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梅雪鬆，袁玉卓，曾凱鋒等 著

圖書標籤:

• FPGA
• 自學
• 設計
• 驗證
• 梅雪鬆
• 大道至簡
• 入門
• 數字電路
• 硬件開發
• VHDL

店鋪： 義博圖書專營店

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787512424746

商品編碼：15888420766

套裝2冊：

FPGA自學筆記 設計與驗證

手把手教你學FPGA設計 基於大道至簡的至簡設計法書號:9787512424746 9787512423794

 FPGA自學筆記—設計與驗證 梅雪鬆 fpga教程書籍 FPGA數字邏輯設計 預售

區域包郵 正版，， 著

基本信息

書名：FPGA自學筆記—設計與驗證

：69.00元

作者：梅雪鬆,袁玉卓,曾凱鋒

齣版社：北京航空航天大學齣版社

齣版日期：2017-08-01

ISBN：9787512424746

字數：

頁碼：454

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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　　FPGA自學筆記—設計與驗證

n

　　這本書打破瞭重實驗現象，輕仿真驗證的學習誤區，書中每一個實驗,無論是zui基礎的點亮 LED燈,還是綜閤的多模塊數字係統設計,以及復雜的 SDRAM 控製器設計,都嚴格按照“設計+驗證”的流程進行。 同時，本書由淺入深，全流程的講解；先,通過知識背景的介紹,講解設計中需要注意的問題；接著,一步一步地根據設計需求完成設計中的每一個部分；然後，編寫Testbench文件,使用 ModelSim 軟件對設計進行仿真驗證；zui後，仿真驗證通過後，再配置到 FPGA 器件中運行，如果闆級運行不正確，則再迴到仿真波形中查找可能的錯誤原因，在必要時使用闆級驗證工具如Signaltap Ⅱ進行闆級調試。本書對於不同水平的技術人員，都是一本不錯的自學和參考用書。

n

內容提要

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　　FPGA自學筆記—設計與驗證

n

　　本書以Intel CycloneⅣ E係列FPGA 為例,係統介紹瞭FPGA 的硬件結構、電路設計以及邏輯設計和驗證流程。書中以若乾個具有工程實用意義的案例為背景,詳細介紹瞭FPGA 數字邏輯設計中常見的功能模塊設計思路、FPGA 片上資源的使用方法、開發軟件中各種調試工具的使用，包括SignaltapⅡ、ISystem Sources and Probes Editor、ISystem Memory Content Editor。本書後通過若乾個綜閤性實例,講解瞭復雜數字係統的設計方法和驗證思路。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,即強調瞭仿真驗證在FPGA設計中的重要作用。

n

　　本書可作為工程應用類、電子信息類專業本科生以及相關專業專科生的EDA 基礎類課程的教材；也可作為FPGA自學人員,以及從事FPGA開發的工程技術人員的培訓教材和參考用書。

n

目錄

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第1章 從頭認識FPGA ……………………………………………………………… 1

n

1.1 CycloneⅣ EFPGA原理與應用 ……………………………………………… 1

n

1.1.1 CycloneⅣ E概述 ………………………………………………………… 1

n

1.1.2 CycloneⅣ E擴展資源介紹 ……………………………………………… 4

n

1.1.3 重點電路設計 ……………………………………………………………… 5

n

1.2 IntelFPGA開發環境 ………………………………………………………… 17

n

1.2.1 Quartus軟件的發展史 …………………………………………………… 18

n

1.2.2 QuartusPrime的下載 …………………………………………………… 18

n

1.2.3 QuartusPrime的安裝 …………………………………………………… 21

n

1.2.4 QuartusPrime軟件的基本使用 ………………………………………… 27

n

第2章 FPGA開發軟硬件平颱介紹 ………………………………………………… 39

n

2.1 AC620開發套件………………………………………………………………… 39

n

2.1.1 AC620開發闆的功能特點 ………………………………………………… 39

n

2.1.2 AC620開發闆的使用 ……………………………………………………… 43

n

2.2 IntelFPGA開發流程 ………………………………………………………… 57

n

2.2.1 建立工程 …………………………………………………………………… 57

n

2.2.2 設計輸入 …………………………………………………………………… 61

n

2.2.3 分析和綜閤 ………………………………………………………………… 61

n

2.2.4 功能仿真 …………………………………………………………………… 62

n

2.2.5 綜閤與布局布綫 …………………………………………………………… 66

n

2.2.6 時序仿真 …………………………………………………………………… 66

n

2.2.7 I/O分配以及生成配置文件 ……………………………………………… 67

n

2.2.8 配置FPGA下載…………………………………………………………… 67

n

2.3 FPGA設計的燒寫與投産 ……………………………………………………… 68

n

2.3.1 FPGA固件存儲方案 ……………………………………………………… 68

n

2.3.2 CycloneⅣ EFPGA固件燒寫方案 ……………………………………… 69

n

2.3.3 燒寫文件JIC的産生 ……………………………………………………… 70

n

第3章 FPGA基本數字邏輯設計 …………………………………………………… 74

n

3.1 組閤邏輯電路設計———譯碼器 ………………………………………………… 74

n

3.1.1 譯_碼器工作原理 …………………………………………………………… 74

n

3.1.2 譯碼器Verilog實現 ……………………………………………………… 75

n

3.1.3 激勵創建及仿真測試 ……………………………………………………… 76

n

3.2 時序邏輯電路設計———計數器 ………………………………………………… 79

n

3.2.1 計數器工作原理 …………………………………………………………… 80

n

3.2.2 計數器Verilog實現 ……………………………………………………… 81

n

3.2.3 仿真及闆級驗證 …………………………………………………………… 82

n

3.3 IP核應用———計數器 ………………………………………………………… 85

n

3.3.1 IP核創建流程 ……………………………………………………………… 85

n

3.3.2 仿真及闆級驗證 …………………………………………………………… 89

n

3.3.3 已生成IP核的參數修改 ………………………………………………… 90

n

3.3.4 QuartusⅡ中IP核參數的修改…………………………………………… 94

n

3.4 BCD計數器設計與驗證 ……………………………………………………… 95

n

3.4.1 BCD碼原理 ………………………………………………………………… 95

n

3.4.2 BCD計數器的 Verilog實現 ……………………………………………… 96

n

3.4.3 激勵創建及仿真測試 ……………………………………………………… 97

n

3.4.4 級聯BCD計數器設計與仿真 …………………………………………… 98

n

3.5 阻塞賦值與非阻塞賦值原理分析 …………………………………………… 103

n

3.5.1 不同賦值方式的對比與實現 …………………………………………… 103

n

3.5.2 不同賦值方式的仿真及測試 …………………………………………… 105

n

3.6 狀態機設計實例 ……………………………………………………………… 108

n

3.6.1 狀態機工作原理 ………………………………………………………… 108

n

3.6.2 字符串檢測狀態機實現 ………………………………………………… 110

n

3.6.3 激勵創建及仿真測試 …………………………………………………… 113

n

3.7 獨立按鍵消抖設計與驗證 …………………………………………………… 115

n

3.7.1 按鍵的物理結構及電路設計 …………………………………………… 115

n

3.7.2 硬件電路實現按鍵消抖 ………………………………………………… 116

n

3.7.3 狀態機實現按鍵消抖 …………………………………………………… 118

n

3.7.4 激勵創建及仿真測試 …………………………………………………… 124

n

3.7.5 任務及隨機函數的使用 ………………………………………………… 125

n

3.8 模塊化設計基礎———加減法計數器 ………………………………………… 129

n

3.8.1 模塊功能劃分 …………………………………………………………… 129

n

3.8.2 模塊功能設計 …………………………………………………………… 129

n

3.8.3 仿真及闆級驗證 ………………………………………………………… 132

n

3.9 8位7段數碼管驅動設計與驗證 …………………………………………… 134

n

3.9.1 數碼管驅動原理 ………………………………………………………… 134

n

3.9.2 三綫製數碼管電路設計 ………………………………………………… 137

n

3.9.3 數碼管動態掃描驅動設計 ……………………………………………… 138

n

3.9.4 ISSP生成及使用 ………………………………………………………… 145

n

3.9.5 闆級調試與驗證 ………………………………………………………… 149

n

3.9.6 QuartusⅡ中ISSP的使用方法 ………………………………………… 152

n

3.10 串口發送模塊設計與驗證 …………………………………………………… 153

n

3.10.1 異步串行通信原理及電路設計 ………………………………………… 154

n

3.10.2 UART異步串行通信發送模塊設計與實現…………………………… 157

n

3.10.3 激勵創建及仿真測試 …………………………………………………… 162

n

3.10.4 按鍵控製串口發送設計 ………………………………………………… 163

n

3.11 串口接收模塊的設計與驗證 ………………………………………………… 165

n

3.11.1 串口接收原理分析 ……………………………………………………… 166

n

3.11.2 UART異步串行通信接收模塊設計與實現…………………………… 167

n

3.11.3 仿真及闆級驗證 ………………………………………………………… 171

n

第4章 FPG上專用資源使用 …………………………………………………… 176

n

4.1 嵌入式RAM 的使用———雙端口RAM …………………………………… 176

n

4.1.1 CycloneⅣ體係結構及嵌入式存儲器原理 ……………………………… 176

n

4.1.2 IP核使用———dpram …………………………………………………… 178

n

4.1.3 激勵創建及仿真測試 …………………………………………………… 182

n

4.2 搭建串口收發與雙口RAM 存儲的簡易應用係統 ………………………… 185

n

4.2.1 係統模塊功能劃分及接口設計 ………………………………………… 185

n

4.2.2 頂層文件設計 …………………………………………………………… 185

n

4.2.3 控製模塊設計 …………………………………………………………… 186

n

4.2.4 仿真及闆級驗證 ………………………………………………………… 187

n

4.3 嵌入式RAM 的使用———ROM ……………………………………………… 190

n

4.3.1 IP核使用———ROM ……………………………………………………… 191

n

4.3.2 激勵創建及仿真測試 …………………………………………………… 193

n

4.3.3 SignaTapⅡ使用及闆級驗證 …………………………………………… 195

n

4.4 嵌入式塊RAM 的使用———FIFO …………………………………………… 201

n

4.4.1 FIFO的相關知識 ………………………………………………………… 202

n

4.4.2 IP核的使用———FIFO…………………………………………………… 204

n

4.5 PLL鎖相環介紹與簡單應用 ………………………………………………… 213

n

4.5.1 PLL相關知識 …………………………………………………………… 213

n

4.5.2 IP核使用———PLL ……………………………………………………… 215

n

4.5.3 仿真及闆級驗證 ………………………………………………………… 219

n

第5章 FPGA進階數字邏輯設計 …………………………………………………… 223

n

5.1 無源蜂鳴器驅動設計與驗證 ………………………………………………… 223

n

5.1.1 無源蜂鳴器電路設計 …………………………………………………… 223

n

5.1.2 無源蜂鳴器驅動原理 …………………………………………………… 224

n

5.1.3 PWM 發生器模塊設計…………………………………………………… 225

n

5.1.4 仿真及闆級驗證 ………………………………………………………… 227

n

5.2 綫性序列機與串行接口DAC驅動設計與驗證……………………………… 232

n

5.2.1 DAC芯片概述及電路設計 ……………………………………………… 232

n

5.2.2 TLV5618型DAC芯片輸齣電壓計算原理 …………………………… 234

n

5.2.3 TLV5618型DAC接口時序 …………………………………………… 235

n

5.2.4 綫性序列機設計思想與接口時序設計 ………………………………… 236

n

5.2.5 基於綫性序列機的DAC驅動設計 ……………………………………… 238

n

5.2.6 仿真及闆級測試 ………………………………………………………… 241

n

5.3 綫性序列機與串行接口ADC驅動設計與驗證……………………………… 243

n

5.3.1 ADC芯片概述及電路設計 ……………………………………………… 244

n

5.3.2 ADC128S022型ADC接口時序 ………………………………………… 245

n

5.3.3 ADC128S022接口時序設計 …………………………………………… 247

n

5.3.4 基於綫性序列機的ADC驅動設計 ……………………………………… 249

n

5.3.5 仿真及闆級測試 ………………………………………………………… 252

n

5.4 HT6221紅外遙控解碼設計與驗證 ………………………………………… 257

n

5.4.1 紅外遙控係統組成及電路設計 ………………………………………… 257

n

5.4.2 紅外遙控協議分析(NEC協議)………………………………………… 258

n

5.4.3 紅外解碼模塊設計 ……………………………………………………… 260

n

5.4.4 仿真及闆級驗證 ………………………………………………………… 265

n

5.5 TFT顯示屏驅動設計與驗證 ………………………………………………… 267

n

5.5.1 TFT觸摸屏驅動電路設計 ……………………………………………… 268

n

5.5.2 RGB接口TFT屏掃描方式……………………………………………… 270

n

5.5.3 RGB接口TFT屏時序分析……………………………………………… 271

n

5.5.4 RGB接口TFT屏驅動設計……………………………………………… 272

n

5.5.5 仿真及闆級驗證 ………………………………………………………… 275

n

第6章 FPGA綜閤數字係統設計 …………………………………………………… 280

n

6.1 八通道數字電壓錶 …………………………………………………………… 280

n

6.1.1 數字電壓錶功能劃分 …………………………………………………… 280

n

6.1.2 按鍵輸入模塊 …………………………………………………………… 281

n

6.1.3 通道選擇模塊 …………………………………………………………… 281

n

6.1.4 ADC控製模塊———ADC128S022 ……………………………………… 282

n

6.1.5 數據預處理模塊 ………………………………………………………… 282

n

6.1.6 碼製轉換模塊 …………………………………………………………… 284

n

6.1.7 數碼管驅動模塊 ………………………………………………………… 287

n

6.1.8 頂層設計 ………………………………………………………………… 288

n

6.1.9 基於查找錶的數據電壓換算 …………………………………………… 289

n

6.2 雙通道幅頻相可調DDS信號發生器 ………………………………………… 292

n

6.2.1 DDS原理與實現 ………………………………………………………… 293

n

6.2.2 數/模轉換器(DAC)驅動模塊設計 ……………………………………… 299

n

6.2.3 串口命令接收與解析 ……………………………………………………303

n

6.2.4 信號發生器頂層設計 …………………………………………………… 315

n

6.2.5 係統測試 ………………………………………………………………… 316

n

6.3 串口讀/寫EEPROM ………………………………………………………… 317

n

6.3.1 I2C基本概念 ……………………………………………………………… 317

n

6.3.2 I2C協議時序介紹 ………………………………………………………… 318

n

6.3.3 I2C器件地址 ……………………………………………………………… 319

n

6.3.4 I2C存儲器地址 …………………………………………………………… 320

n

6.3.5 I2C寫時序 ………………………………………………………………… 321

n

6.3.6 I2C單字節讀時序 ………………………………………………………… 323

n

6.3.7 I2C讀/寫器件控製器設計 ……………………………………………… 325

n

6.3.8 I2C控製器仿真驗證 ……………………………………………………… 335

n

6.3.9 串口讀/寫EEPROM 係統設計 ………………………………………… 341

n

6.3.10 串口讀/寫 EEPROM 仿真驗證 ……………………………………… 351

n

6.3.11 串口讀/寫EEPROM 闆級驗證 ……………………………………… 355

n

6.4 基於串口獵人的虛擬示波器 ………………………………………………… 359

n

6.4.1 係統結構 ………………………………………………………………… 359

n

6.4.2 模塊詳解 ………………………………………………………………… 361

n

6.4.3 仿真驗證 ………………………………………………………………… 375

n

6.4.4 基於串口獵人的闆級驗證 ……………………………………………… 385

n

6.5 SDRAM 控製器設計 ………………………………………………………… 391

n

6.5.1 SDRAM 基本概念………………………………………………………… 391

n

6.5.2 SDRAM 存取原理………………………………………………………… 392

n

6.5.3 SDRAM 器件引腳說明…………………………………………………… 394

n

6.5.4 SDRAM 特性 …………………………………………………………… 395

n

6.5.5 SDRAM 操作命令介紹…………………………………………………… 396

n

6.5.6 SDRAM 操作時序………………………………………………………… 403

n

6.5.7 SDRAM 控製器設計……………………………………………………… 418

n

6.5.8 SDRAM 控製器仿真驗證………………………………………………… 425

n

6.5.9 SDRAM 控製器設計優化………………………………………………… 430

n

6.5.10 優化控製器仿真驗證 ……………………………………………………436

n

6.6 串口傳圖幀緩存設計 ………………………………………………………… 440

n

6.6.1 係統結構 ………………………………………………………………… 440

n

6.6.2 仿真驗證 ………………………………………………………………… 446

n

6.6.3 闆級驗證 ………………………………………………………………… 450

n

參考文獻………………………………………………………………………………… 454

作者介紹

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　　梅雪鬆，網名“小梅哥”，擁有多年電子設計經驗，擅長知識的總結和傳播，有《小梅哥和你一起深入學習FPGA》、《小梅哥FPGA學習筆記》兩個係列網絡博文；並推齣瞭手把手式視頻教程《FPGA設計思想與驗證方法視頻教程》，該教程在各大視頻點擊平颱備受好評，網友稱其為學習FPGA基礎與提高教學視頻的不二之選。同時，開設FPGA實地培訓班，正式開始網絡和實地FPGA培訓，培訓課程以其係統的知識講解和生動的實例分析，得到瞭學員的一緻肯定。

n

　　袁玉卓，山東大學博士，集成電路設計專業，知識麵廣，專業技術背景深厚。長期從事於FPGA技術的分享和交流，擁有豐富的項目科研和實踐經驗，

n

　　曾凱鋒，杭州電子科技大學碩士，主要研究方嚮為FPGA與嵌入式係統設計，長期活躍於FPGA技術交流群，著有多篇FPGA設計和驗證文章。

n

手把手教你學FPGA設計——基於大道至簡的至簡設計法

， 著

基本信息

書名：手把手教你學FPGA設計——基於大道至簡的至簡設計法

：45.00元

作者：潘文明,易文兵

齣版社：北京航空航天大學齣版社

齣版日期：2017-05-01

ISBN：9787512424012

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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　　手把手教你學FPGA設計——基於大道至簡的至簡設計法

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　　本書介紹利用硬件描述語言(VerilogHDL)設計數字係統的方法,提齣計數器、狀態機、FIFO的三大架構,采用理論與實踐相結閤的方式,詳細介紹各個架構的實現步驟———“八步法”,並配以相應的項目練習。在書的後半部分,介紹模塊劃分的基本方法,總結並提齣瞭模塊間的交互架構,在項目實踐中給齣瞭溫度監控係統、邊緣檢測係統等綜閤性項目的模式。本書可作為高等院校電子工程類、自動控製類、計算機類等專業的教材,亦可供FPGA相關行業的愛好者和從業人員自學與參考。

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