FPGA嵌入式微處理器系統設計 Embedded Microprocessor System Design Using FPGAs

Uwe Meyer-Baese博士獲得了BSEE、MSEE和博士學位，現在是佛羅裏達州立大學ECE系的正教授，擁有3項專利，發表期刊和會議論文130余篇，出版專著9部，指導碩士、博士60余人。他是Springer Verlag出版的關於DSP和FPGA的暢銷教科書的作者，銷量超過2萬冊。他於1997年獲得Max-Kade神經工程獎，2008年獲得佛羅裏達州立大學傑出教學獎，2009年洪堡研究獎。2013年，Meyer-Baese被IEEE提升為高級會員。

目    錄

 

第1章  嵌入式微處理器系統基礎  1

1.1  引言  1

1.2  FPGA上的嵌入式微處理器  6

1.3  微處理器指令集設計  7

1.4  FPGA技術  20

1.5  使用知識產權核的設計  27

1.6  復習題和練習  33

第2章  FPGA器件、板卡和設計工具  37

2.1  引言  37

2.2  原型板卡的選擇  40

2.2.1  存儲器  42

2.2.2  基本I/O組件  42

2.2.3  顯示選項  43

2.2.4  模擬接口  45

2.2.5  通信  48

2.3  FPGA結構  52

2.3.1  Xilinx FPGA架構概述  52

2.3.2  Altera FPGA架構概述  55

2.4  案例研究：名為URISC的PSM  60

2.4.1  URISC處理器模型  60

2.4.2  Altera Quartus設計編譯  65

2.4.3  Xilinx Vivado設計編譯  67

2.4.4  用於仿真的設計工具考慮  68

2.4.5  Qivado布圖規劃  74

2.4.6  Vivado布圖規劃  75

2.4.7  時序估計和性能分析  76

2.5  復習題和練習  78

第3章  用VHDL設計微處理器組件  81

3.1  引言  81

3.2  詞法元素  82

3.3  運算符與賦值  86

3.4  數據類型、數據對象和屬性  87

3.4.1  VHDL數據類型  87

3.4.2  轉換函數  89

3.4.3  屬性  89

3.4.4  數據對象  90

3.5  VHDL語句和設計編碼建議  90

3.5.1  組合邏輯編碼建議  92

3.5.2  基本時序電路編碼：觸發器和鎖存器  94

3.5.3  存儲器  95

3.5.4  有限狀態機  95

3.5.5  設計層次結構和組件  97

3.5.6  VHDL編碼風格、資源和常見錯誤  97

3.6  延伸閱讀  98

3.7  復習題和練習  99

第4章  用Verilog設計微處理器組件  111

4.1  引言  111

4.2  詞法元素  112

4.3  運算符與賦值  115

4.4  數據類型和值集  117

4.4.1  Verilog值集  117

4.4.2  Verilog數據類型  117

4.5  Verilog語句和設計編碼建議  119

4.5.1  組合邏輯編碼建議  121

4.5.2  基本順序電路編碼：觸發器和鎖存器  123

4.5.3  存儲器  123

4.5.4  有限狀態機  125

4.5.5  設計層次和組件  126

4.5.6  Verilog編碼風格、資源和常見錯誤  126

4.6  延伸閱讀  128

4.7  復習題和練習  129

第5章  用C/C++進行微處理器編程  139

5.1  引言  139

5.2  詞法元素  140

5.3  數據類型、數據屬性和儲存類  145

5.4  C運算符和賦值  147

5.5  控制流構件  150

5.6  代碼層級和I/O  152

5.7  額外的考慮和推薦  157

5.8  延伸閱讀  166

5.9  復習題和練習  167

第6章  嵌入式微處理器系統中的軟件工具  175

6.1  引言  175

6.2  匯編器開發和詞法分析  176

6.3  解析器開發  186

6.4  軟件調試器和指令集仿真器  197

6.5  復習題和練習  198

第7章  PicoBlaze軟核微處理器的設計  203

7.1  引言  203

7.2  KCPSM6指令集概況  206

7.3  初始PicoBlaze可綜合架構  209

7.4  帶有便簽存儲器的PicoBlaze可綜合設計  214

7.5  帶有鏈接控制的PicoBlaze 可綜合架構  216

7.6  復習題和練習  225

第8章  PicoBlaze軟核微處理器中的軟件工具  229

8.1  引言  229

8.2  KCPSM6匯編器  230

8.3  PicoBlaze指令集仿真器  235

8.4  支持PicoBlaze的C編譯器  236

8.5  復習題和練習  244

第9章  Altera Nios嵌入式微處理器  247

9.1  引言  247

9.2  自頂向下的Nios II系統設計  250

9.3  自底向上的Nios II系統設計  254

9.4  定制指令的Nios II系統設計  262

9.5  深入了解：Nios II指令集架構  282

9.6  復習題和練習  299

第10章  Xilinx MicroBlaze嵌入式微處理器  307

10.1  引言  307

10.2  自頂向下的MicroBlaze系統設計  308

10.3  自底向上的MicroBlaze系統設計  310

10.4  定制指令的MicroBlaze系統設計  316

10.4.1  DVI和HDMI顯示選項實現  316

10.4.2  TMDS編碼和解碼  317

10.4.3  HDMI編碼器  322

10.4.4  文本終端和字體設計  323

10.4.5  HDL實現的HDMI編碼器  327

10.4.6  HDMI編碼器的CIP接口  333

10.4.7  HDMI編碼器的綜合結果  338

10.5  深入了解：MicroBlaze指令集架構  338

10.5.1  HDL實現和測試  350

10.5.2  綜合結果和ISA經驗教訓  359

10.6  復習題和練習  360

第11章  ARM Cortex-A9嵌入式微處理器  369

11.1  引言  369

11.2  自頂向下的ARM系統設計  371

11.3  自底向上的ARM系統設計  376

11.4  定制指令的ARM系統設計  381

11.5  深入了解：ARMv7指令集架構  387

11.6  復習題和練習  410

 

——以下內容在線提供——

附錄A  Verilog源代碼和Xilinx Vivado仿真

附錄B  縮寫詞列表

參考文獻