深入理解Altera FPGA应用设计

第1章好好准备你的FPGA设计18.1如何设计应用Altera的FIFO2178.1.1教你如何设计自己的同步FIFO218

第1章好好准备你的FPGA设计11.1FPGA设计要求“软硬兼施”吗11.2如何选择一个合适的FPGA31.3教你如何从顶层规划你的设计71.4进行早期功耗估算避免FPGA动力不足91.4.1早期功耗估算91.4.2精确功耗估算131.5规划并选择片内调试工具161.6小结17第2章快速建立你的第一个FPGA工程182.1FPGA设计基本流程182.2手把手教你用QuartusII建立FPGA工程202.3教你如何利用脚本创建工程242.3.1Quartus II各个设计流程对应的脚本命令242.3.2Quartus II TCL包（Package）252.3.3执行与QuartusII有关脚本的入口262.3.4利用脚本创建工程272.4利用脚本约束你的工程282.5利用脚本自动化完成FPGA设计292.6实例分析312.7小结37第3章采用Altera的建议进行FPGA设计383.1利用QuartusII模板开始逻辑设计383.2同步FPGA设计方法及指导393.2.1同步设计的基本原则393.2.2异步设计的危害403.3使用Altera的宏函数413.4在FPGA中实现除法功能413.4.1二进制快速除法413.4.2使用Altera除法函数433.5Altera推荐的代码风格453.6在代码中使用寄存器而不是锁存器533.6.1锁存器电路结构533.6.2逻辑设计中哪些情况会产生锁存器543.6.3锁存器分析实例563.7使用Altera“原语”模块593.7.1如何让设计中的LCELL不被软件优化603.7.2进位链以及如何应用在自己的设计中623.8小结65第4章使用ModelSim进行仿真664.1ModelSim仿真工具介绍664.2使用ModelSim软件进行仿真684.2.1仿真基础——利用GUI完成仿真684.2.2通过创建仿真工程来设计仿真724.3为ModelSim独立版本提取Altera仿真库754.3.1提取Altera仿真库的步骤754.3.2仿真Altera器件到底需要提取哪些库774.4教你如何用脚本完成ModelSim的自动化仿真流程814.5ModelSim使用问题实例824.6教你如何写TestBench864.7实例练习884.7.1练习前准备884.7.2GUI方式仿真实例914.7.2自动化创建工程仿真实例924.8小结93第5章教你如何用TiemeQuest来分析你的设计945.110分钟学会使用TimeQuest945.1.1时序分析的基本概念945.1.2教你使用TimeQuest955.2时序分析的基础985.3了解什么是时序约束1045.3.1时钟约束1045.3.2I/O约束1055.4约束例外1115.4.1多周期路径约束1115.4.2假路径约束1145.5TimeQuest使用实例1165.6小结124第6章对你的FPGA设计进行优化1256.1增量编译使设计加速1256.1.1什么是增量编译1256.1.2认识什么是逻辑锁1286.1.3开始使用增量编译1326.2选择使用合适的设置和约束来优化设计1446.2.1优化之前1456.2.2时序优化1466.2.3面积优化1516.3小结152第7章对你的FPGA设计进行调试和测试1537.1SignalTap II1537.1.1教你快速认识SignalTapII 调试模块1537.1.2教你快速创建第一个SignalTapII 调试模块并调试1547.1.3教你使用SignalTapII高级功能——StorageQualification1617.1.4教你使用SignalTapII高级功能——PowerupTrigger1657.2FPGA测试利器VirtualJTAG1687.2.1你所要了解的JTAG1687.2.2告诉你什么是VirtualJTAG1727.2.3教你如何在设计中使用VirtualJTAG Interface （VJI）1757.2.4教你用脚本创建自己的GUI虚拟JTAG测试平台1807.2.5单个JTAG连接多条电缆、多FPGA在虚拟JTAG中的应用1857.3工程更改管理（ECO）1877.3.1ECO及其基本操作流程1877.3.2ECO那些事儿之属性编辑器1897.3.3ECO那些事儿之LE与ALM1947.3.4ECO那些事儿之ALM的DATAF端口2007.4对你的FPGA进行正确配置2047.5小结216第8章设计实例应用分析2178.1如何设计应用Altera的FIFO2178.1.1教你如何设计自己的同步FIFO2188.1.2教你如何使用Altera的同步FIFO2228.1.3教你如何使用Altera的异步FIFO2278.2教你如何向他人转移设计时保护自己的知识产权2288.2.1FPGA安全性设计——Altera方案2298.2.2如何加密转移自己的设计2338.3FPGA外挂接口之SDRAM2358.3.1SDRAM芯片2358.3.2SDRAM控制器逻辑设计2398.4高速串行接口设计没有看上去那么难2598.4.1GXB模块介绍2598.4.2GXB应用实例2658.5教你如何在FPGA中设计TDC2728.5.1告诉你到底什么是TDC2738.5.2基于FPGA的TDC那些事儿之3大难题2778.5.3基于FPGA的TDC那些事儿之设计资源LAB2808.5.4基于FPGA的TDC那些事儿之粗细时间2858.5.5基于FPGA的TDC那些事儿之自动校准及测量精度2928.6利用FPGATDC测量PLL核抖动实例2958.7小结300第9章Altera FPGA高级设计技巧3019.1器件结构对代码风格的影响3019.2基本逻辑结构分析3029.3可采用的设计技巧3099.4专有资源利用以及优化关键路径3189.5使用QuartusII的物理综合对设计进行优化3199.5.1针对性能的物理综合优化选项3239.5.2布线的物理综合优化3259.6了解什么是寄存器打包3259.7探索设计的高级手段——DSE3329.8小结336参考文献337

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本书结合作者多年工作实践，以开发流程为主线，通过大量实例详细介绍了FPGA开发、调试方面的一些基本方法和独特技巧；提出了一种“自动化”开发设计的理念，即通过批处理加脚本的方式自动完成FPGA设计工程的建立、编译和转移，以及在使用ModelSim设计仿真时，一键式完成整个仿真流程的方法。对于FPGA设计调试和测试方面，则详细介绍了SignalTap II的使用，并重点介绍了Virtual JTAG（虚拟JTAG）。 本书可作为高等院校通信工程、电子工程、计算机、微电子等专业有一定FPGA开发基础的学生的参考用书，也可作为硬件工程师、FPGA工程师的工具书。