本書基本上以語(yǔ)言為基礎(chǔ)，循序漸進(jìn)設(shè)計(jì)數(shù)字電路，并最終完成復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)，最終通過(guò)本書的學(xué)習(xí)可以獨(dú)立進(jìn)行FPGA設(shè)計(jì)，完成數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)。書中講解項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，任務(wù)明確、條理清晰、結(jié)構(gòu)規(guī)范、系統(tǒng)性強(qiáng)，并對(duì)硬件電路的進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)行仿真驗(yàn)證，鍛煉了硬件電路設(shè)計(jì)技巧，注重工程實(shí)踐和實(shí)際應(yīng)用，對(duì)初學(xué)者來(lái)說(shuō)是一本很好的學(xué)習(xí)教材，對(duì)工程技術(shù)人員又是一本很好的參考資料。
趙科，2006-至今，大連交通大學(xué)任教，主要負(fù)責(zé)《電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）》方向的教研工作，2014年主持校內(nèi)教改項(xiàng)目《電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）》課程評(píng)價(jià)與考核改革專項(xiàng)；2015年獲大連交通大學(xué)第九屆青年教師教學(xué)評(píng)比優(yōu)秀獎(jiǎng)。
目 錄
第一部分 基礎(chǔ)篇
第1章 硬件開發(fā)平臺(tái)及集成開發(fā)平臺(tái) 2
1.1 FPGA原理及介紹 2
1.1.1 FPGA結(jié)構(gòu)及原理 2
1.1.2 FPGA芯片介紹 7
1.2 硬件開發(fā)平臺(tái) 10
1.2.1 硬件平臺(tái)介紹 10
1.2.2 硬件接口電路 11
1.2.3 開發(fā)板引腳定義 14
1.3 集成開發(fā)環(huán)境Vivado 17
1.3.1 Vivado套件介紹 18
1.3.2 Vivado開發(fā)流程 18
1.3.3 生成和下載PROM文件 35
第2章 Verilog HDL語(yǔ)言基礎(chǔ) 37
2.1 模塊結(jié)構(gòu) 37
2.1.1 硬件描述語(yǔ)言簡(jiǎn)介 37
2.1.2 Verilog 基本模塊結(jié)構(gòu) 38
2.2 基本語(yǔ)法 39
2.2.1 基本語(yǔ)法規(guī)則 39
2.2.2 常量及其表示 41
2.2.3 變量及其數(shù)據(jù)類型 44
2.2.4 表達(dá)式 48
2.2.5 運(yùn)算符及其優(yōu)先級(jí) 48
2.3 描述方式 52
2.3.1 結(jié)構(gòu)化描述 52
2.3.2 數(shù)據(jù)流描述 54
2.3.3 行為描述 56
2.3.4 描述形式與電路建模 69
2.4 邏輯仿真 70
2.4.1 Testbench簡(jiǎn)介 70
2.4.2 激勵(lì)信號(hào) 70
2.4.3 系統(tǒng)自定義函數(shù)和任務(wù) 75
第二部分 入門篇
第3章 組合邏輯電路設(shè)計(jì) 86
3.1 編碼器 86
3.1.1 普通編碼器 86
3.1.2 優(yōu)先編碼器 87
3.2 譯碼器 91
3.2.1 二進(jìn)制譯碼器 92
3.2.2 顯示譯碼器 93
3.3 數(shù)據(jù)選擇器 94
3.3.1 二選一數(shù)據(jù)選擇器 94
3.3.2 四選一數(shù)據(jù)選擇器 95
3.4 數(shù)據(jù)分配器 97
3.5 數(shù)值比較器 98
3.6 加法器 99
3.7 算術(shù)邏輯單元 100
第4章 時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì) 103
4.1 時(shí)序邏輯電路建模基礎(chǔ) 103
4.2 鎖存器和觸發(fā)器建模 103
4.2.1 8位D鎖存器 104
4.2.2 D觸發(fā)器 105
4.2.3 異步置位和復(fù)位D觸發(fā)器 106
4.2.4 同步置位和復(fù)位D觸發(fā)器 108
4.2.5 異步復(fù)位和置位JK觸發(fā)器 109
4.2.6 阻塞賦值和非阻塞賦值 111
4.3 寄存器建模 113
4.3.1 普通寄存器 113
4.3.2 移位寄存器 114
4.4 計(jì)數(shù)器建模 115
4.4.1 同步四位二進(jìn)制加計(jì)數(shù)器 115
4.4.2 異步4位二進(jìn)制加計(jì)數(shù)器 117
4.4.3 非二進(jìn)制加計(jì)數(shù)器 119
4.4.4 分頻器 120
第三部分 提高篇
第5章 時(shí)序狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì) 123
5.1 有限狀態(tài)機(jī) 123
5.2 狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例 124
第6章 原理圖設(shè)計(jì)及IP調(diào)用 132
6.1 原理圖設(shè)計(jì) 132
6.2 IP調(diào)用 132
6.2.1 創(chuàng)建新封裝IP的設(shè)計(jì)工程 132
6.2.2 添加新封裝IP的設(shè)計(jì)源文件 133
6.2.3 定制封裝IP 134
6.2.4 調(diào)用用戶封裝IP 136
6.2.5 系統(tǒng)行為級(jí)仿真 138
6.2.6 系統(tǒng)驗(yàn)證 139
第7章 常用接口電路設(shè)計(jì) 141
7.1 LED顯示控制 141
7.2 數(shù)碼管顯示控制 144
7.3 按鍵控制 153
7.4 脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路 157
7.5 序列檢測(cè)器 158
第四部分 應(yīng)用篇
第8章 復(fù)雜數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計(jì) 162
8.1 簡(jiǎn)易數(shù)字鐘設(shè)計(jì) 162
8.2 簡(jiǎn)易萬(wàn)年歷設(shè)計(jì) 165
8.3 交通燈控制器設(shè)計(jì) 172
8.4 頻率計(jì)設(shè)計(jì) 176
8.5 密碼鎖設(shè)計(jì) 182
8.6 搶答器設(shè)計(jì) 189
8.7 簡(jiǎn)易信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì) 193
8.8 數(shù)字電壓表設(shè)計(jì) 205
8.9 溫濕度測(cè)量電路設(shè)計(jì) 214
第9章 實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì) 223
9.1 含有異步清零、同步使能的十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì) 223
9.2 雙向移位寄存器設(shè)計(jì) 224
9.3 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示電路設(shè)計(jì) 224
9.4 鍵盤顯示電路設(shè)計(jì) 225
9.5 電子日歷和電子時(shí)鐘設(shè)計(jì) 226
9.6 反應(yīng)測(cè)量?jī)x設(shè)計(jì) 227
9.7 出租車模擬計(jì)價(jià)器設(shè)計(jì) 228
9.8 具有4種信號(hào)燈的交通燈控制器設(shè)計(jì) 229
9.9 拔河游戲機(jī)設(shè)計(jì) 230
參考文獻(xiàn) 232
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