內容大鋼
本書旨在為讀者提供一個全面而深入的現場可編程門陣列（FPGA）技術指南，不僅涵蓋了FPGA的基本原理、發展歷程及其在現代電子系統設計中的重要性，還詳細探討了其在多個前沿領域的實際應用，如數字信號處理、嵌入式系統設計、網路通信和人工智慧等。
書中首先介紹了可編程邏輯器件的基礎知識，包括FPGA的發展歷程、特點及其與CPLD和ASIC的比較，幫助讀者理解FPGA在整個電子設計自動化領域的重要地位。接著，深入講解了VerilogHDL語言的基礎及高級特性，通過豐富的實例展示了如何使用Verilog進行FPGA設計。第3、4章重點講述了FPGA集成開發環境的使用方法，從安裝、工程創建再到具體的設計流程，提供了詳盡的操作指導。本書特彆強調了實際應用的重要性，通過大量的實驗案例，從基礎設計到複雜系統實現，逐步引導讀者掌握FPGA設計的核心技能。
本書不僅是高校電子信息類相關專業師生的教學參考書，也是從事FPGA設計工作的工程師們不可或缺的技術手冊。通過對本書的學習，讀者不僅能掌握FPGA的基本理論知識，還能提升解決實際問題的能力，在FPGA的世界里探索、成長和進步。希望每位讀者都能從中獲得寶貴的知識和無盡的樂趣。
目錄
第1章 可編程邏輯器件概述
1.1 可編程邏輯器件簡介
1.1.1 可編程邏輯器件的發展歷程
1.1.2 可編程邏輯器件的特性要求
1.1.3 可編程邏輯器件的應用領域
1.2 FPGA簡介
1.2.1 FPGA的基本概念
1.2.2 FPGA的特點與應用
1.2.3 FPGA器件介紹
1.2.4 FPGA的器件選型
1.2.5 FPGA的基本開發流程
1.2.6 FPGA的發展趨勢及意義
1.3 FPGA與CPLD
1.3.1 FPGA的原理與基本結構
1.3.2 CPLD的原理與基本結構
1.3.3 FPGA與CPLD的比較
1.4 FPGA與ASIC
1.4.1 ASIC簡介
1.4.2 FPGA與ASIC的特點及選擇
習題
第2章 Verilog HDL概述
2.1 Verilog HDL簡介
2.1.1 Verilog HDL的產生與發展
2.1.2 Verilog HDL的抽象級別
2.1.3 Verilog HDL的特點
2.2 數據類型及運算符
2.2.1 常量
2.2.2 變數
2.2.3 運算符及優先順序
2.3 模塊結構及描述方式
2.3.1 模塊結構
2.3.2 描述方式
2.4 邏輯控制語句
2.4.1 條件語句（if-else語句）
2.4.2 條件語句（case語句）
2.4.3 循環語句
2.5 系統任務及函數
2.5.1 系統任務
2.5.2 函數
2.5.3 常用的系統任務及函數
2.6 模擬文件撰寫語法
2.6.1 模擬文件的基本結構
2.6.2 初始化過程
2.6.3 測試向量生成
2.6.4 波形輸出
2.6.5 模擬結果分析
2.7 Verilog HDL設計實例
2.7.1 簡要語法總結
2.7.2 設計實例
習題
第3章 Vivado集成開發環境
3.1 Vivado簡介
3.1.1 Vivado安裝及新建工程
3.1.2 用戶界面介紹
3.1.3 工程創建
3.1.4 實例講解
3.1.5 Vivado的功能特性
3.1.6 Vivado的五大特徵
3.1.7 Vivado的兩種工作模式
3.2 Vivado的設計
3.2.1 Vivado下的FPGA設計流程
3.2.2 Vivado系統級設計流程
3.3 Vivado設計套件
3.3.1 單一共享可擴展的數學模型
3.3.2 標準化XDC約束文件（SDC）
3.4 Vivado的調試過程
3.4.1 設計調試原理和方法
3.4.2 創建新的FIFO調試工程
習題
第4章 Quartus Prime開發工具
4.1 軟體介紹
4.1.1 軟體安裝
4.1.2 ModelSim的安裝
4.1.3 用戶界面
4.1.4 軟體的工具與功能
4.2 設計流程
4.2.1 電路設計
4.2.2 綜合
4.2.3 布局布線
4.2.4 模擬
4.2.5 ModelSim模擬
4.2.6 配置與下載
4.3 可支持擴展的EDA工具
習題
第5章 常用IP核
5.1 ROM
5.1.1 ROM IP核特徵
5.1.2 DPROM
5.1.3 SPROM
5.1.4 ROM IP核在Vivado中的實現
5.2 MMCM
5.2.1 MMCM IP 特徵
5.2.2 MMCM模塊輸入/輸出信號
5.2.3 相比于PLL的優勢
5.2.4 MMCM IP核在Vivado中的實現
5.3 FFT
5.3.1 FFT IP 核特徵
5.3.2 FFT 變體
5.3.3 變數串流
5.3.4 FFT處理器引擎
5.3.5 FFT IP核在Quartus中的實現
5.4 UART
5.4.1 UART IP核的特徵
5.4.2 介面和寄存器
5.4.3 發射器與接收器邏輯
5.4.4 波特率
5.4.5 數據位，停止位，奇偶校驗
5.4.6 UART IP核在Quartus中的實現
習題
第6章 FPGA實驗與應用實例
6.1 分路器
6.1.1 模塊簡介
6.1.2 模塊代碼
6.1.3 模擬測試
6.2 加法器
6.2.1 模塊簡介
6.2.2 模塊代碼
6.2.3 模擬測試
6.3 數字濾波器
6.3.1 模塊簡介
6.3.2 模塊代碼
6.3.3 模擬測試
6.4 有限狀態機
6.4.1 模塊簡介
6.4.2 模塊代碼
6.4.3 模擬測試
6.5 PWM發生器
6.5.1 模塊簡介
6.5.2 模塊代碼
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