本書以Xilinx公司 7系列FPGA、UltraScale/UltraScale+和Versal ACAP內部架構為基礎，介紹了與之匹配的RTL代碼風格（采用SytemVerilog語言）和基于Vivado的設計分析方法。全書共10章內容，包括了時鐘網絡、組合邏輯、觸發器、移位寄存器、存儲器、乘加運算單元和狀態機的代碼風格和優化方法，也包含扇出和布線擁塞的優化方法。本書可供電子工程領域內的本科高年級學生和研究生學習參考，也可供FPGA工程師和自學者參考使用。
高亞軍，FPGA 技術分享者、設計優化和時序收斂專家、Vivado 工具使用專家、數字信號處理專家，現任Xilinx 資深戰略應用工程師。多年來一直使用Xilinx FPGA 實現數字信號處理算法，對Xilinx FPGA 器件架構、開發工具Vivado、Vitis HLS 和Vitis ModelComposer 及設計理念有深厚的理論基礎和實戰經驗。主要著作：2011 年出版《基于FPGA 的數字信號處理》 ；2012 年發布網絡視頻課程《Vivado 入門與提高》 ；2015 年出版《基于FPGA 的數字信號處理（第2 版）》 ；2016 年出版《Vivado 從此開始（基礎篇）》 ；2016 年發布網絡視頻課程《跟Xilinx SAE 學HLS》 ；2020 年出版《Vivado 從此開始（進階篇）》 ；2021 年出版《Vivado/Tcl 零基礎入門與案例實戰》 。2018 年創建FPGA 技術分享公眾號“FPGA 技術驛站”。每周更新一篇原創文章，累計發表原創文章380 余篇，獲得大量粉絲的認可和稱贊。
第1 章 FPGA 技術分析/ 1
1.1 芯片架構的演變 / 1
1.2 設計方法的演變 / 15
1.3 面臨的挑戰 / 20
1.4 四大基本原則 / 23
1.5 性能指標 / 29
1.6 思考空間 / 31
第2 章 優化時鐘網絡/33
2.1 時鐘資源 / 33
2.2 時鐘偏移 / 55
2.3 時鐘抖動 / 68
2.4 安全的時鐘啟動方式 / 75
2.5 時鐘規劃 / 79
2.6 創建輸出時鐘 / 84
2.7 思考空間 / 84
第3 章 優化組合邏輯/86
3.1 組合邏輯資源 / 86
3.2 譯碼器代碼風格 / 87
3.3 編碼器代碼風格 / 94
3.4 多路復用器代碼風格 / 103
3.5 多路解復用器代碼風格 / 116
3.6 比較器代碼風格 / 118
3.7 移位器代碼風格 / 130
3.8 加法器代碼風格 / 135
3.9 奇偶校驗電路代碼風格 / 163
3.10 二進制碼與格雷碼互轉電路代碼風格 / 165
3.11 避免組合邏輯環路 / 168
3.12 慎用full_case 和parallel_case / 169
3.13 思考空間 / 175
第4 章 優化觸發器/ 176
4.1 觸發器資源 / 176
4.2 建立時間和保持時間 / 183
4.3 亞穩態 / 185
4.4 控制集 / 188
4.5 復位信號的代碼風格 / 194
4.6 同步邊沿檢測電路代碼風格 / 204
4.7 串并互轉電路代碼風格 / 206
4.8 避免意外生成的鎖存器 / 211
4.9 思考空間 / 216
第5 章 優化移位寄存器/ / 218
5.1 移位寄存器資源 / 218
5.2 移位寄存器的代碼風格 / 222
5.3 移位寄存器的應用場景 / 234
5.4 管理時序路徑上的移位寄存器 / 236
5.5 思考空間 / 240
第6 章 優化存儲器/ 242
6.1 存儲器資源 / 242
6.2 單端口RAM 代碼風格 / 255
6.3 簡單雙端口RAM 代碼風格 / 269
6.4 真雙端口RAM 代碼風格 / 277
6.5 RAM 的初始化與ROM 代碼風格 / 284
6.6 同步FIFO 代碼風格 / 289
6.7 異步FIFO 代碼風格 / 302
6.8 平衡Block RAM 的功耗與性能 / 310
6.9 異構RAM / 312
6.10 以IP 方式使用RAM 和FIFO / 312
6.11 以XPM 方式使用RAM 和FIFO / 319
6.12 管理時序路徑上的Block RAM 和UltraRAM / 322
6.13 思考空間 / 328
第7 章 優化乘加運算單元/ / 330
7.1 乘加器資源 / 330
7.2 以乘法為核心運算的代碼風格 / 337
7.3 復數乘法運算代碼風格 / 363
7.4 向量內積代碼風格 / 377
7.5 以加法為核心運算的電路結構 / 379
7.6 管理時序路徑上的乘加器 / 384
7.7 思考空間 / 385
第8 章 優化狀態機/ 386
8.1 基本概念 / 386
8.2 狀態機代碼風格 / 388
8.3 狀態編碼方式 / 409
8.4 基于ROM 的控制器 / 413
8.5 思考空間 / 414
第９章 優化扇出/ 416
9.1 生成扇出報告 / 416
9.2 利用設計流程降低扇出 / 418
9.3 利用約束降低扇出 / 420
9.4 從代碼層面降低扇出 / 424
9.5 改善扇出的正確流程 / 424
9.6 思考空間 / 425
第10 章 優化布線擁塞/ 426
10.1 布線擁塞的三種類型 / 426
10.2 利用設計流程改善布線擁塞 / 428
10.3 利用約束緩解布線擁塞 / 430
10.4 從代碼層面降低布線擁塞程度 / 431
10.5 緩解布線擁塞的正確流程 / 431
10.6 思考空間 / 432
新書資訊