《基于FPGA的SOPC實踐教程》共分8章。第1章為概述，第2章和第3章分別詳細介紹了Quartus Ⅱ 8.0、ModelSim SE 6.0、SOPC軟件的使用方法。并針對每個軟件選擇一個經典的實例引導讀者熟悉使用軟件進行設計的過程；第4章介紹了8個基于FPGA的基礎實驗，引領讀者快速入門；第5章介紹了8個綜合實驗，進一步促使讀者熟練使用FPGA設計數字系統，掌握基本設計技巧；第6章是SOPC系統實驗，循序漸進地講解了8個實例系統的設計，每個系統都是在前一個系統之上加上特殊功能構成一個新系統，這是《基于FPGA的SOPC實踐教程》的一大特點，讀者可全面了解各個模塊在系統設計中所起的作用，從而掌握SOPC系統設計的關鍵技術；第7章介紹了使用Quartus Ⅱ 8.0、ModelSim SE 6.0、Nios Ⅱ 8.0設計過程中的常見錯誤提示和解決方法；第8章是TD-EDA/SOPC綜合實驗平臺和DE2開發板簡介。《基于FPGA的SOPC實踐教程》可作為普通高等院校計算機科學與技術、信息安全、電子信息工程、通信工程、自動化等專業學生的教材，也可供從事FPGA開發的科研人員使用。
基于FPGA（Field Programmable Gate Array）的電子系統設計技術是21世紀電子應用工程師必備的基本技能之一，而基于FPGA的SOPC（System 0nProgrammable Chip）設計技術是當前電子系統設計領域最前沿的技術之一。A1tera公司、Xilinx公司、Lattice公司等全球最重要的FPGA及EDA公司都分別推出SOPC系統解決方案。SOPC設計技術將是2l世紀的技術發展趨勢，是現在高等院校和社會嵌入式培訓班主要的培訓內容和亮點。
本書的SOPC設計具體包括以32位Nios II為核心的嵌入式系統的硬件配置、硬件設計、硬件仿真、軟件設計以及軟件調試等。SOPC系統設計的基本軟件工具包括以下幾方面。
（1）Quartus II：用于完成.Nios II系統的綜合、硬件優化、適配、編程下載及硬件系統調試等；
（2）SOPC Builder：Altera Nios II嵌入式處理器開發軟件包，用于實現NiosII系統的配置、生成；
（3）ModelSim：用于對SOPC生成的Nios H系統的HDL描述進行系統功能仿真；
（4）Nios II IDE：用于進行軟件開發、調試及向目標開發板進行Flash下載。
目前市場上同類的SOPC：書籍比較少，而且清一色地介紹編程語言和基礎原理，對設計技術細節和實際工程案例涉及甚微，與SOPC設計技術現在的蓬勃發展與大量應用不符，本書的出版正可以填補這方面的空白。本書以實用和應用為基本原則，根據作者多年積累的開發經驗，通過講練結合、循序漸進的形式來講解，便于讀者快速入門與提高。
本書從可編程器件+EDA軟件+硬件描述語言+SOPC Builder的現代數字系統的設計方法出發，使讀者在掌握了VHDL或Vetrilog HDL后，進一步學習本書介紹的最新設計軟件Quartus II、SOPC Builder、ModelSim以及Nios II IDE，這對他們今后的設計工作有很大幫助。
本書是作者結合近幾年的實踐教學經驗，針對學生面臨的實際問題，參考了大量設計方面的書籍和技術文獻組織編寫的，在這里向這些資料的作者表示衷心的感謝。本書的實驗內容充分吸納借鑒了西安唐都公司和ALtera公司工程師的經驗和資料，尤其感謝唐都公司的技術人員，他們在實例設計中給予了大量的技術支持，提高了本書的水平和實用價值。
前言
第一部分 FPGA設計軟件及工具入門
第1章 概述
第2章 常用FPGA開發工具
2.1 硬件開發工具Quartus Ⅱ 8.0
2.1.1 Ouartus Ⅱ 8.0簡介
2.1.2 Quartus Ⅱ 8.0設計流程
2.1.3 Quartus Ⅱ設計方法
2.1.4 Quartus Ⅱ功能詳解
2.1.5 時序約束與分析
2.1.6 設計優化
2.1.7 SignalTap Ⅱ
2.1.8 實例講解
2.2 ModelSim開發工具
2.2.1 ModelSim簡介
2.2.2 基本仿真步驟
2.2.3 ModelSim各界面介紹
2.2.4 ModelSim調試功能
2.2.5 實例講解
2.3 本章小結
第3章 SOPC系統設計入門
3.1 SOPC技術簡介
3.1.1 SOPC技術的主要特點
3.1.2 SOPC技術的實現方式
3.1.3 SOPC系統的開發流程
3.2 基于SOPC的Nios Ⅱ處理器設計
3.2.1 SOPC Builder功能
3.2.2 SOPC Builder組成
3.2.3 SOPC Builder組件
3.2.4 SOPC Builder應用實例
3.3 本章小結
第二部分 FPGA實驗
第4章 數字系統基礎實驗設計
4.1 編碼器實驗
4.2 譯碼器實驗
4.3 加法器實驗
4.4 乘法器實驗
4.5 寄存器實驗
4.6 計數器實驗
4.7 分頻器實驗
4.8 存儲器實驗
第5章 數字系統綜合實驗設計
5.1 鍵盤掃描輸入實驗
5.2 掃描數碼顯示器實驗
5.3 點陣顯示實驗
5.4 交通燈控制實驗
5.5 數字鐘實驗
5.6 液晶顯示實驗
5.7 PS/2接口實驗
5.8 VGA顯示實驗
第三部分 基于FPGA的SOPC系統實驗
第6章 SOPC嵌入式系統實驗
6.1 流水燈實驗
6.2 JTAG UART通信實驗
6.3 LCM顯示實驗
6.4 按鍵中斷實驗
6.5 計數顯示實驗
6.6 串口通信實驗
6.7 外部Flash擴展實驗
6.8 添加用戶組件外設實驗
第四部分 常見問題與常用實驗平臺簡介
第7章 常見問題
7.1 Quartus Ⅱ常見問題
7.2 ModelSim常見問題
7.3 Nios Ⅱ常見問題
第8章 FPGA常用綜合實驗平臺
8.1 TD-EDA/SOPC綜合實驗平臺簡介
8.2 DE2開發板簡介
參考文獻
第一部分FPGA設計軟件及工具入門
基于FPGA的SOPC系統設計實驗與實踐教程是計算機科學與技術、信息安全、電子信息工程、通信工程、自動化等專業的學生必修的一門專業基礎課。它要求學生掌握數字邏輯的基本理論、基本分析與設計方法，具備用VHDL（或Veri-logHDL）語言進行數字邏輯設計的能力，為后續專業課程的學習和今后從事數字系統設計工作打下良好基礎。《基于FPGA的SOPC實踐教程》是一門理論與實踐相結合的教程，目的是提高學生對所學內容的感性認識和對知識點的理解，培養學生分析問題、解決問題的能力。
開設基于FPGA的SOPC實踐課程，可以鞏固、加深和拓寬課堂教學的內容；可以幫助學生更好地了解數字系統設計的思想和方法，熟悉數字系統設計自上而下的層次概念及模塊化的設計思路。隨著電子技術的發展，芯片的復雜程度越來越高，用可編程邏輯器件設計出的數字系統電路，具有簡化系統設計、增強系統可靠性及靈活性的優良性能。可編程技術是當前電子工程設計人員設計數字系統時所采用的先進技術手段，體現了現代EDA電子技術的發展動態，有著較強的實際應用價值。為使學生跟上電子技術的發展步伐，我們將先進的基于FPGA的SOPC系統設計技術引人實驗教學，目的就是讓學生在初步掌握數字系統設計思想和方法的同時，能夠在計算機上使用QuartusII8.0進行VHDL（VerilogHDL）語言的編程、編譯，掌握使用專業仿真軟件ModelSimSE6.0對數字系統進行功能和時序仿真，進一步學習使用SOPCBuilder進行嵌入式系統設計。因此實驗就是設計的過程，通過對這些設計軟件平臺和工具的學習與運用，要求學生掌握使用EDA軟件進行數字系統的設計與調試方法；掌握基于VHDL（或verilogHDL）語言的模塊設計方法；最終學會多種數字系統的分析、設計、電路調試及錯誤排查方法。目的是培養學生在整個實驗過程中耐心、細致的科研作風，鼓勵他們勇于開拓創新；培養學生的實踐動手能力和團隊合作精神，以及分析和解決實際問題的能力。
新書資訊