高級數字系統設計:從Verilog到FPGA

山丹 張曉旭 孫曉東

  • 出版商: 化學工業
  • 出版日期: 2026-01-01
  • 售價: $948
  • 語言: 簡體中文
  • 頁數: 351
  • ISBN: 7122465527
  • ISBN-13: 9787122465528
  • 相關分類: Verilog、FPGA
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商品描述

本書通過系統設計方法+Verilog HDL+FPGA開發EDA工具+典型實例,詳細講解了 數字系統的設計和驗證方法。 主要內容包括:可編程邏輯器件、Verilog HDL基礎知識、現代數字系統設計入門、基於EDA工具的數字系統開發流程、 FPGA設計思想、常用接口設計實例、DDFS電路設計實例、智能小車控制電路設計實例、直接選擇排序電路設計實例、SRAM故障測試電路設計實例、RISC CPU電路設計實例、圖像預處理電路設計實例、卷積神經網絡電路設計實例。 本書以理論為基礎,以案例為主線,穿插講解數字系統設計方法及Verilog HDL知識的運用,讓讀者在工程實例中體會和掌握數字系統設計的全流程。本書可以作為數字系統設計的入門書籍,也可以作為教材供電子信息工程、集成電路等相關專業的學生使用。

目錄大綱

第1章 可編程邏輯器件
1.1 可編程邏輯器件概述
1.1.1 可編程邏輯器件發展階段
1.1.2 可編程邏輯器件分類
1.2 PLD的基本原理與結構
1.2.1 PLD的基本結構
1.2.2 PLD電路的表示方法
1.3 CPLD的基本原理與結構
1.4 FPGA的基本原理與結構
1.5 FPGA/CPLD的編程與配置
1.6 軟核、硬核以及固核
1.7 FPGA/CPLD概述
1.7.1 Intel的FPGA/CPLD
1.7.2 Xilinx的FPGA/CPLD
1.8 FPGA/CPLD的發展趨勢
習題
第2章 Verilog HDL基礎知識
2.1 Verilog HDL簡介
2.1.1 硬件描述語言的概念及優勢
2.1.2 Verilog HDL的發展歷史及特點
2.1.3 Verilog HDL能力
2.2 Verilog HDL建模方式
2.2.1 模塊
2.2.2 模塊的結構
2.2.3 三種建模方式
2.3 Verilog HDL基本語法
2.3.1 標識符
2.3.2 註釋
2.3.3 操作數類型
2.3.4 數據類型
2.3.5 運算符
2.3.6 行為語句
2.3.7 任務和函數
2.3.8 實例化語句
2.4 典型電路模塊的Verilog HDL描述
2.4.1 組合邏輯電路設計範例
2.4.2 時序邏輯電路設計範例
2.5 Verilog HDL有限狀態機設計
2.5.1 FSM的描述方法
2.5.2 FSM的狀態編碼
2.5.3 FSM的Verilog HDL設計的基本準則
2.5.4 設計舉例
2.6 仿真和驗證
2.6.1 仿真和驗證的基礎知識
2.6.2 基本Test Bench結構
2.6.3 系統函數
2.7 可綜合的Verilog HDL子集和保留字
2.7.1 可綜合的Verilog HDL子集
2.7.2 保留字
習題
第3章 現代數字系統設計入門
3.1 數字系統設計方法簡介
3.1.1 傳統數字系統設計方法簡介
3.1.2 現代數字系統設計方法簡介
3.2 現代數字系統設計流程
3.2.1 模塊化設計
3.2.2 流程圖設計
3.2.3 數據通道和控制單元設計
3.3 數字電路設計例程
3.3.1 電路設計舉例1:自動售咖啡機
3.3.2 電路設計舉例2:自動售咖啡機
3.3.3 電路設計舉例3:自動售咖啡機
3.4 算法電路設計例程
3.4.1 乘法器電路設計
3.4.2 RAM測試電路設計
3.4.3 ROM查找系統電路設計
3.4.4 電子擲骰子遊戲電路設計
習題
第4章 基於EDA工具的數字系統開發流程
4.1 PLD開發工具
4.2 典型FPGA/CPLD開發流程
4.3 Quartus Prime集成開發工具
4.3.1 HDL設計
4.3.2 優化設置
4.3.3 時序分析
4.3.4 功耗分析
4.3.5 基於IP核的設計
4.4 Vivado集成開發工具
4.4.1 HDL設計
4.4.2 優化設置
4.4.3 時序分析
4.4.4 功耗分析
4.4.5 基於IP核的設計
習題
第5章 高級FPGA設計思想
5.1 覆位
5.2 流水線設計
5.3 乒乓操作
5.4 速度與面積互換
5.5 跨時鐘域信號處理
5.6 面積優化結構設計
5.7 功耗結構設計
習題
第6章 常用接口設計實例
6.1 UART接口設計
6.1.1 UART接口原理
6.1.2 UART接口電路
6.1.3 UART Verilog HDL描述
6.1.4 UART功能仿真
6.2 VGA接口設計
6.2.1 VGA接口原理
6.2.2 VGA接口電路
6.2.3 VGA Verilog HDL描述
6.2.4 VGA功能仿真
6.3 I2C接口設計
6.3.1 I2C接口原理
6.3.2 I2C接口電路
6.3.3 I2C Verilog HDL描述
6.3.4 I2C功能仿真
習題
第7章 DDFS電路設計實例
7.1 DDFS電路基本工作原理
7.2 DDFS電路需求分析及流程圖設計
7.3 數據通道電路設計
7.4 控制單元電路設計
7.5 Verilog HDL描述
7.6 功能仿真
習題
第8章 智能小車控制電路設計實例
8.1 智能小車控制算法分析及流程圖設計
8.2 數據通道電路設計
8.3 控制單元設計
8.4 Verilog HDL描述
8.5 功能仿真
習題
第9章 直接選擇排序電路設計實例
9.1 直接選擇排序算法分析及流程圖設計
9.2 數據通道電路設計
9.3 控制單元設計
9.4 Verilog HDL描述
9.5 功能仿真
習題
第10章 SRAM故障測試電路設計實例
10.1 March LR算法分析及流程圖設計
10.2 數據通道電路設計
10.3 控制單元設計
10.4 Verilog HDL描述
10.5 功能仿真
習題
第11章 RISC CPU電路設計實例
11.1 RISC CPU功能分析及流程圖設計
11.2 數據通道電路設計
11.3 控制單元設計
11.4 Verilog HDL描述
11.5 功能仿真
習題
第12章 圖像預處理電路設計實例
12.1 灰度變換電路
12.1.1 灰度變換算法分析及流程圖設計
12.1.2 數據通道電路設計
12.1.3 Verilog HDL描述
12.1.4 功能仿真
12.2 邊緣檢測電路
12.2.1 邊緣檢測算法分析及流程圖設計
12.2.2 數據通道電路設計
12.2.3 Verilog