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余乐 著

图书标签:

• FPGA
• 芯片架构
• 数字电路
• Verilog
• VHDL
• 硬件设计
• 可编程逻辑
• 嵌入式系统
• 电子工程
• 集成电路

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121306105

版次：1

商品编码：12129575

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-07-01

用纸：胶版纸

页数：344

字数：550000

正文语种：中文

内容简介

　　

可编程通用逻辑门阵列芯片简称FPGA，与CPU，DSP并列为三大通用数字处理芯片，广泛应用于通信、航空航天、医疗、国防军工以及安防视频监控等领域。通过本书的学习，读者可以全面了解一颗FPGA芯片从设计、验证到流片的全部开发过程。 本书共分10章，采取“总―分”的编排方式。第1章从架构的总体设计入题对FPGA进行介绍。第2~10章，分别对其中的各个重要模块逐一介绍，包括：时钟网络、电源/地线网络和漏电流、可编程逻辑单元、可编程I/O模块、DDR存储器接口、数字延时锁定环、连线连接盒、互连线段长度分布以及配置模块。 本书适合从事集成电路设计的资深工程师、微电子专业高年级研究生以及从事微电子专业教学研究的教师和科研人员阅读。本书还可以作为高等院校教授集成电路设计的辅助资料。

作者简介

申请人于2009年3月至2012年8月在中科院电子所可编程芯片与系统研究室攻读博士学位，从事下一代SOC FPGA的关键集成技术研究。博士课题来源于中科院/国家外专局的创新团队国际合作伙伴计划"片上可编程系统前沿技术研究”。博士毕业获微电子与固体电子学博士学位。同年，以申请人博士论文为基础，帮助实验室申请了国家自然科学基金面上项目"基于TSV互连的三维FPGA架构及关键技术研究”。2012年博士毕业后，选择留所继续从事博士后研究工作，并作为国自基金项目的实际负责人，管理项目的整体推进，指导学生完成了2篇论文的投稿。博士后期间，参与了两款FPGA芯片的研制工作，分别是0.13um 百万门级FPGA（中科院重点方向性项目）和40nm FPGA-ip核（国家重大专项）。2015年博士后出站，出站报告"FPGA时钟分布网络研究”从延时、面积、功耗、灵活性以及热性能等多方面，对FPGA的关键架构技术进行了研究。

目录

第1 章 FPGA 架构总体设计 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 1
1．1 FPGA 芯片研制流程?????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 1
1．2 FPGA 架构设计流程?????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 7
1．3 FPGA 规模和资源划分 ????????????????????????????????????????????????????????????????????? 17
1．4 FPGA 中功能模块划分 ????????????????????????????????????????????????????????????????????? 20
本章参考文献 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 26
第2 章 FPGA 中时钟网络 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 30
2．1 简介 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 30
2．2 FPGA CDN 建模 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 33
2．3 时钟网络设计方法 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 43
2．4 时钟网络的灵活性 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 48
2．5 路由级联 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 51
2．6 仿真实验 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 55
2．7 时钟网络热学建模 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 61
2．8 仿真实验 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 62
本章参考文献 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 66
第3 章 FPGA 中电源/地线网络和漏电流 ??????????????????????????????????????????????????????? 68
3．1 电源/地线网络 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 68
3．2 IR-DROP 分析与优化 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????? 71
3．3 漏电流组成 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 73
3．4 降低漏电流的方法 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 74
3．5 基于VIA 分布的IR-DROP 分析 ??????????????????????????????????????????????????????????? 77
3．6 仿真实验 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 81
3．7 不均匀测试点的IR-DROP 求解 ??????????????????????????????????????????????????????????? 87
3．8 FPGA 电源网络IR-DROP 分析 ???????????????????????????????????????????????????????????? 89
本章参考文献 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 94
第4 章 FPGA 中可编程逻辑单元 ????????????????????????????????????????????????????????????????? 98
4．1 基于多路选择器的逻辑单元 ?????????????????????????????????????????????????????????????? 98
4．2 基于四输入LUT 的可编程逻辑单元的设计 ?????????????????????????????????????????? 102
4．3 LUT 的模型与实现 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????? 103
4．4 LUT 的输入数目K 的确定 ??????????????????????????????????????????????????????????????? 106
4．5 进位逻辑 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 109
4．6 基于查找表结构的FPGA 的不足 ??????????????????????????????????????????????????????? 115
4．7 AIC 结构逻辑簇 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 117
4．8 基于AIC 结构FPGA 的逻辑簇 ????????????????????????????????????????????????????????? 120
4．9 面向AIC 的映射工具及结构评估平台 ???????????????????????????????????????????????? 124
4．10 结构特征匹配的AIC 簇互连优化 ???????????????????????????????????????????????????? 125
4．11 仿真分析和比较 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 131
本章参考文献 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 133
第5 章 FPGA 中可编程I/O 模块 ????????????????????????????????????????????????????????????????? 136
5．1 可编程I/O 系统结构 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????? 136
5．2 IOE 中的可编程输入缓冲器设计 ??????????????????????????????????????????????????????? 138
5．3 IOE 中的可编程输出缓冲器设计 ??????????????????????????????????????????????????????? 144
5．4 可编程I/O 的后端版图设计?????????????????????????????????????????????????????????????? 156
5．5 高可靠I/O 模块的后端版图与测试 ????????????????????????????????????????????????????? 166
5．6 可编程I/O 的供电策略 ??????????????????????????????????????????????????????????????????? 172
5．7 全芯片IO 的ESD 技术 ??????????????????????????????????????????????????????????????????? 173
本章参考文献 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 179
第6 章 FPGA 中DDR 存储器接口 ?????????????????????????????????????????????????????????????? 182
6．1 DDR SDRAM 芯片的工作原理 ?????????????????????????????????????????????????????????? 182
6．2 FPGA 芯片中DDR 存储器接口系统设计 ????????????????????????????????????????????? 184
6．3 DDR 存储器接口控制器的设计和验证 ???????????????????????????????????????????????? 191
6．4 延时锁相技术 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 194
6．5 延时锁定环电路的分析与对比 ?????????????????????????????????????????????????????????? 196
6．6 数字延时锁定环电路的性能分析与优化 ?????????????????????????????????????????????? 201
6．7 延时锁定环线性模型与稳定性分析 ???????????????????????????????????????????????????? 205
本章参考文献 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 209
第7 章 FPGA 中数字延时锁定环 ???????????????????????????????????????????????????????????????? 213
7．1 实现相移的全数字延迟锁定环 ?????????????????????????????????????????????????????????? 213
7．2 数字控制延时链 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 215
7．3 时间数字转换器 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 220
7．4 双向移位计数器 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 221
7．5 鉴相器与锁定逻辑 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 222
7．6 延迟锁定环的版图设计 ??????????????????????????????????????????????????????????????????? 224
7．7 延迟锁定环环路的仿真 ??????????????????????????????????????????????????????????????????? 224
7．8 芯片的物理实现与测试平台 ????????????????????????????????????????????????????????????? 225
7．9 DDR 接口的数据通路的测试验证 ?????????????????????????????????????????????????????? 227
7．10 数字延时锁定环的测试 ????????????????????????????????????????????????????????????????? 229
7．11 数字占空比矫正电路的测试 ???????????????????????????????????????????????????????????? 232
本章参考文献 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 234
第8 章 FPGA 中连线连接盒 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????? 236
8．1 引言 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 236
8．2 问题分析 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 237
8．3 利用模拟退火算法优化CB 拓扑结构 ?????????????????????????????????????????????????? 241
8．4 实验及结果分析 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 246
8．5 连线开关盒的电路结构设计方法 ??????????????????????????????????????????????????????? 251
本章参考文献 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 259
第9 章 FPGA 中互连线段长度分布 ????????????????????????????????????????????????????????????? 261
9．1 所提优化方法的基本思路 ???????????????????????????????????????????????????????????????? 261
9．2 以面积延时积最小为目标的优化 ??????????????????????????????????????????????????????? 265
9．3 针对所提优化方法的讨论 ???????????????????????????????????????????????????????????????? 268
9．4 设计实验 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 269
9．5 FPGA 芯片的设计实现 ???????????????????????????????????????????????????????????????????? 270
9．6 芯片的测试准备 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 272
本章参考文献 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 275
第10 章 FPGA 中的配置模块 ???????????????????????????????????????????????????????????????????? 277
10．1 配置系统的基本组成及特点 ???????????????????????????????????????????????????????????? 277
10．2 配置系统的功能需求 ???????????????????????????????????????????????????????????????????? 279
10．3 配置系统的硬件结构分析 ?????????????????????????????????????????????????????????????? 281
10．4 配置码流协议的结构及其对配置系统的影响 ??????????????????????????????????????? 286
10．5 配置系统总体框架 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????? 292
10．6 配置码流协议的设计 ???????????????????????????????????????????????????????????????????? 297
10．7 配置系统的电路设计与实现 ???????????????????????????????????????????????????????????? 300
10．8 配置系统采用的验证工具与方法 ?????????????????????????????????????????????????????? 305
10．9 配置系统的验证方案与功能点的抽取 ???????????????????????????????????????????????? 310
10．10 配置系统功能验证平台的设计 ??????????????????????????????????????????????????????? 312
10．11 配置系统验证结果 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????? 319
本章参考文献 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 324

前言/序言

前 言

2006 年9 月在北航攻读集成电路设计专业硕士开始，至2015 年4 月从中科院电子所微电子与固体电子学博士后出站，恍惚间，从事集成电路相关的设计和研究工作已经十年了。这十年也正是中国半导体行业，更确切地讲，是集成电路设计行业飞速发展的十年。

记得刚读硕士时，接触到人生第一块FPGA 开发板，用的是Xilinx 公司的Spartan3系列。从点亮第一个跑马灯例子的兴奋，到一步一步跟着JPEG 解码设计小组完成逐个模块的设计，验证和调试。阻塞赋值与非阻塞赋值，竞争与冒险，建立和保持时间等等……，看着一个个小知识点被融入到自己的设计中，成就感油然而生。就这样，调试正确时的兴奋和无法找到Bug 时的煎熬，交织在每一个奋力调试的夜晚。毕业后，进入了一家日资的集成电路设计公司，开始了全职从事专用芯片的设计和验证工作。期间，我意识到代码设计仅仅占到整个开发过程的一小部分，系统规划、设计流程和文档规范性对开发工作而言才是重中之重。在日资公司的这一年，我完成了数个模块级的设计和一个全芯片系统级验证工作，积累了丰富的实战经验，也是我职业发展的起点。

此后，在中科院电子所攻读博士学位和博士后的六年，一直从事FPGA 芯片的设计与研制工作，并有幸加入国内从事FPGA 芯片设计最顶尖的团队——可编程芯片与系统研究室。从芯核组、IO 组再到产品组，我对于如何设计一颗好的芯片的理解也在逐步加深。

所谓不忘初心，方得始终。虽然现在我已经离开了中科院系统，进入了大学任教。在成书过程中，以前可编程芯片与系统研究室的各位同事都给了我很多帮助，其中，孙嘉斌、李威、王一、黄志红、张甲、陈柱佳、舒毅的设计和仿真实验是构成本书的基础，非常感谢他们无私的帮助。感谢我的导师杨海钢研究员，他一直以努力工作的实际行动给我以最有力的鼓励和鞭策，使我不能懈怠。

目前，市面上关于FPGA的书都是基于FPGA的应用设计方面的介绍，而关于FPGA芯片设计的书籍尚未出版，本书的出版恰好填补了这项空白。

本书基于集成电路的全定制与自动化混合设计流程，系统的剖析了一颗FPGA 芯片从架构规划、模块设计、系统验证、流片到封装与测试的全过程，并对其中的核心模块详述了电路级设计与实现方法。全书共分10 章，其中第1 章阐述FPGA 架构的总体设计；从第2 章开始分类介绍各种核心模块的设计、仿真和验证过程等。在成书的过程中，感谢电子工业出版社和本书的责任编辑大力支持，本书才得以

与广大读者见面。此书错误疏漏之处恳请广大读者批评指正。同时也欢迎大家就FPGA 芯片的开发

与设计相关技术与作者交流。

余乐

2016 年12月

于北京

《现代数字信号处理与嵌入式系统集成》 内容简介 在信息技术飞速发展的今天，数字信号处理（DSP）与嵌入式系统已成为推动科技进步的关键驱动力。它们广泛应用于通信、医疗、消费电子、工业自动化、航空航天等各个领域，深刻地改变着我们的生活方式和工作模式。本书旨在为读者提供一个全面而深入的视角，系统性地介绍现代数字信号处理的核心理论、关键算法以及在嵌入式系统中的实际应用与集成策略。 本书共分为四个主要部分，力求从理论基础到实践应用，层层递进，构建起一个完整的知识体系。 第一部分：数字信号处理基础理论与算法 本部分是理解后续内容的关键，我们将从最基础的概念出发，逐步深入到复杂的算法。 第一章：数字信号与采样理论 连续信号与离散信号的定义及相互转换。 采样定理（奈奎斯特-香农采样定理）的原理、意义及其在信号采集中的应用。 采样率、量化误差、频谱混叠等关键概念的详细阐述。 过采样和欠采样的影响及处理方法。 实际应用中的采样频率选择考量。 第二章：离散时间系统分析 线性时不变（LTI）系统的基本性质：叠加性、移不变性、因果性、稳定性。 卷积积分与卷积和：LTI系统的核心分析工具。 冲激响应（Impulse Response）的概念及其重要性。 系统函数的概念及其与LTI系统的关系。 差分方程描述的离散时间系统。 第三章：傅里叶变换与频谱分析 傅里叶级数（FS）与傅里叶变换（FT）：信号的时域与频域表示。 离散傅里叶变换（DFT）及其性质，这是计算机处理离散信号的基础。 快速傅里叶变换（FFT）算法的原理、效率及在工程中的广泛应用。 功率谱密度（PSD）与能量谱密度（ESD）的定义与计算。 频谱泄漏、窗函数（如汉宁窗、海明窗）及其作用。 第四章：数字滤波器设计 滤波器的基本概念与分类：低通、高通、带通、带阻滤波器。 无限冲激响应（IIR）滤波器：Butterworth、Chebyshev、Elliptic等经典设计方法，以及其系数计算与实现。 有限冲激响应（FIR）滤波器：窗函数法、频率采样法、最优设计法（Parks-McClellan算法），以及其线性相位特性。 数字滤波器的性能指标：通带纹波、阻带衰减、过渡带宽度等。 实际应用中的滤波器选择依据。 第五章：先进的信号处理算法 自适应滤波器：LMS（Least Mean Squares）、RLS（Recursive Least Squares）等算法的原理与应用，用于噪声消除、回声消除、信道均衡等。 小波变换（Wavelet Transform）：相较于傅里叶变换，其在时频分析上的优势，及其在信号去噪、特征提取中的应用。 统计信号处理基础：随机过程、平稳性、相关性、协方差。 谱估计方法：经典谱估计与现代谱估计（如AR模型、MA模型、ARMA模型）。 第二部分：嵌入式系统概论与硬件平台 本部分将重点介绍嵌入式系统的概念、架构以及常用的硬件平台。 第六章：嵌入式系统概述 嵌入式系统的定义、特点与组成要素。 嵌入式系统的分类：实时性、功耗、功能等。 嵌入式系统的设计流程与挑战。 与通用计算机系统的区别与联系。 嵌入式系统的应用领域实例分析。 第七章：微控制器（MCU）与微处理器（MPU） MCU与MPU的核心区别与联系：集成度、外设、应用场景。 常见MCU架构：ARM Cortex-M系列、RISC-V等，及其特点。 常见MPU架构：ARM Cortex-A系列、x86等，及其特点。 CPU、内存（RAM/ROM）、I/O接口、外设（定时器、ADC/DAC、通信接口）等核心组件的详解。 处理器选择的关键考量因素：性能、功耗、成本、生态链。 第八章：嵌入式系统存储器 RAM（随机存取存储器）：SRAM、DRAM及其特性。 ROM（只读存储器）：Flash Memory（NAND/NOR）、EEPROM及其应用。 外接存储器：SD卡、eMMC等。 存储器的性能指标：访问速度、容量、功耗、寿命。 存储器在嵌入式系统中的管理与优化。 第九章：嵌入式系统通信接口 串行通信接口：UART、SPI、I2C的原理、协议与应用。 并行通信接口：GPIO（通用输入输出）的配置与控制。 总线通信：USB、CAN、Ethernet等，及其在不同场景下的应用。 无线通信接口：Wi-Fi、Bluetooth、Zigbee等。 嵌入式系统中的接口选择与设计原则。 第十章：嵌入式系统开发板与参考设计 主流嵌入式开发板介绍：Arduino、Raspberry Pi、STM32 Nucleo/Discovery系列、ESP32等。 开发板的硬件构成与接口特点。 参考设计的价值与作用：加速产品原型开发。 如何选择合适的开发板与参考设计。 第三部分：数字信号处理在嵌入式系统中的实现 本部分将核心内容聚焦于如何将DSP算法高效地移植到嵌入式平台。 第十一章：DSP算法的量化与优化 浮点运算与定点运算的权衡：精度、速度、功耗。 定点数的表示方式（补码、移码）与溢出处理。 量化误差的分析与补偿方法。 算法的复杂度分析与性能优化技巧。 指令集扩展（如SIMD）对DSP性能的提升。 第十二章：嵌入式DSP硬件加速器 专用DSP处理器（DSPs）：如TI C6000系列、Analog Devices SHARC系列等，及其架构特点。 数字信号处理专用指令集。 硬件乘加器（MAC）单元的作用。 DMA（Direct Memory Access）在数据传输中的应用。 GPU（Graphics Processing Unit）在并行计算与DSP中的应用潜力。 第十三章：实时嵌入式操作系统（RTOS）与DSP RTOS的基本概念：任务调度、进程间通信、中断处理。 RTOS在DSP应用中的重要性：保证实时性、提高效率。 DSP任务在RTOS中的实现：线程创建、优先级管理、资源共享。 常见RTOS介绍：FreeRTOS, RT-Thread, Zephyr等。 RTOS的性能调优与功耗管理。 第十四章：嵌入式DSP软件开发工具链 交叉编译器的使用。 调试器（Debugger）在嵌入式DSP开发中的应用。 仿真器（Emulator）与硬件调试器。 性能分析工具（Profiler）。 集成开发环境（IDE）的选择与使用。 第十五章：嵌入式DSP的ADC/DAC接口与数据采集 模数转换器（ADC）：采样率、分辨率、量化误差、单极性/双极性。 数模转换器（DAC）：转换速度、分辨率、输出范围。 ADC/DAC的接口电路设计与驱动。 高速数据采集系统的设计与实现。 数据预处理与后处理在嵌入式系统中的应用。 第四部分：实际应用与系统集成案例 本部分将通过具体案例，展示DSP与嵌入式系统结合的强大力量。 第十六章：通信系统中的DSP应用 调制解调（Modulation/Demodulation）：AM, FM, PSK, QAM等。 信道编码与解码。 滤波与均衡在通信中的作用。 软件定义无线电（SDR）的基本原理与实现。 嵌入式通信模块的设计与开发。 第十七章：音频与图像处理在嵌入式系统中的应用 音频信号处理：音频编码（MP3, AAC）、降噪、回声消除、语音识别。 图像信号处理：图像采集、滤波、边缘检测、特征提取。 嵌入式视觉系统（如安防监控、智能摄像头）的设计。 DSP在多媒体编解码器中的应用。 第十八章：生物医学信号处理与嵌入式系统 心电图（ECG）、脑电图（EEG）等生物信号的采集与处理。 噪声滤波与基线漂移校正。 特征提取与模式识别。 便携式/可穿戴式生物医学监测设备的嵌入式系统设计。 第十九章：工业自动化与嵌入式DSP 传感器数据采集与处理：温度、压力、流量等。 电机控制与伺服系统。 状态监测与故障诊断。 实时控制系统（RTCS）的设计。 第二十章：系统集成、性能评估与未来趋势 嵌入式DSP系统的整体设计流程回顾。 功耗管理与优化策略。 系统级性能评估方法：吞吐量、延迟、资源占用。 嵌入式DSP领域的前沿技术：AI芯片在DSP中的融合、边缘计算、低功耗设计等。 对未来嵌入式DSP发展趋势的展望。 本书内容丰富，理论扎实，实践性强，旨在为从事嵌入式系统开发、数字信号处理、物联网、人工智能等领域的工程师、研究人员及学生提供一份宝贵的参考资料。通过阅读本书，读者将能够深刻理解数字信号处理的奥秘，掌握嵌入式系统设计的精髓，并能将二者有机结合，设计出更加智能、高效、可靠的嵌入式应用。

评分☆☆☆☆☆

作为一名刚入行不久的FPGA工程师，我对市面上关于FPGA的书籍一直保持着高度的关注。最近，我偶然翻阅了《FPGA芯片架构设计与实现》，虽然这本书的题目听起来颇为高深，但我抱着学习的态度，想要了解其中是否有我所欠缺的知识。 初次接触这本书，我首先被它那扎实的理论基础所吸引。作者从数字逻辑的基本原理出发，循序渐进地讲解了FPGA的内部结构，包括查找表（LUT）、触发器（Flip-Flop）、分布式RAM、DSP Slice等核心组件的构造和工作方式。我尤其喜欢作者在阐述LUT时，不仅给出了其逻辑功能，还深入剖析了不同大小LUT（如4-LUT、5-LUT）在资源利用和性能上的权衡，这让我对实现复杂逻辑时如何选择合适的LUT有了更清晰的认识。此外，书中对布线资源（Interconnect）的讲解也十分到位，详细阐述了不同层级布线资源的拓扑结构、延时特性以及它们如何影响时序收敛。作者还花了大量篇幅探讨了FPGA的时序模型，包括时钟域、时钟周期、建立时间和保持时间等关键概念，并结合实际案例，演示了如何通过时序约束来优化设计，确保FPGA在目标频率下稳定运行。虽然我还没有来得及深入研究书中的所有实现细节，但仅从理论部分的深度和广度来看，这本书无疑为我打下了一个坚实的FPGA底层基础，为我日后的实际设计工作提供了宝贵的理论指导。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在FPGA领域摸爬滚打多年的嵌入式工程师，平时的工作主要集中在软件和接口层面的开发，对于FPGA的底层架构一直感到有些模糊。 近期，我偶然接触到了《FPGA芯片架构设计与实现》这本书，希望能够借此机会填补我在FPGA底层设计知识上的空白。 书中对于FPGA的逻辑单元（LUT）和触发器（FF）的详细解析，让我对FPGA最基本的构成单元有了更深的理解。作者不仅阐述了它们的逻辑功能，还深入探讨了在实际设计中，如何通过组合不同的LUT和FF来实现复杂的逻辑功能，以及不同大小的LUT在面积和速度上的权衡。我尤其对书中关于布线资源（Interconnect）的讲解印象深刻，它详细描述了FPGA芯片内部复杂的布线网络结构，以及这些布线如何影响信号的传输速度和设计的可布局性。通过书中对时钟网络和时序分析的介绍，我更加清晰地认识到，保证FPGA设计的正确性和稳定性，必须充分考虑时序约束和时钟域交叉的问题。尽管书中涉及到的一些高级架构设计和实现细节，可能与我当前的工作领域有所区别，但它为我提供了一个更加全面和深入的FPGA底层视角，让我对FPGA的“黑盒”有了更清晰的认识，也为我日后可能涉及到的FPGA底层优化和调试工作打下了基础。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对FPGA技术充满好奇心的学生，我一直在寻找一本能够系统性介绍FPGA技术的书籍，以帮助我更好地理解这个领域的学习方向。 《FPGA芯片架构设计与实现》这本书，从我的角度来看，就像是一本打开FPGA神秘面纱的钥匙。它没有一开始就抛出复杂的Verilog/VHDL代码，而是从更宏观的层面，为我描绘了FPGA的“蓝图”。我特别喜欢书中对FPGA内部不同功能块的细致描绘，比如那些能够加速数学运算的DSP模块，以及能够灵活存储数据的BRAM。作者用清晰的图示和通俗易懂的语言，让我明白了这些单元是如何协同工作的。在讲解布线资源时，我仿佛看到了数据在芯片内部流动的“高速公路”，理解了为什么有时候一个看似简单的逻辑，在实际布线时会遇到“交通拥堵”。书中还提到了一些关于如何“优化”设计、让它跑得更快、占用资源更少的概念，虽然我还不完全理解其背后的精妙之处，但这让我对“设计”这个词有了更深的敬畏。总而言之，这本书为我提供了一个扎实的FPGA“骨架”认知，让我不再对那些复杂的“血肉”感到无从下手，而是有了更明确的学习目标和探索方向。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对数字电路设计充满热情的爱好者，我一直渴望深入了解FPGA的工作原理。《FPGA芯片架构设计与实现》这本书，对我来说，就像是一本精心编织的逻辑艺术手册。 我非常着迷于书中对于FPGA内部结构细节的描绘。它不仅仅是简单地列出各种元件，而是像一位经验丰富的建筑师，细致地展示了FPGA的“砖瓦”。从最基础的查找表（LUT）如何实现逻辑功能，到触发器（Flip-Flop）如何存储状态，再到片上RAM（BRAM）和DSP Slice如何加速数据处理，每一个部分都被清晰地剖析。我尤其欣赏书中关于布线资源的讲解，那如同纵横交错的“蛛网”，连接着每一个逻辑单元，我得以窥见数据在其中流动的轨迹。书中对时钟域的划分和时序约束的论述，让我明白了设计过程中“时间”的重要性，仿佛在为电路的每一次“心跳”进行精确的规划。虽然我还没有完全消化书中的所有内容，但它已经在我心中勾勒出了FPGA的“内部世界”，让我对如何将我的逻辑构思转化为实际的硬件有了更清晰的理解，也激发了我进一步探索FPGA设计潜力的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

我是一名有一定FPGA开发经验的工程师，一直希望能找到一本能够帮助我突破瓶颈，深入理解FPGA内部工作原理的书籍。当我看到《FPGA芯片架构设计与实现》时，我期待它能提供一些关于如何优化设计、提升性能的“内功心法”。 在阅读这本书的过程中，我发现它在算法实现和性能优化方面提供了一些非常实用的思路。书中并没有仅仅停留在对FPGA基本结构的介绍，而是深入探讨了如何将复杂的算法有效地映射到FPGA硬件上。例如，在介绍DSP Slice的使用时，作者不仅列举了它在乘加、乘累等运算上的优势，还详细讲解了如何利用DSP Slice实现流水线结构，从而显著提升数据处理的吞吐量。此外，书中还针对常见的性能瓶颈，如布线拥塞、时钟偏斜等，提供了多种解决策略，包括区域约束、物理约束、多时钟域处理技巧等。作者还分享了一些在实际项目中积累的经验，例如如何利用片上RAM和ROM来存储查找表或参数，如何通过高效的地址生成逻辑来优化内存访问，以及如何设计合理的复位和同步机制来确保设计的鲁棒性。虽然书中对某些高级特性的讲解还需要我反复琢磨，但它所提供的那些能够直接应用于实践的设计技巧和优化方法，已经让我受益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

好！

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很好很强大！

评分☆☆☆☆☆

书连包装都没有，书角都皱了，不是新书，感觉跟旧的一样

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