵌入式处理器设计，本书将两者深度融合，系统性地讲解SoC FPGA的独特设计理念和实现方法。 理论与实践结合： 在深入讲解理论知识的同时，提供丰富的实际案例和工程实践经验，帮助读者将所学知识应用于实际项目。 面向前沿应用： 紧跟技术发展趋势，覆盖了高性能计算、物联网、边缘计算、机器学习等当前热门的嵌入式系统应用领域。 强调协同设计： 突出CPU与FPGA协同工作的重要性，教会读者如何实现软硬件的无缝集成与高效协作。 通过学习本书，读者将能够掌握SoC FPGA的设计流程、核心技术，并具备独立设计、开发和优化高性能嵌入式系统的能力，为未来在电子信息领域的深入研究和职业发展奠定坚实基础。

评分☆☆☆☆☆

作为一名读者，我对于书籍内容的专业性和严谨性有着极高的要求。一本好的技术书籍，其内容应该准确无误，概念清晰，论述严谨，避免出现模棱两可或容易引起误解的表述。对于“基于FPGA的嵌入式系统设计”这样技术性很强的领域，公式推导、电路分析、代码示例等都应该是经过仔细验证的。我特别看重书中是否提供了详细的原理说明和理论分析，能够帮助读者理解“为什么”这样做，而不仅仅是“怎么做”。同时，我也希望书中的语言表达清晰易懂，即使是对于一些复杂的概念，也能通过恰当的比喻或图示来辅助理解。对于“Altera SoC FPGA（第二版）”来说，我期待书中能够充分介绍Altera SoC FPGA的最新特性和技术，包括其硬件加速能力、软核和硬核的处理器的集成方式，以及与之相关的开发工具链。

评分☆☆☆☆☆

在阅读技术书籍时，我经常会遇到一些自己不熟悉的概念或技术。这时，一个详尽的术语表或者索引就显得尤为重要。我希望这本书能够提供一个完善的术语表，清晰地解释书中所涉及的专业名词，帮助读者快速理解和记忆。同时，一个有效的索引能够让我快速地找到我需要的信息，而无需通篇翻阅。对于“基于FPGA的嵌入式系统设计”这类书籍，我期望索引中能够包含FPGA器件型号、开发工具、设计流程、硬件模块、软件接口、通信协议等关键信息。如果索引能够按照字母顺序或者主题进行分类，并且包含页码信息，那将极大地提高查阅效率。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计给我留下了深刻的第一印象，简洁大方，配色也十分沉稳，透露出专业和严谨的气息。封面上的书名——“基于FPGA的嵌入式系统设计：Altera SoC FPGA（第二版）”——直接点明了核心内容，让人一目了然。而“高等学校电子信息类专业‘十二五’规划教材”的副标题则进一步强调了其权威性和适用范围，预示着这本书将是电子信息领域学习者的重要参考。我尤其喜欢这种直接明了的风格，省去了许多不必要的装饰，让读者能够快速抓住重点。书脊的设计也考虑到了实际使用，方便在书架上查找，同时也印有清晰的书名和出版社信息。整体而言，这本书的包装和外观都传递出一种可靠、值得信赖的信号，这对于一本专业技术书籍来说至关重要。拿到手中，厚度适中，纸张的质感也很好，翻阅起来手感舒适，不会有廉价感。即使是封面上的字体选择，也显得经过深思熟虑，易于辨认，且具有一定的艺术感。这种细节上的用心，足以看出编辑和出版方的专业态度。

评分☆☆☆☆☆

最后，一本好的技术书籍，其最终目标是能够帮助读者解决实际问题，并且提升其职业技能。我希望“基于FPGA的嵌入式系统设计：Altera SoC FPGA（第二版）”能够提供丰富的实际应用案例，涵盖通信、控制、图像处理、数据采集等多个领域。这些案例应该能够展示如何将所学的理论知识应用于解决真实的工程问题，并且能够体现Altera SoC FPGA在这些应用中的优势。我希望通过学习这本书，能够掌握一套系统性的FPGA嵌入式系统设计方法论，并且能够独立完成一些实际项目。这不仅仅是知识的积累，更是能力的提升。

评分☆☆☆☆☆

对于一本技术类书籍，更新和迭代的速度至关重要。我非常看重“第二版”这个信息，因为它意味着作者和出版社对这本书进行了更新，以适应技术发展的最新潮流。在FPGA和嵌入式系统领域，技术的进步日新月异，新的器件、新的工具、新的设计方法层出不穷。我希望“第二版”能够反映这些最新的变化，例如对新一代Altera SoC FPGA器件特性的介绍，对最新开发工具链的使用说明，以及对当前嵌入式系统设计领域热门技术（如低功耗设计、高性能计算、物联网通信等）的探讨。如果书中还能提供一些关于未来技术发展趋势的展望，或者对一些前沿课题的初步介绍，那将更具价值，能够帮助读者保持学习的动力和前瞻性。

评分☆☆☆☆☆

在学习技术书籍的过程中，图文并茂是一个非常重要的考量因素。我深信，精美的插图、清晰的电路图、规范的流程图以及详细的实物照片，能够极大地提升阅读体验和学习效率。对于“基于FPGA的嵌入式系统设计”这类书籍，我尤其看重图示在解释硬件结构、信号流向、时序关系以及系统框图等方面的作用。例如，清晰的FPGA内部逻辑框图能够帮助读者快速理解其工作原理；详细的开发板照片和引脚图则能够帮助读者熟悉硬件平台；而代码片段配以相应的时序图，则能更直观地展示程序的执行过程。如果书中还能包含一些实际项目的截图，例如波形图、调试界面等，那就更好了。我希望这本书中的图表能够质量上乘，分辨率高，并且在正文中得到有效的引用和解释，而不是简单地堆砌。

评分☆☆☆☆☆

作为一本“高等学校电子信息类专业‘十二五’规划教材”，我对这本书在教学方面的作用抱有很高的期望。我希望它不仅能作为一本参考书，更能成为一本真正能够指导教学的教材。这意味着它应该具有清晰的教学目标，合理的知识结构，以及配套的教学资源。例如，书中是否提供了课后习题，这些习题的难度是否适中，是否能够检验读者对知识点的掌握程度。如果书中还能提供一些实验指导书或者参考答案，那就更利于教师的教学和学生的自学了。我希望这本书能够成为电子信息类专业学生的坚实基础，帮助他们建立扎实的FPGA嵌入式系统设计理论和实践能力。

评分☆☆☆☆☆

在深入阅读之前，我习惯性地会浏览目录。一个清晰、逻辑性强的目录能够帮助读者快速了解全书的知识体系和章节安排。我希望看到目录能够由浅入深，从基础概念逐步过渡到高级应用，并且各个章节之间的衔接自然流畅。对于一本关于FPGA嵌入式系统设计的书籍，我期望目录中能够包含FPGA的基本原理、硬件描述语言（如Verilog或VHDL）、Altera SoC FPGA的架构特点、开发环境的使用、外设接口的设计与实现、嵌入式软件开发、系统集成以及实际应用案例等内容。如果目录还能提供一些关于项目开发的指导或者调试技巧的章节，那将是锦上添花。通过目录，我能够大致判断出这本书是否符合我的学习需求，以及它在知识广度和深度上的覆盖程度。

评分☆☆☆☆☆

在我看来，一本优秀的教材，除了理论知识的传授，更重要的是能够培养读者的实践能力。因此，书中提供的代码示例和实践项目是衡量其价值的重要标尺。我希望书中的代码是完整、可运行且具有代表性的，能够覆盖FPGA开发流程的各个环节，从简单的逻辑模块到复杂的系统集成。对于“Altera SoC FPGA（第二版）”，我期望书中能够提供针对Altera SoC FPGA开发套件的详细实验指导，包括硬件连接、软件配置、代码编写、综合实现、下载调试等全过程。如果书中还能提供一些具有挑战性的项目，能够让读者在实践中巩固所学知识，并激发创新思维，那就更受欢迎了。另外，代码的注释是否清晰，排版是否规范，也直接影响到读者的阅读和理解。

评分☆☆☆☆☆

我迫不及待地翻开这本书，首先映入眼帘的是扉页。通常，扉页上会印有作者、译者（如果有的话）、出版信息以及致谢等内容。对于这样一本技术著作，作者的学术背景和研究方向往往是读者衡量其专业性的重要依据。如果作者在该领域具有丰富的经验和深厚的造诣，那么这本书的内容质量就有了初步的保障。而“第二版”的字样则意味着这本书在第一版的基础上进行了更新和修订，这对于快速发展的电子技术领域来说尤为重要，能够确保内容的时效性和前沿性。我通常会关注出版社的声誉，信誉良好的出版社往往能为读者带来高质量的书籍。而“高等学校电子信息类专业‘十二五’规划教材”的定位，则让我对这本书的内容结构和深度有了更高的期待，它应该能够系统地涵盖该专业的核心知识点，并符合教学大纲的要求。

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还好

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不推荐购买，没有很大参考价值

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很好很不错

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写的不错，内容详实。

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想看看新版QSYS/NIOSII的内容还着，结果少得可怜，一看就是仓促出版的书

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还可以的书吧，还行吧

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同行老师推荐用书，的确包括了最新技术，还不错。

评分☆☆☆☆☆

新版的,除了NIOS以外,ARM HPS的开发也有了.

评分☆☆☆☆☆

就是优惠幅度不够大。