FPGA应用技术及实践

第1章 EDA技术概述

1.1 EDA技术及其发展

1.1.1 EDA技术的含义

1.1.2 EDA技术的发展历程

1.2 EDA技术的主要内容

1.2.1 自顶向下的设计方法

1.2.2 ASIC设计

1.2.3 硬件描述语言

1.2.4 主要PLD厂商概述

1.3 常用的EDA工具

1.3.1 设计输入编辑器

1.3.2 HDL综合器

1.3.3 仿真器

1.3.4 适配器

1.3.5 下栽器

1.4 EDA设计流程

1.4.1 设计输入

1.4.2 综合

1.4.3 适配

1.4.4 时序仿真与功能仿真

1.4.5 编程下载

1.4.6 硬件测试

1.5 EDA技术的发展趋势

1.6 EDA技术的应用

1.6.1 EDA技术的应用形式

1.6.2 EDA技术的应用场合

本章小结

思考与练习

第2章 可编程逻辑器件及FPGA开发简介

2.1 可编程逻辑器件基础

2.1.1 可编程逻辑器件简介

2.1.2 可编程逻辑器件的发展历史

2.1.3 可编程逻辑器件的基本结构

2.1.4 可编程逻辑器件的分类

2.2 CPLD的基本结构及特点

2.3 FPGA的基本结构及特点

2.4 FPGA和CPLD的开发应用选择

2.4.1 FPGA和CPLD的性能比较

2.4.2 FPGA和CPLD的开发应用选择

2.5 Xilinx新型系列器件简介

2.5.1 Spartan系列

2.5.2 ViIrex系列

本章小结

思考与练习

第3章 基于ISE的开发环境使用指南

3.1 ISE介绍与安装

3.1.1 ISE软件介绍

3.1.2 ISE软件的安装

3.1.3 ISE软件的基本操作

3.2 ISE的工程建立与设计输入

3.2.1 ISE的工程建立

3.2.2 基于ISE的HDL代码输入

3.2.3 基于ISE代码模板的使用

3.2.4 基于ISE的原理图输入法

3.2.5 基于ISE的IP Core的使用

3.3 基于ISE的仿真

3.4 基于ISE的综合与实现

3.4.1 基于Xilinx XST的综合

3.4.2 基于ISE的实现

3.5 FPGA配置与编程

3.5.1 Xilinx FPGA配置电路综述

3.5.2 iMPACT的基本操作

3.5.3 使用iMPACT创建配置文件

3.6 约束文件的编写

3.6.1 约束文件的定义

3.6.2 UCF文件的语法说明

3.6.3 ISE中UCF的编写

3.7 集成化逻辑分析仪

3.7.1 Chipscope Pro——集成化逻辑分析工具简介

3.7.2 Chipscope Pro的使用流程

3.7.3 Chipscope Pro Inserter的操作和使用

3.7.4 Chipscope Pro Analyzer使用流程

本章小结一

思考与练习

第4章 第三方工具介绍

4.1 Modelsim SE 6.2软件的使用

4.1.1 Modelsim SE 6.2软件的安装

4.1.2 利用Modelsim SE 6.2进行功能仿真

4.1.3 利用Modelsim SE 6.2进行时序仿真

4.2 Synplify：Pro软件的使用

4.2.1 Synplify Pro 9.0.1软件的安装

4.2.2 Synplify Pro 9.0.1软件的使用

本章小结

思考与练习

第5章 简单数字逻辑电路的设计

5.1 基于Xilinx FPGA的组合逻辑电路设计

5.1.1 基本逻辑门电路设计

5.1.2 编码器设计

5.1.3 译码器设计

5.1.4 数值比较器设计

5.1.5 数据选择器设计

5.1.6 总线缓冲器设计

5.2 时序逻辑电路设计

5.2.1 时钟信号和复位信号

5.2.2 触发器设计

5.2.3 移位寄存器

5.2.4 计数器设计

5.3 存储器设计

5.3.1 只读存储器ROM

5.3.2 随机存储器RAM

5.3.3 FIFO的设计

5.4 有限状态机的设计

5.4.1 有限状态机原理

5.4.2 有限状态机分类

5.4.3 有限状态机设计

本章小结

思考与练习

第6章 EDA技术综合设计应用

6.1 数字时钟的设计及实现

6.1.1 数字时钟的功能要求

6.1.2 数字时钟的Verilog HDL描述

6.1.3 设计实现及验证

6.2 多功能信号发生器的设计及实现

6.2.1 功能要求

6.2.2 模块设计

6.2.3 设计实现及验证

6.3 序列检测器的设计及实现

6.3.1 功能要求和结构

6.3.2 序列检测器的Verilog HDL描述

6.3.3 序列检测器仿真验证

6.4 交通灯信号控制器的设计及实现

6.4.1 功能要求

6.4.2 模块设计

6.4.3 设计实现及验证

6.5 通用异步接收发送器的设计及实现

6.5.1 UART设计原理

6.5.2 接收模块设计

6.5.3 接收模块设计

6.6 AD实验

6.6.1 功能.要求

6.6.2 模块设计

6.6.3 设计实现及验证

6.7 VGA显示实验

6.7.1 VGA显示原理

6.7.2 VGA控制器的设计

6.7.3 设计实现及验证

6.8 PS／2实验

6.8.1 PS／2通信协议

6.8.2 PS／2控制器的设计

6.9 LCD显示字符实训

6.9.1 功能要求

6.9.2 模块设计

6.9.3 设计实现及验证

6.10 步进电动机实验

6.10.1 功能要求

6.10.2 模块设计

6.10.3 设计实现及验证

本章小结

思考与练习

第7章 基于FPGA的嵌入式系统开发

7.1 可编程嵌入式系统介绍

7.1.1 基于FPCA的嵌入式系统

7.1.2 Xilinx公司的嵌入式解决方案

7.2 EDK简介

7.2.1 EDK的介绍

7.2.2 EDK设计的实现流程

7.2.3 EDK的文件管理架构

7.3 XPS软件基本操作

7.3.1 利用BSB创建新工程

7.3.2 XPS的用户界面

7.4 XPS软件的高级操作

7.4.1 XPS的软件输入

7.4.2 XPS工程的实现和下载

7.5 EDK开发实例

7.5.1 DDR SDRAM控制器的工作原理

7.5.2 DDR SDRAM控制器的基本要求

7.5.3 DDR SDRAM控制器的EDK实现

本章小结

思考与练习

参考文献

EDA是当今世界上最先进的电子电路设计技术，其重要作用逐步被我国的产业界、科技界和教育界认可。

《FPGA应用技术及实践》由刘睿强主编，共7章，第1章EDA技术概述，主要讲EDA的含义，常用的EDA工具及EDA设计流程、发展趋势及应用。第2章可编程逻辑器件及FPGA开发简介，主要讲可编程逻辑器件的含义、发展历程及其基本结构，CPLD和FPGA的基本结构、特点及开发应用的不同，Xilinx新型系列器件。第3章基于ISE的开发环境使用指南，主要讲基于ISE的FPGA开发流程，ISE 11．1设计输入、综合、实现及下载等基本操作方法，ISE 11．1的在线逻辑分析仪的使用。第4章第三方工具介绍，主要讲Modelsim和Synplify Pro的安装过程，利用Modelsim进行功能和时序仿真的流程。利用Synplify Pro进行综合的流程。第5章简单数字逻辑电路的设计，主要讲基于Xilinx FPGA的简单数字逻辑电路设计，基于Isim的数字逻辑电路仿真。第6章EDA技术综合设计应用，主要讲基于XilinxFPGA的复杂数字逻辑电路的设计方法，数字逻辑电路的仿真方法。第7章基于FPGA的嵌入式系统开发，主要讲基于FPGA的可编程嵌入式系统开发，EDK嵌入式设计流程，EDK嵌入式设计的操作方法。

《FPGA应用技术及实践》在编写过程中邀请相关企业一线工程师参与编写工作，突出实用性、针对性，本书可作为高等院校工科电子信息类、通信类、自动化类专业师生及相关工程技术人员、FPGA／CPLD初学者的参考用书。