了得網計算機/網絡_FPGA設計實戰

編輯推薦

FPGA技術成本低、使用靈活，已經成為應用廣泛的電路設計解決方案，應用範圍遍及消費電子、汽車電子、通信和工業控制等領域。
本書是一部實例豐富的實戰寶典，涵蓋了電路設計的完整流程，從FPGA基礎知識入手，不但介紹了“FPGA做什麼”，更詳細解讀了“用FPGA怎麼做”。作者首先簡潔而全面地概述了FPGA9口標準設計流程的基礎知識，然後詳細闡述了兩個典型的綜合實例——高速視頻監視繫統和嵌入式處理器，並且給出了具體的代碼框架，為設計者點明實際應用中的關鍵點和設計精髓。接下來，本書針對電路設計中幾個*常見的關鍵任務，如串行通信、數字濾波器、安全繫統、存儲器建模等，給出了可以直接應用於實際項目的代碼示例。書的*後介紹了綜合和行為建模等設計後期的優化。
對於電路設計工程師和高校電氣工程專業的師生來說，閱讀本書是快速入門並成為設計高手的一條捷徑。

內容簡介

本書是為FPGA工程師量身定制的設計參考指南，不僅介紹了FPGA基本概念，還介紹了設計邏輯和技巧，使讀者能夠開發出實際高效的代碼。
本書適用於電子工程師閱讀，也可作為高等院校相關專業師生的參考指南。

作者簡介

Peter Wilson博士，著名電子設計技術專家。IEEE1076.1.1標準（VHDLAMS的多能量域支持用組件）副主席，IEEE行為建模與仿真工作組技術項目組長。現任教於英國南安普敦大學，同時擔任美國阿肯色大學客座教授。其主要研究領域為建模與仿真，先後發表過百餘篇頗有影響的技術論文。

部分概述
第1章緒論
第2章 FPGA基礎知識
2.1 引言
2.2 FPGA的發展
2.3 可編程邏輯器件
2.4 現場可編程門陣列
2.5 FPGA設計技術
2.6 FPGA的設計約束
2.7 小結
第3章 VHDL基礎
3.1 引言
3.2 實體：模型接口
3.2.1 實體定義部分概述
第1章緒論
第2章 FPGA基礎知識
2.1 引言
2.2 FPGA的發展
2.3 可編程邏輯器件
2.4 現場可編程門陣列
2.5 FPGA設計技術
2.6 FPGA的設計約束
2.7 小結
第3章 VHDL基礎
3.1 引言
3.2 實體：模型接口
3.2.1 實體定義
3.2.2 端口
3.2.3 通用屬性語句
3.2.4 常數
3.2.5 實體舉例
3.3 構造體：模型的行為
3.3.1 構造體的基本定義
3.3.2 構造體聲明
3.3.3 構造體語句
3.4 進程：VHDL中的基本
3.5 基本的變量類型和操作符
3.5.1 常數
3.5.2 信號
3.5.3 變量
3.5.4 布爾操作符
3.5.5 算術操作符
3.5.6 比較操作符
3.5.7 移位函數
3.5.8 拼接
3.6 判斷與循環
3.6.1 if-then-else語句
3.6.2 case語句
3.6.3 for語句
3.6.4 While循環
3.6.5 exit語句
3.6.6 next語句
3.7 層次化設計
3.7.1 函數
3.7.2 包
3.7件
3.7.4 過程
3.8 調試模型
3.9 基本數據類型
3.9.1 基本類型
3.9.2 數據類型：bit
3.9.3 數據類型：boolean
3.9.4 數據類型：integer
3.9.5 數據類型：字符型
3.9.6 數據類型：實數
3.9.7 數據類型：時間
3.10 小結
第4章設計自動化與FPGA測試
4.1 仿真
4.1.1 測試平臺
4.1.2 測試平臺的目標
4.1.3 簡單的測試平臺：件
4.1.4 增加測試激勵
4.2 庫
4.2.1 引言
4.2.2 庫的使用
4.2.3 標準邏輯庫
4.2.4 std_logic類型定義
4.3 綜合
4.3.1 綜合設計流程
4.3.2 綜合相關事項
4.3.3 RTL設計流程
4.4 物理設計流程
4.5 布局布線
4.6 時序分析
4.7 設計缺陷
4.8 FPGA設計中的VHDL問題
4.8.1 初始化
4.8.2 浮點數及其操作
4.9 小結
第二部分應用
第5章圖像與高速處理
5.1 引言
5.2 攝像頭接口
5.2.1 硬件接口
5.2.2 數據率
5.2.3 拜爾模式
5.2.4 存儲器需求
5.3 開始
5.4 確定接口
5.5 定義頂層設計
5.6 繫統模塊定義與接口
5.6.1 繫統分解
5.6.2 鼠標和鍵盤接口
5.6.3 存儲器接口
5.6.4 顯示接口：VGA
5.7 攝像頭連接接口
5.8 PC接口
5.9 小結
第6章嵌入式處理器
6.1 引言
6.2 一個簡單的嵌入式處理器
6.2.1 嵌入式處理器架構
6.2.2 基本指令
6.2.3 取指執行周期
6.2.4 嵌入式處理器的寄存器分配
6.2.5 一個基本的指令集
6.2.6 結構級還是行為級
6.2.7 機器碼指令集
6.2.8 微處理器的
6.2.9 處理器函數包
6.2.10 程序計數器
6.2.11 指令寄存器
6.2.12 算術和
6.2.13 存儲器
6.2.14 微控制器
6.2.15 簡單微處理器總結
6.3 FPGA中的軟核處理器
6.4 小結
第三部分設計工具箱
第7章串行通信
7.1 引言
7.2 曼徹斯特編解碼
7.3 不歸零編解碼
7.4 不歸零反轉編解碼
7.5 RS-232
7.5.1 引言
7.5.2 RS-232波特率產生器
7.5.3 RS-232接收器
7.6 通用串行總線
7.7 小結
第8章數字濾波器
8.1 引言
8.2 S域到Z域的變換
8.3 用VHDL實現Z域的函數
8.3.1 引言
8.3.2 增益模塊
8.3.3 和與差
8.3.4 除法模型
8.3.5 單位延遲模型
8.4 基本低通濾波器模型
8.5 FIR濾波器
8.6 IIR濾波器
8.7 小結
第9章安全繫統
9.1 塊加密簡介
9.2 費斯特爾格子的結構
9.3 數據加密標準
9.3.1 引言
9.3.2 DES的VHDL實現
9.3.3 DES的驗證
9.4 高級加密標準
9.5 小結
第10章存儲器
10.1 引言
10.2 用VHDL對存儲器進行建模
10.3 隻讀存儲器
10.4 隨機存取存儲器
10.5 SRAM
10.6 Flash存儲器
10.7 小結
第11章PS/2鼠標接口
11.1 引言
11.2 PS/2鼠標基礎
11.3 PS/2鼠標命令
11.4 PS/2鼠標數據包
11.5 PS/2操作模式
11.6 PS/2滾輪鼠標
11.7 基本PS/2鼠標處理模塊VHDL代碼
11.8 修改後的PS/2鼠標處理模塊VHDL代碼
11.9 小結
第12章 PS/2鍵盤接口
12.1 引言
12.2 PS/2鍵盤基礎
12.3 PS/2鍵盤命令
12.4 PS/2鍵盤數據包
12.5 PS/2鍵盤操作模式
12.5.1 基本PS/2鍵盤處理模塊VHDL代碼
12.5.2 修改後的PS/2鍵盤處理模塊VHDL代碼
12.6 小結
第13章一個簡單的VGA接口
13.1 引言
13.2 基本像素時序
13.3 圖像處理
13.4 VGA接口的VHDL實現
13.5 水平同步
13.6 垂直同步
13.7 水平和垂直消隱脈衝
13.8 計算正確的像素數據
13.9 小結
第四部分優化設計
第14章綜合
14.1 引言
14.2 RTL綜合支持的VHDL
14.2.1 初始條件
14.2.2 並發邊沿
14.2.3 數字類型
14.2.4 wait語句
14.2.5 斷言
14.2.6 循環
14.3 一些引起綜合失敗的情況
14.4 綜合的內容
14.4.1 總體設計結構
14.4.2 控制器
14.4.3 數據路徑
14.5 小結
第15章 VHDL行為建模
15.1 引言
15.2 怎樣從RTL轉向行為級
15.3 小結
第16章設計優化
16.1 引言
16.2 邏輯優化技術
16.3 改善性能
16.4 關鍵路徑分析
16.5 小結
第17章 VHDL-AMS
17.1 引言
17.2 VHDL-AMS簡介
17.3 模擬引腳：TERMINAL
17.4 混合域建模
17.5 模擬變量：quantity
17.6 VHDL-AMS中的聯立方程
17.7 一個VHDL-AMS的例子
17.7.1 直流電壓源
17.7.2 電阻
17.8 VHDL-AMS中的微分方程
17.9 用VHDL-AMS進行混合信號建模.154
17.10 一個基本的開關模型
17.11 基本VHDL-AMS比較器模型
17.12 多領域建模
17.13 小結
第18章設計優化舉例：DES
18.1 引言
18.2 數據加密標準
18.3 MOODS
18.4 初始設計
18.4.1 簡介
18.4.2 總體結構
18.4.3 數據轉換
18.4.4 密鑰轉換
18.5 初始綜合
18.6 優化數據路徑
18.7 終綜合
18.8 結果
18.9 三重DES
18.9.1 引言
18.9.2 面積小：迭代實現
18.9.3 延遲小：流水線方式
18.10 方案比較
18.11 小結
第五部分基本技術
第19章計數器
19.1 引言
19.2 基本二進制計數器
19.3 綜合簡單的二進制計數器
19.4 移位寄存器
19.5 約翰遜計數器
19.6 BCD計數器
19.7 小結
第20章鎖存器、觸發器和寄存器
20.1 引言
20.2 鎖存器
20.3 觸發器
20.4 寄存器
20.5 小結
第21章串並轉換與並串轉換
21.1 串並轉換
21.2 並串轉換
21.3 小結
第22章 ALU功能
22.1 引言
22.2 邏輯功能
22.3 位加法器
22.4 n位結構化加法器
22.5 n位可配置加法器
22.6 的補碼
22.7 小結
第23章譯碼器與多路復用器
23.1 譯碼器
23.2 多路復用器
23.3 小結
第24章 VHDL中的有限狀態機
24.1 引言
24.2 狀態轉移圖
24.3 用VHDL實現有限狀態機
24.4 小結
第25章 VHDL中的定點算法
25.1 引言
25.2 基本定點類型
25.3 定點函數
25.3.1 定點數向std_logic_vector的轉換
25.3.2 定點數向實數的轉換
25.4 測試定點數函數
25.5 小結
第26章二進制乘法
26.1 引言
26.2 基本二進制乘法
26.3 VHDL無符號乘法器
26.4 乘法函數的綜合
26.5 “簡單的”乘法
26.6 小結
第27章參考書目
27.1 引言
27.2 VHDL參考書
27.3 FPGA參考書
27.4 普通數字設計參考書
索引

在線試讀

部分概述
本書共分為五個部分。部分為概述，介紹了現場可編程門陣列（FPGA）、VHDL和標準設計流程的基礎知識。第二部分介紹了一繫列復雜的實際應用的全流程，其中涉及許多關鍵設計問題，而這些問題是設計人員在工作中經常遇到的。通過這些應用，設計人員可以了解如何由設計規範出發，開發出一套自頂向下的設計方法，並終構造出詳細的設計模塊，這些模塊可能是以前開發出來的，也可能是由第三方提供的。第三部分則討論了一些重要的技術方法，都使用了實際的例子進行說明，這樣讀者可以清楚地了解怎樣實現一個特定的功能。這一部分實際上是一個工具箱，其中包含了許多高級的功能實現，而這正是現代數字設計普遍需要的。第四部分討論了設計優化中的一些重要問題及其高級技巧。例如，怎樣使設計出的東西運行得更快或者面積更小等。第五部分詳細說明了用VHDL實現基本功能的問題。這部分是針對那些僅有少量VHDL背景的設計者，或許他們正在尋找簡單的例子，或者正要解決一個特別具體的問題。
……

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