EDA技术与实验

第1章概述

1.1EDA技术的发展

1.1.1EDA技术的基本特征

1.1.2EDA技术的发展

1.2嵌入式系统简介

1.2.1嵌入式系统定义

1.2.2嵌入式系统分类

1.3IP核

1.4SOPC技术

第2章Ahera公司可编程逻辑器件简介

2.1CycloneⅡ器件

2.2CycloneⅢ器件

2.3StratixⅢ器件

第3章QuartusⅡ

3.1QuartusⅡ软件介绍

3.1.1QuartusⅡ的主要功能

3.1.2QuartusⅡ的设计流程

3.2DE2介绍

3.2.1DE2开发平台

3.2.2DE2控制面板

3.3应用实例一：4位加法器

3.4应用实例二：正弦信号发生器

3.4.1顶层VHDL文件设计

3.4.2正弦信号数据ROM定制

3.5应用实例三：VGA显示及SRAM读写实例

第4章Verilog语言

4.1Verilog概述

4.1.1VerilogHDL简介

4.1.2VerilogHDL语言的特点

4.1.3VerilogHDL的描述风格

4.2VerilogHDL结构

4.3运算符

4.4数据选择器

4.5编码器和译码器

4.6数字相关器

4.7计数器

4.8状态机

第5章HDL编码指南

5.1概述

5.2基本编码方法

5.3可移植性编码

5.4时钟和Reset信号设计指南

5.5可综合性编码

5.6可综合划分

第6章DSP硬件算法实现

6.1数字滤波算法FPGA实现

6.1.1FIR滤波器

6.1.2IIR滤波器

6.1.3FIR及IIR数字滤波器实现

6.2FFT和DCT变换

6.2.1FFl算法

6.2.2DCT变换的FPGA实现

6.3双模式CORDIC算法的FPGA实现

6.3.1CORDIC算法简介

6.3.2CORDIC算法原理

6.3.3CORDIC算法的FPGA实现

6.3.4仿真结果与分析

6.4全数字锁相环（DPLL）FPGA实现

6.4.1数字锁相环简介

6.4.2数字锁相环原理

6.4.3数字锁相环的实现

6.5CRC校验

6.5.1CRC校验码原理

6.5.2CRC校验码编码

6.5.3CRC校验码的Verilgo实现

第7章基于NiosⅡ的SOPC系统

7.1SOPC简介

7.2NiosⅡ嵌入式软核处理器

7.2.1NiosⅡ处理器特性

7.2.2可配置软核处理器

7.3NiosⅡ处理器架构

7.3.1寄存器文件

7.3.2ALU算术逻辑单元

7.3.3异常控制器和中断控制器

7.3.4存储器和I/O组织

7.4Avalon存储器映射桥接器

第8章NiosⅡ系统设计实验

8.1NiosⅡ系统设计所需要的开发工具

8.2开发平台及工具简要介绍

8.3设计实例一：点亮7段LED数码管

8.4设计实例二：自定义PWM组件设计

第9章FPGA工程应用实例

9.1数据采集与滤波系统

9.2电机控制器模块设计

9.2.1SPWM技术

9.2.2SPWM技术的FPGA实现

9.2.3数字PID控制模块设计

9.3DDS设计计

9.3.1DDS技术原理

9.3.2DS模块的1WGA实现

9.4图像处理算法设计

9.4.1数字图像采集FPGA实现

9.4.23×3中值滤波算法的FPGA实现

9.4.3简单图像增强算法的FPGA实现

9.5ModelSim仿真实验：三角波发生器

附录

附录1GW48教学实验系统简介

附录2DE2实验板引脚对照表

附录3Xinlinx公司FPGA器件配置电路

附录4Altera公司FPGA配置电路原理图

参考文献

　　本书为普通高等教育“十一五”国家级规划教材。全书共分9章，主要介绍了QuartusⅡ、Verilog语言、HDL编码指南、DSP硬件算法实现、基于NiosⅡ的SOPC系统、NiosⅡ系统设计实验、FPGA工程应用实例等内容。本书总结了近几年FPGA开发设计的经验，力求给出FPGA设计的一些较高级设计技巧和实用的设计方法，使设计人员和学生在科研开发、毕业设计及电子竞赛中获得启发和帮助。　　本书共分9章，分别介绍了Ahera公司迄今为止最新器件的结构、Ahera公司没计套件QuartusⅡ7.0和基于NiosⅡ的SOPC系统构建方法，给出了基于台湾友晶公司DE2和康芯公司GW48实验板的设计实例。第4章从实例人手，介绍了Verilog语言常用的命令及语法结构。第5章给出了HDL编码优化方法和编码规范。第6章的DSP硬件实现算法和第9章的FPGA工程应用实例来源于作者及所在的课题组多年来的工程实际开发项目。　　本书总结了近几年FPGA开发设计的经验，力求给出FPGA设计的一些较高级设计技巧和实用的设计方法，使设计人员和学生在科研开发、毕业设计及电子竞赛中获得启发和帮助。【作者简介】　　杨春玲，女，1965年2月生人，1982年获哈尔滨工业大学卡古密机械仪器专业工学学士学位，1989年获哈尔滨工业大学精密机械仪器学科工学硕士学位，2004年获哈尔滨工业火学仪器科学与技术学科工学博士学位，2006年完成了哈尔滨工程大学控制科学与控制工程学科博士后流动站工作：2007年(日本)佐贺入学高级访问学者，现任哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院教授、博士生导师，电子学教研室副主任，电子技术自动化课程负责人；东北高校EDA/SOPC技术研究会理事长，东北高校电子技术研究会理事，IEEE会员，黑龙江省仪器仪表学会理事；IEEETransactionsOnInstrumentationandMeasurement及中国物理快报(英文版)特邀审稿人。