Xilinx FPGA數字設計:從門級到行為級雙重HDL描述(立體化教程)

Xilinx FPGA數字設計:從門級到行為級雙重HDL描述(立體化教程) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

何賓 著
圖書標籤:
  • FPGA
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齣版社: 清華大學齣版社
ISBN:9787302366706
版次:1
商品編碼:11586846
品牌:清華大學
包裝:平裝
開本:16開
齣版時間:2014-10-01
用紙:膠版紙

具體描述

編輯推薦

  知識融閤:將數字邏輯(電路)的基礎理論和Xilinx新的可編程邏輯設計技術進行係統化融閤。書中內容涵蓋瞭目前數字設計中所要求的全部知識點。通過對數字係統設計理論和設計方法的係統學習,為後續學習計算機硬件課程及數字信號處理課程打下堅實的基礎。
  知識重點:介紹數字邏輯電路基本知識點時,參考瞭國外數字設計領域的書籍;介紹VDHL語法時,參考瞭IEEEStd1076-2000標準;介紹VerilogHDL語法時,參考瞭IEEEStd1364-2005標準。書上所有的設計實例均經過嚴格測試和驗證。通過係統的講解及規範的設計實例,幫助讀者培養良好的數字係統設計習慣,掌握新的數字係統設計方法和設計理念。
  知識涵蓋:開關係統、數字器件特性、數字集成電路基本知識、邏輯代數基礎、組閤邏輯電路、時序邏輯電路、有限自動狀態機、可編程邏輯器件原理、VHDL和VerilogHDL硬件描述語言、基本數字邏輯單元設計、Xilinx可編程邏輯器件不同層次設計流程、ADC和DAC原理、數模混閤係統設計、片上數字處理係統實現。
  實例豐富:針對每個知識點,都提供瞭大量的設計實例,以方便教學和自學。

內容簡介

  《Xilinx FPGA數字設計:從門級到行為級雙重HDL描述》是為高等學校電子信息類和其他相關專業而編寫的數字係統設計課程教材。本書共分為11章,主要內容包括數字邏輯基礎、可編程邏輯器件工藝和結構、Xilinx ISE設計流程、VHDL語言規範、Verilog HDL語言規範、基本數字邏輯單元HDL描述、基於HDL數字係統實現、數字係統高級設計技術、基於IP核數學係統實現、數模混閤係統設計、軟核處理器PicoBlaze原理及應用。
  根據數字係統相關課程的教學要求和實際教學實踐體會,本書將傳統本科的數字電子技術、數字邏輯課程和基於HDL的復雜數字係統設計課程相融閤,遵循循序漸進、由淺入深的原則,內容從基礎的數字邏輯理論、組閤邏輯和時序邏輯電路,到HDL語言和基於HDL語言的復雜數字係統設計。為瞭方便教師教學和學生自學,書中給齣瞭大量的設計實例。
  《Xilinx FPGA數字設計:從門級到行為級雙重HDL描述》可作為本科生和研究生相關課程的教材,也可作為從事Xilinx可編程邏輯器件設計的設計人員的參考用書,同時也可作為Xilinx相關培訓的授課教材。

內頁插圖

目錄

第1章數字邏輯基礎
1.1數字邏輯的發展史
1.2開關係統
1.2.10和1的概念
1.2.2開關係統的優勢
1.2.3晶體管作為開關
1.2.4半導體物理器件
1.2.5半導體邏輯電路
1.2.6邏輯電路符號描述
1.3半導體數字集成電路
1.3.1集成電路的發展
1.3.2集成電路構成
1.3.3集成電路版圖
1.4基本邏輯門電路分析
1.4.1基本邏輯門電路的描述
1.4.2邏輯門電路的傳輸特性
1.4.3基本邏輯門集成電路
1.4.4不同工藝邏輯門的連接
1.5邏輯代數理論
1.5.1邏輯代數中運算關係
1.5.2邏輯函數錶達式
1.6邏輯錶達式的化簡
1.6.1使用運算律化簡邏輯錶達式
1.6.2使用卡諾圖化簡邏輯錶達式
1.6.3不完全指定邏輯功能的化簡
1.6.4輸入變量的卡諾圖錶示
1.7毛刺産生及消除
1.8數字碼製錶示和轉換
1.8.1數字碼製錶示
1.8.2數字碼製轉換
1.9組閤邏輯電路
1.9.1編碼器
1.9.2譯碼器
1.9.3碼轉換器
1.9.4數據選擇器
1.9.5數據比較器
1.9.6加法器
1.9.7減法器
1.9.8加法器/減法器
1.9.9乘法器
1.10時序邏輯電路
1.10.1時序邏輯電路類型
1.10.2時序邏輯電路特點
1.10.3基本SR鎖存器
1.10.4同步SR鎖存器
1.10.5D鎖存器
1.10.6D觸發器
1.10.7其他觸發器
1.10.8普通寄存器
1.10.9移位寄存器
1.10.10存儲器
1.11有限自動狀態機
1.11.1有限自動狀態機原理
1.11.2狀態圖錶示及實現
1.11.3三位計數器
第2章可編程邏輯器件工藝和結構
2.1可編程邏輯器件發展曆史
2.2可編程邏輯器件工藝
2.3可編程邏輯器件結構
2.3.1PROM原理及結構
2.3.2PAL原理及結構
2.3.3PLA原理及結構
2.3.4CPLD原理及結構
2.3.5FPGA原理及結構
2.3.6CPLD和FPGA比較
2.4Xilinx可編程邏輯器件
2.4.1Xilinx CPLD芯片介紹
2.4.2Xilinx FPGA芯片介紹
2.4.3Xilinx PROM芯片介紹
第3章Xilinx ISE設計流程
3.1ISE設計套件介紹
3.2創建新的設計工程
3.3ISE開發平颱主界麵及功能
3.3.1Design(設計)麵闆
3.3.2Console(控製颱)麵闆
3.3.3Workspace
3.4創建並添加新源文件
3.5添加設計代碼
3.5.1Verilog HDL設計代碼的添加
3.5.2VHDL設計代碼的添加
3.6設計綜閤
3.6.1Xilinx綜閤工具功能
3.6.2設計綜閤
3.7設計行為仿真
3.7.1為Verilog HDL設計添加測試嚮量
3.7.2為VHDL設計添加測試嚮量
3.7.3運行行為仿真
3.8添加引腳約束文件
3.9設計實現
3.9.1運行設計實現工具
3.9.2查看布局布綫結果
3.10布局布綫後仿真
3.11産生比特流文件
3.12下載比特流文件到FPGA
3.13生成存儲器配置文件並燒寫存儲器
3.13.1生成BPI存儲器配置文件
3.13.2編程BPI文件到BPI存儲器
第4章VHDL語言規範
4.1VHDL程序結構和配置
4.1.1VHDL程序結構框架
4.1.2VHDL實體
4.1.3VHDL結構體
4.1.4配置聲明
4.2VHDL語言描述風格
4.2.1行為描述
4.2.2數據流描述
4.2.3結構化描述
4.3VHDL語言要素
4.3.1字符集
4.3.2語言要素、分隔符和分界符
4.3.3標識符
4.3.4抽象文字
4.3.5字符文字
4.3.6字符串文字
4.3.7比特字符串文字
4.3.8注釋
4.3.9保留字
4.3.10允許替換的字符
4.4VHDL設計資源共享
4.4.1庫的聲明和調用
4.4.2子程序和函數聲明
4.4.3函數體和子程序體
4.4.4子程序和函數重載
4.4.5解析函數
4.4.6包聲明
4.4.7包體
4.5VHDL類型
4.5.1標量類型
4.5.2復閤類型
4.5.3訪問類型
4.5.4文件類型
4.5.5保護類型
4.6VHDL聲明
4.6.1類型聲明
4.6.2子類型聲明
4.6.3對象
4.6.4屬性聲明
4.6.5元件聲明
4.6.6組模闆聲明
4.6.7組聲明
4.7VHDL說明
4.7.1屬性說明
4.7.2配置說明
4.7.3斷開說明
4.8VHDL名字
4.8.1簡單名字
4.8.2選擇名字
4.8.3索引名字
4.8.4切片名字
4.8.5屬性名字
4.9VHDL錶達式
4.9.1VHDL操作符
4.9.2VHDL操作數
4.10VHDL順序描述語句
4.10.1wait語句
4.10.2斷言和報告語句
4.10.3信號分配語句
4.10.4變量分配語句
4.10.5子程序調用語句
4.10.6if語句
4.10.7case語句
4.10.8loop語句
4.10.9next語句
4.10.10exit語句
4.10.11return語句
4.10.12null語句
4.11VHDL並發描述語句
4.11.1塊語句
4.11.2進程描述語句
4.11.3並行過程調用語句
4.11.4並行斷言語句
4.11.5並行信號分配語句
4.11.6元件例化語句
4.11.7生成語句
第5章Verilog HDL語言規範
5.1Verilog HDL語言發展
5.2Verilog HDL程序結構
5.2.1模塊聲明
5.2.2模塊端口定義
5.2.3邏輯功能定義
5.3Verilog HDL描述方式
5.3.1行為級描述方式
5.3.2數據流描述方式
5.3.3結構級描述方式
5.3.4開關級描述方式
5.4Verilog HDL語言要素
5.4.1注釋
5.4.2間隔符
5.4.3標識符
5.4.4關鍵字
5.4.5係統任務和函數
5.4.6編譯器命令
5.4.7運算符
5.4.8數字
5.4.9字符串
5.4.10屬性
5.5Verilog HDL數據類型
5.5.1值的集閤
5.5.2網絡和變量
5.5.3嚮量
5.5.4強度
5.5.5隱含聲明
5.5.6網絡類型
5.5.7寄存器類型
5.5.8整數、實數、時間和實時時間
5.5.9數組
5.5.10參數
5.5.11Verilog HDL名字空間
5.6Verilog HDL錶達式
5.6.1操作符
5.6.2操作數
5.6.3延遲錶達式
5.6.4錶達式的位寬
5.6.5有符號錶達式
5.6.6分配和截斷
5.7Verilog HDL分配
5.7.1連續分配
5.7.2過程分配
5.8Verilog HDL門級和開關級描述
5.8.1門和開關聲明
5.8.2邏輯門
5.8.3輸齣門
5.8.4三態門
5.8.5MOS開關
5.8.6雙嚮傳輸開關
5.8.7CMOS開關
5.8.8pull門
5.8.9邏輯強度建模
5.8.10組閤信號的強度和值
5.8.11通過非電阻器件的強度降低
5.8.12通過電阻器件的強度降低
5.8.13網絡類型強度
5.8.14門和網絡延遲
5.9Verilog HDL用戶自定義原語
5.9.1UDP定義
5.9.2組閤電路UDP
5.9.3電平觸發的時序UDP
5.9.4邊沿觸發的時序電路UDP
5.9.5初始化狀態寄存器
5.9.6UDP例化
5.9.7邊沿觸發和電平觸發的混閤行為
5.10Verilog HDL行為描述語句
5.10.1過程語句
5.10.2過程連續分配
5.10.3條件語句
5.10.4case語句
5.10.5循環語句
5.10.6過程時序控製
5.10.7語句塊
5.10.8結構化的過程
5.11Verilog HDL任務和函數
5.11.1任務和函數的區彆
5.11.2任務和任務使能
5.11.3禁止命名的塊和任務
5.11.4函數和函數調用
5.12Verilog HDL層次化結構
5.12.1模塊和模塊例化
5.12.2覆蓋模塊參數值
5.12.3端口
5.12.4生成結構
5.12.5層次化的名字
5.12.6嚮上名字引用
5.12.7範圍規則
5.13Verilog HDL設計配置
5.13.1配置格式
5.13.2庫
5.13.3配置例子
5.13.4顯示庫綁定信息
5.13.5庫映射例子
5.14Verilog HDL指定塊
5.14.1模塊路徑聲明
5.14.2為路徑分配延遲
5.14.3混閤模塊路徑延遲和分布式延遲
5.14.4驅動連綫邏輯
5.14.5脈衝過濾行為的控製
5.15Verilog HDL時序檢查
5.15.1使用穩定窗口檢查時序
5.15.2用於時鍾和控製信號的時序檢查
5.15.3邊沿控製標識符
5.15.4提示符: 用戶定義對時序衝突的響應
5.15.5使能有條件事件的時序檢查
5.15.6嚮量信號的時序檢查
5.15.7負時序檢查
5.16Verilog HDL SDF逆嚮注解
5.16.1映射SDF結構到Verilog
5.16.2多個注解
5.16.3多個SDF文件
5.16.4脈衝限製注解
5.16.5SDF到Verilog延遲值映射
5.17Verilog HDL係統任務和函數
5.17.1顯示任務
5.17.2文件輸入�彩涑魷低橙撾窈禿�數
5.17.3時間標度係統任務
5.17.4仿真控製任務
5.17.5可編程邏輯陣列建模係統任務
5.17.6隨機分析任務
5.17.7仿真時間係統函數
5.17.8轉換函數
5.17.9概率分布函數
5.17.10命令行輸入
5.17.11數學函數
5.18Verilog HDL的VCD文件
5.18.1四態VCD文件的創建
5.18.2四態VCD文件的格式
5.18.3擴展VCD文件的創建
5.18.4擴展VCD文件的格式
5.19Verilog HDL編譯器指令
5.19.1'celldefine和'endcelldefine
5.19.2'default_nettype
5.19.3'define和'undef
5.19.4'ifdef、'else、'elsif、'endif、'ifndef
5.19.5'include
5.19.6'resetall
5.19.7'line
5.19.8'timescale
5.19.9'unconnected_drive和'nounconnected_drive
5.19.10'pragma
5.19.11'begin_keywords和'end_keyword
5.20Verilog HDL編程語言接口PLI
5.20.1Verilog HDL PLI發展過程
5.20.2Verilog HDL PLI提供的功能
5.20.3Verilog HDL PLI原理
5.20.4Verilog HDL VPI工作原理
第6章基本數字邏輯單元HDL描述
6.1組閤邏輯電路的HDL描述
6.1.1邏輯門的HDL描述
6.1.2編碼器HDL描述
6.1.3譯碼器HDL描述
6.1.4數據選擇器HDL描述
6.1.5數字比較器HDL描述
6.1.6總綫緩衝器HDL描述
6.2數據運算操作HDL描述
6.2.1加法操作HDL描述
6.2.2減法操作HDL描述
6.2.3乘法操作HDL描述
6.2.4除法操作HDL描述
6.2.5算術邏輯單元HDL描述
6.3時序邏輯電路HDL描述
6.3.1觸發器和鎖存器的HDL描述
6.3.2計數器HDL描述
6.3.3移位寄存器HDL描述
6.3.4脈衝寬度調製PWM HDL描述
6.4存儲器HDL描述
6.4.1ROM HDL描述
6.4.2RAM HDL描述
6.5有限自動狀態機HDL描述
6.5.1FSM設計原理
6.5.2FSM的分類及描述
第7章基於HDL數字係統實現
7.1設計所用外設的原理
7.1.1LED燈
7.1.2開關
7.1.3七段數碼管
7.1.4VGA顯示器
7.1.5通用異步接收發送器
7.2係統設計原理
7.3建立新的設計工程
7.4基於VHDL的係統設計實現
7.4.1設計分頻時鍾模塊2
7.4.2設計和仿真計數器模塊
7.4.3設計頂層模塊
7.4.4設計分頻時鍾模塊1
7.4.5設計七段數碼管模塊
7.4.6設計分頻時鍾模塊3
7.4.7設計通用異步收發器模塊
7.4.8設計分頻時鍾模塊4
7.4.9設計VGA控製器模塊
7.5基於Verilog HDL的係統設計實現
7.5.1設計分頻時鍾模塊2
7.5.2設計和仿真計數器模塊
7.5.3設計頂層模塊
7.5.4設計分頻時鍾模塊1
7.5.5設計七段數碼管模塊
7.5.6設計分頻時鍾模塊3
7.5.7設計通用異步收發器模塊
7.5.8設計分頻時鍾模塊4
7.5.9設計VGA控製器模塊
第8章數字係統高級設計技術
8.1HDL高級設計技巧
8.1.1邏輯復製和復用技術
8.1.2並行和流水綫技術
8.1.3同步和異步單元處理技術
8.1.4邏輯處理技術
8.2IP核設計技術
8.2.1IP核分類
8.2.2IP核優化
8.2.3IP核生成
8.3可編程邏輯器件調試
8.3.1多路復用技術的應用
8.3.2虛擬邏輯分析工具
8.3.3ChipScope Pro調試工具概述
第9章基於IP核數字係統實現
9.1建立新的設計工程
9.2添加和配置時鍾IP核
9.3添加和配置計數器IP核
9.4生成頂層設計文件
9.5生成時鍾資源模塊例化模闆
9.5.1生成VHDL時鍾資源例化模闆
9.5.2生成Verilog HDL時鍾資源例化模闆
9.6生成計數器模塊例化模闆
9.6.1生成VHDL計數器例化模闆
9.6.2生成Verilog HDL計數器例化模闆
9.7創建HDL時鍾分頻模塊
9.8完成頂層設計文件
9.9添加頂層引腳約束文件
第10章數模混閤係統設計
10.1模數轉換器原理
10.1.1模數轉換器的參數
10.1.2模數轉換器的類型
10.2數模轉換器原理
10.2.1數模轉換器的參數
10.2.2數模轉換器的類型
10.3基於並行ADC的數字電壓錶的設計
10.3.1數字電壓錶的功能和結構
10.3.2模塊設計
10.3.3設計實現
10.4基於串行ADC的數字電壓錶的設計
10.4.1係統設計原理
10.4.2設計實現
10.5基於DAC的信號發生器的設計
10.5.1函數信號發生器設計原理
10.5.2設計實現
第11章軟核處理器PicoBlaze原理及應用
11.1片上可編程係統概論
11.1.1片上MCU和專用MCU的比較
11.1.2片上MCU和片上邏輯的比較
11.2PicoBlaze處理器原理及結構分析
11.2.1PicoBlaze處理器特點
11.2.2PicoBlaze處理器應用框架
11.2.3PicoBlaze處理器內部結構
11.3PicoBlaze處理器指令集
11.3.1PicoBlaze指令集
11.3.2控製程序轉移指令
11.3.3中斷指令
11.3.4邏輯操作指令
11.3.5算術運算指令
11.3.6循環轉移指令
11.3.7輸入和輸齣指令
11.4PicoBlaze處理器匯編程序
11.4.1KCPSM3匯編器原理及操作
11.4.2KCPSM3編程語法
11.4.3KCPSM3中斷處理
11.4.4KCPSM3中CALL/RETURN棧
11.4.5KCPSM3共享程序空間
11.4.6KCPSM3輸入/輸齣端口設計
附錄Verilog HDL(IEEE 1364—2005)關鍵字列錶
參考文獻

前言/序言

  隨著半導體技術的不斷發展,數字係統的設計嚮著係統化和集成化的方嚮發展,而目前國內電子信息類專業學生所學的傳統數字邏輯理論和設計方法遠遠不能應對這種挑戰。為瞭應對這種挑戰,很多學校的電子信息類專業又單獨開設瞭基於HDL語言的數字係統設計課程。這種授課方式不利於知識的銜接,也加重瞭學生的學習負擔; 同時,也不利於梳理數字係統設計的理論知識和設計方法。
  國內越來越多的電子信息類專業授課教師希望將傳統數字邏輯課程和基於HDL語言的數字係統設計課程進行整閤,作者根據多年的授課經驗和學生實訓成果,將傳統的數字邏輯課程和基於HDL語言的數字係統設計課程進行融閤。本著由淺入深、由易到難的原則,在參考國外已經齣版的數字設計教材和作者已經齣版的《EDA原理及VHDL實現》、《EDA原理及Verilog HDL實現》教材的基礎上,對數字係統設計所需要的知識點進行重新整閤,從最基本的數字半導體器件、布爾邏輯、組閤邏輯和時序邏輯電路,到VHDL/Verilog HDL以及使用HDL實現復雜數字係統的設計,其目的是打通數字設計相關課程的知識通道,使學生能係統、全麵、紮實地掌握數字設計相關的理論知識和設計方法,為高等學校電子信息類數字設計相關課程的教學改革和課程整閤提供完整的教學資源。
  本書共11章,內容包括數字邏輯基礎、可編程邏輯器件工藝和結構、Xilinx ISE設計流程、VHDL語言規範、Verilog HDL語言規範、基本數字邏輯單元HDL描述、基於HDL數字係統實現、數字係統高級設計技術、基於IP核數字係統實現、數模混閤係統設計、軟核處理器PicoBlaze原理及應用。
  第1章數字邏輯基礎內容主要包括數字邏輯的發展史、開關係統、半導體數字集成電路、基本邏輯門電路分析、邏輯代數理論、邏輯錶達式的化簡、毛刺産生及消除、數字碼製錶示和轉換、組閤邏輯電路、時序邏輯電路、有限自動狀態機。
  第2章可編程邏輯器件工藝和結構內容主要包括可編程邏輯器件發展曆史、可編程邏輯器件工藝、可編程邏輯器件結構、Xilinx可編程邏輯器件。
  第3章Xilinx ISE設計流程內容主要包括ISE設計套件介紹、創建新的設計工程、ISE開發平颱主界麵及功能、創建並添加新源文件、添加設計代碼、設計綜閤、設計行為仿真、添加引腳約束文件、設計實現、布局布綫後仿真、産生比特流文件、下載比特流文件到FPGA、生成存儲器配置文件並燒寫存儲器。
  第4章VHDL語言規範內容主要包括VHDL程序結構和配置、VHDL語言描述風格、VHDL語言要素、VHDL設計資源共享、VHDL類型、VHDL聲明、VHDL說明、VHDL名字、VHDL錶達式、VHDL順序描述語句、VHDL並發描述語句。
  第5章Verilog HDL語言規範內容主要包括Verilog HDL語言發展、Verilog HDL程序結構、Verilog HDL描述方式、Verilog HDL語言要素、Verilog HDL數據類型、Verilog HDL錶達式、Verilog HDL分配、Verilog HDL門級和開關級描述、Verilog HDL用戶自定義原語、Verilog HDL行為描述語句、Verilog HDL任務和函數、Verilog HDL層次化結構、Verilog HDL設計配置、Verilog HDL指定塊、Verilog HDL時序檢查、Verilog HDL SDF逆嚮注解、Verilog HDL係統任務和函數、Verilog HDL的VCD文件、Verilog HDL編譯器指令、Verilog HDL編程語言接口。
  第6章基本數字邏輯單元HDL描述內容主要包括組閤邏輯電路的HDL描述、數據運算操作HDL描述、時序邏輯電路HDL描述、存儲器HDL描述、有限自動狀態及HDL描述。
  第7章基於HDL數字係統實現內容主要包括設計所用外設的原理、係統設計原理、建立新的設計工程、基於VHDL的係統設計實現、基於Verilog HDL的係統設計實現。
  第8章數字係統高級設計內容主要包括HDL高級設計技巧、IP核設計技術、可編程邏輯器件調試。
  第9章基於IP核數字係統實現內容主要包括建立新的設計工程、添加和配置時鍾IP核、添加和配置計數器IP核、生成頂層設計文件、生成時鍾資源模塊例化模闆、生成計數器模塊例化模闆、創建HDL時鍾分頻模塊、完成頂層設計文件、添加頂層引腳約束文件。
  第10章數模混閤係統設計內容主要包括模數轉換器原理、數模轉換器原理、基於並行ADC的數字電壓錶的設計、基於串行ADC的數字電壓錶的設計、基於DAC的信號發生器的設計。
  第11章軟核處理器PicoBlaze原理及應用內容主要包括片上可編程係統概論、PicoBlaze處理器原理及結構分析、PicoBlaze處理器指令集、PicoBlaze處理器匯編程序。
  在講授和學習本書內容時,可以根據教學時數和內容有所側重,適當調整和刪減相關章節的內容。為瞭讓讀者更好地掌握相關內容,本書還給齣瞭大量設計示例程序和習題。本書不僅可以作為大學信息類專業講授數字電子綫路、數字邏輯和復雜數字係統設計相關課程的教學用書,也可以作為從事相關課程教學和科研工作者的參考用書。
  為瞭方便老師的教學和學生的自學,提供瞭該教材的教學課件和所用設計實例的完整設計文件,這些設計資源可以在清華大學齣版社的網站下載。
  在本書的編寫過程中引用和參考瞭許多著名學者和專傢的研究成果,同時也參考瞭Xilinx公司的技術文檔和手冊,在此嚮他們錶示衷心的感謝。北京聯閤大學信息學院章學靜老師參與編寫瞭書中第4章和第5章的內容。西南科技大學信息工程學院郭海燕老師參與編寫瞭書中第6章和第7章的內容。集寜師範學院物理係聶陽老師參與編寫瞭書中第10章的內容。作者的研究生李寶隆、張艷輝參加部分章節的編寫工作,在此一並嚮他們錶示感謝。在本書的齣版過程中,得到瞭Xilinx公司大學閤作計劃和美國Digilent公司的大力支持和幫助,在本書齣版的過程中也得到瞭清華大學齣版社編輯的幫助和指導,在此也錶示深深的謝意。
  由於編者水平有限,編寫時間倉促,書中難免有疏漏之處,敬請讀者批評指正。
  作者2014年10月於北京


Xilinx FPGA數字設計:從門級到行為級雙重HDL描述(立體化教程) 在當今快速發展的電子技術領域,FPGA(現場可編程門陣列)已成為實現高性能、靈活且可定製數字係統的基石。從消費電子到工業控製,從通信係統到人工智能加速,FPGA的應用無處不在。本書正是為滿足這一日益增長的需求而生,它將帶您踏上一段從基礎概念到高級應用的FPGA數字設計之旅,通過生動詳實的“立體化”教程,讓您深入理解並熟練掌握Xilinx FPGA的設計流程與方法。 本書的獨特之處與核心價值 本書最大的特色在於其“立體化”的教程設計理念。我們深知,單一的視角往往難以讓概念完全深入人心。因此,本書將采用多維度、多層次的講解方式,力求讓讀者在不同的角度下都能清晰地理解FPGA設計的精髓。 雙重HDL描述: 核心的“雙重HDL描述”是指本書將係統地介紹和對比兩種最常用的硬件描述語言(HDL)——Verilog和VHDL。您將學習如何使用這兩種語言分彆描述同一硬件功能,從最底層的門級電路到抽象的行為級描述。通過對比分析,您可以深刻理解不同HDL的語法特性、錶達方式以及它們在設計中的優勢與劣勢,從而根據項目需求靈活選擇最適閤的語言,或者在混用項目(如果需要)中遊刃有餘。 從門級到行為級: 設計的深度是本書的另一大亮點。我們將從最基本的邏輯門(AND, OR, NOT等)和觸發器(D觸發器,JK觸發器等)開始,講解如何用HDL進行門級網錶描述。這一過程能幫助您理解硬件的物理實現原理,建立對數字邏輯最直觀的認識。隨後,我們將逐步提升抽象層次,引入寄存器傳輸級(RTL)描述,這是現代FPGA設計的主流。最終,我們將深入探討行為級描述,它更加側重於算法和邏輯功能的實現,能顯著提高設計效率,尤其是在復雜的係統級設計中。這種循序漸進的學習路徑,確保瞭初學者能夠打下堅實的基礎,而有經驗的設計師也能從中獲得新的啓發。 Xilinx FPGA的實踐導嚮: 本書將聚焦於Xilinx公司提供的FPGA器件和開發工具鏈。這意味著您學習到的所有概念和技術都將與實際的Xilinx FPGA開發環境緊密結閤。我們將介紹Xilinx ISE(經典)和Vivado(現代)等主流開發軟件的使用,包括項目創建、代碼編寫、仿真、綜閤、實現、布局布綫以及比特流生成等關鍵步驟。豐富的實例和實驗將貫穿全書,讓您親自動手,在真實的項目中驗證所學知識,並將理論轉化為實踐能力。 立體化的理解方式: “立體化”不僅僅體現在HDL的雙重描述和設計深度的進階,更體現在教學方法的創新。除瞭文字描述,本書還將通過以下方式構建立體的學習體驗: 豐富的圖示與框圖: 大量的邏輯框圖、時序圖、狀態機圖以及電路原理圖將幫助您直觀地理解復雜的數字邏輯。 詳盡的代碼示例: 每一個設計概念都配有清晰、可運行的Verilog和VHDL代碼示例,並配以詳細的注釋,便於您理解和藉鑒。 實踐項目與挑戰: 書中包含一係列由淺入深的實踐項目,從簡單的移位寄存器、計數器,到復雜的序列發生器、通信接口控製器,讓您在完成項目的同時,全麵掌握FPGA設計流程。 深入的原理剖析: 對於關鍵的設計技術和Xilinx FPGA的內部結構,本書將進行深入的原理剖析,幫助您理解“為什麼”這樣做,而不僅僅是“怎麼做”。 本書的內容綱要(示例性,非最終目錄) 本書將遵循邏輯清晰、循序漸進的原則,涵蓋以下主要內容: 第一部分:FPGA基礎與HDL入門 第一章:FPGA概述與Xilinx FPGA簡介 什麼是FPGA?與ASIC、CPLD的比較。 FPGA的應用領域。 Xilinx FPGA的傢族與發展。 FPGA設計流程概覽。 第二章:Verilog HDL基礎 Verilog語法結構(模塊、端口、賦值等)。 基本邏輯門和組閤邏輯的Verilog描述。 時序邏輯:觸發器、寄存器、計數器的Verilog實現。 結構化建模與行為級建模。 第三章:VHDL基礎 VHDL語法結構(實體、架構、端口等)。 基本邏輯門和組閤邏輯的VHDL描述。 時序邏輯:觸發器、寄存器、計數器的VHDL實現。 結構化建模與行為級建模。 第四章:Xilinx開發環境簡介 Vivado/ISE開發套件的安裝與基本操作。 項目創建、文件管理。 HDL編輯器、仿真器、綜閤器、實現工具介紹。 第二部分:門級與RTL級設計實踐 第五章:門級描述與電路理解 從邏輯門構建基本電路。 理解網錶與門級網錶。 Verilog/VHDL的門級實例化。 門級設計的局限性與意義。 第六章:RTL(寄存器傳輸級)設計進階 如何用Verilog/VHDL描述RTL。 組閤邏輯與時序邏輯的RTL設計。 狀態機的RTL建模(有限狀態機FSM)。 流水綫設計思想。 Verilog與VHDL在RTL設計上的比較。 第七章:時序分析與約束 時鍾、時序約束的概念。 建立時間(Setup Time)與保持時間(Hold Time)。 時序報告的解讀。 如何優化時序。 第八章:綜閤與實現 綜閤過程詳解:從RTL到門級網錶。 優化綜閤結果的技巧。 布局與布綫:將網錶映射到FPGA物理資源。 實現過程中的常見問題與對策。 第三部分:行為級設計與係統構建 第九章:行為級HDL描述 行為級建模的優勢與應用。 Verilog/VHDL中的行為級結構。 算法級描述的實現。 如何將行為級描述綜閤為高效的RTL。 第十章:高層綜閤(HLS)入門(選講) C/C++到HDL的轉換。 HLS工具的介紹與使用。 HLS在復雜算法實現中的優勢。 第十一章:FPGA設計中的常見模塊與IP核 內存控製器、PLL/MMCM(鎖相環/混閤模式時鍾管理器)。 AXI總綫接口。 IP核的生成與例化。 第十二章:總綫協議與通信接口設計 UART、SPI、I2C等常用串行總綫。 簡單的並行總綫接口設計。 理解協議的HDL實現。 第十三章:高級主題與設計優化 低功耗設計技術。 功耗分析與優化。 麵積優化策略。 可靠性設計考慮。 第十四部分:綜閤項目實戰 第十四章:綜閤項目案例分析與實現 一個或多個中大型的綜閤項目,覆蓋前麵學到的知識點。 例如:一個簡單的視頻處理模塊,或一個嵌入式處理器接口。 從需求分析到最終實現的全過程演示。 本書的目標讀者 本書適閤以下讀者群: 電子工程、計算機科學及相關專業的學生: 為您打下堅實的數字邏輯和FPGA設計基礎,為未來的學習和職業生涯做好準備。 初學者: 即使您對FPGA一無所知,本書也將通過循序漸進的講解,帶您入門並掌握核心技能。 有一定經驗的數字設計工程師: 幫助您係統梳理和深化對HDL、FPGA設計流程的理解,掌握Xilinx特定工具鏈的高級應用。 希望學習FPGA開發的業餘愛好者和創客: 提供一個清晰、可行的學習路徑,讓您能夠將自己的創意轉化為實際的硬件實現。 結語 掌握FPGA設計技術,就是掌握瞭創造未來數字硬件的關鍵能力。本書將竭盡所能,為您提供一個全麵、深入、實用的學習平颱。通過“雙重HDL描述”的獨特視角和“立體化”的教程設計,我們堅信,您將能夠輕鬆、高效地掌握Xilinx FPGA數字設計的精髓,並將其應用於您的項目之中。讓我們一同開啓這段精彩的FPGA設計之旅!

用戶評價

評分

初次翻開這本書,就被其紮實的標題所吸引。“Xilinx FPGA數字設計”直接點明瞭其核心內容和應用場景,對於我這樣一位長期活躍在Xilinx FPGA開發領域的用戶來說,這無疑是一本“量身定製”的參考書。Xilinx在FPGA市場的地位毋庸置疑,其提供的各種開發工具和IP核,以及其硬件架構的獨特性,都蘊含著豐富的技術細節。我一直在尋找一本能夠將這些零散的知識點係統性地整閤起來,並指導我如何在實際項目中有效利用Xilinx FPGA優勢的書籍。 “從門級到行為級雙重HDL描述”這個副標題,更是讓我看到瞭這本書的深度和實用性。在我的設計經驗中,常常會遇到這樣的情況:行為級代碼編寫得非常流暢,但最終綜閤齣的門級網錶在性能、功耗或麵積上卻不盡如人意。這通常源於對行為級描述與門級實現之間映射關係的理解不夠透徹。這本書的“雙重HDL描述”的提法,預示著它將能夠彌閤這一鴻溝,詳細闡述如何在高層次上編寫“硬件友好”的行為級代碼,以及如何閱讀和分析綜閤工具生成的門級網錶,從而指導優化。我迫切希望瞭解書中是否會提供一些指導原則,例如如何選擇閤適的並發結構,如何閤理使用狀態機編碼,如何避免使用那些可能導緻低效門級實現的HDL語句。 “立體化教程”這個概念,讓我對書中呈現內容的豐富性和多樣性充滿瞭期待。在我看來,“立體化”意味著它不會僅僅是枯燥的文字理論,而是能夠從多個維度、多個角度來剖析FPGA數字設計的精髓。是否意味著書中會包含大量的圖示,清晰地展現邏輯結構和信號流嚮?是否會提供豐富的代碼示例,覆蓋從簡單的邏輯門到復雜的IP核設計?更進一步,它是否會引導讀者進行仿真和調試,從而理解設計中的各種問題,並學會如何有效地解決它們?我非常期待它能像一個經驗豐富的導師一樣,帶領我一步步地深入理解FPGA設計的每一個環節。 我對書中關於HDL語言的講解也充滿瞭期待。Verilog和VHDL是FPGA設計中最常用的兩種硬件描述語言。我希望這本書能夠在這兩種語言的介紹上,不僅僅是語法層麵的講解,更會深入到它們在不同抽象層次上的應用。例如,如何用Verilog或VHDL描述一個基本的邏輯門?如何用它們來構建一個復雜的狀態機?如何用它們來實現一個數據通路?這本書是否會對比這兩種語言在不同場景下的優劣,並提供一些最佳實踐建議?這種深入的語言講解,結閤具體的硬件平颱,將使我能夠更自信地進行FPGA設計。

評分

當我看到“Xilinx FPGA數字設計”這幾個字時,我的眼前立刻浮現齣我曾經使用的Xilinx開發闆,以及我曾花費大量時間在Vivado中進行設計的場景。Xilinx作為FPGA行業的領頭羊,其技術更新速度和産品多樣性令人矚目。因此,一本能夠係統地指導我們如何在Xilinx FPGA上進行高效數字設計的書籍,對於我這樣的從業者來說,具有極高的參考價值。我非常期待書中能夠深入講解Xilinx FPGA的內部結構,比如其查找錶(LUT)的配置、DSP Slice的功能,以及Block RAM的組織方式,並探討如何根據這些硬件特性來優化設計。 “從門級到行為級雙重HDL描述”這個副標題,更是精準地擊中瞭我在實際設計中遇到的一個痛點。很多時候,我們能夠熟練地編寫行為級代碼,實現所需的功能,但當涉及到性能優化時,卻往往會遇到瓶頸,原因就在於對底層門級實現的理解不足。這本書如果能夠清晰地闡述行為級描述如何被綜閤成門級邏輯,以及如何在高層次上編寫代碼以獲得更優的門級實現,那麼將極大地提升我的設計水平。我特彆好奇它是否會提供一些關於如何分析綜閤報告,從而理解門級網錶細節的指導,以及如何通過修改行為級代碼來改善時序和功耗。 “立體化教程”這個概念,也讓我對書中內容的呈現方式充滿瞭期待。在我看來,“立體化”意味著它不僅僅是枯燥的理論講解,而是能夠從多個維度、多個角度來剖析FPGA數字設計的精髓。是否意味著書中會包含大量的圖示,清晰地展現邏輯結構和信號流嚮?是否會提供豐富的代碼示例,覆蓋從簡單的邏輯門到復雜的IP核設計?更進一步,它是否會引導讀者進行仿真和調試,從而理解設計中的各種問題,並學會如何有效地解決它們?我非常期待它能像一個經驗豐富的導師一樣,帶領我一步步地深入理解FPGA設計的每一個環節。 我對書中關於HDL語言的講解也充滿瞭期待。Verilog和VHDL是FPGA設計中最常用的兩種硬件描述語言。我希望這本書能夠在這兩種語言的介紹上,不僅僅是語法層麵的講解,更會深入到它們在不同抽象層次上的應用。例如,如何用Verilog或VHDL描述一個基本的邏輯門?如何用它們來構建一個復雜的狀態機?如何用它們來實現一個數據通路?這本書是否會對比這兩種語言在不同場景下的優劣,並提供一些最佳實踐建議?這種深入的語言講解,結閤具體的硬件平颱,將使我能夠更自信地進行FPGA設計。

評分

這本書的標題,尤其是“Xilinx FPGA數字設計”,直接點明瞭其硬件平颱和應用領域,這讓我這種正專注於Xilinx係列FPGA進行學習和項目開發的讀者感到格外親切。Xilinx作為FPGA領域的領導者,其産品綫豐富,技術更新迭代迅速,而如何有效地利用其提供的各種IP核、開發工具(如Vivado)以及特定架構的特點,是每個FPGA工程師都必須掌握的技能。在我看來,一本好的FPGA書籍,不僅僅是介紹通用的數字邏輯設計原理,更應該結閤具體的硬件平颱,講解如何在實際的Xilinx FPGA上實現這些設計。 我迫切想知道,書中是否會深入講解Xilinx FPGA的架構特點,例如其LUT結構、DSP Slice、Block RAM等關鍵資源是如何工作的,以及這些資源在門級和行為級設計中扮演著怎樣的角色。瞭解這些底層硬件特性,對於編寫高效、可綜閤的代碼至關重要。例如,對於一些乘法運算,瞭解DSP Slice的存在可以指導我們如何使用特定的行為級語句來觸發DSP資源,從而獲得比普通邏輯實現更優的性能。同樣,對於存儲單元的設計,理解Block RAM的組織方式,可以幫助我們設計齣更符閤硬件實際情況的內存控製器。 “從門級到行為級雙重HDL描述”這一點,也讓我對書中關於HDL語言的講解産生瞭濃厚的興趣。Xilinx生態係統主要支持Verilog和VHDL這兩種HDL語言。我希望這本書能夠在這兩種語言的介紹上,不僅僅是語法層麵的講解,更會深入到如何用這兩種語言來描述不同抽象層次的電路。例如,它是否會對比Verilog和VHDL在描述門級邏輯時的不同風格?或者,它是否會展示一些在行為級設計中,使用Verilog和VHDL編寫相同功能的代碼,並分析它們在綜閤後的差異?這種多角度的對比分析,對於理解不同HDL語言的特性以及選擇最適閤的語言工具非常有幫助。 “立體化教程”這個說法,也讓我對書中可能的教學方式充滿瞭期待。是否意味著書中會包含大量的實際操作指導?例如,如何利用Vivado進行項目創建、代碼編寫、仿真、綜閤、實現以及比特流生成?是否會提供一些實際的Xilinx FPGA開發闆上的工程實例,讓讀者能夠親手實踐,將書中的理論知識轉化為實際可運行的硬件?我非常期待它能夠提供一些“開箱即用”的示例工程,讓初學者能夠快速上手,體驗FPGA設計的樂趣,並逐步掌握其復雜的開發流程。這種實踐與理論相結閤的方式,對我來說是學習FPGA的最佳途徑。

評分

當我看到“Xilinx FPGA數字設計”這幾個字時,我的思緒立刻被拉迴到我過去在Xilinx FPGA平颱上進行設計和學習的經曆。Xilinx作為FPGA領域的巨頭,其技術一直在不斷進步,而掌握其最新的設計理念和最佳實踐,對於提升個人能力至關重要。我一直希望能夠找到一本能夠係統地介紹如何在Xilinx FPGA上進行高效數字設計的書籍,尤其是在我遇到一些設計瓶頸時,能夠提供有價值的指導。因此,這本書的齣現,無疑為我提供瞭一個絕佳的機會。 “從門級到行為級雙重HDL描述”這個副標題,更是讓我看到瞭這本書的核心價值。在實際的FPGA設計流程中,我們往往從高層次的行為級描述開始,但對底層門級實現的理解不足,常常會導緻設計的效率低下。這本書如果能夠清晰地闡述行為級代碼如何映射到門級邏輯,並且指導我們如何在高層次上編寫代碼以獲得更優的門級實現,那將極大地提升我的設計能力。我特彆好奇它是否會提供一些關於如何分析綜閤報告,從而理解門級網錶細節的指導,以及如何通過修改行為級代碼來改善時序和功耗。 “立體化教程”這個概念,也讓我對書中內容的呈現方式充滿瞭期待。在我看來,“立體化”意味著它不僅僅是文字的堆砌,而是能夠從多個維度、多個角度來剖析FPGA數字設計的精髓。是否意味著書中會包含大量的圖示,清晰地展現邏輯結構和信號流嚮?是否會提供豐富的代碼示例,覆蓋從簡單的邏輯門到復雜的IP核設計?更進一步,它是否會引導讀者進行仿真和調試,從而理解設計中的各種問題,並學會如何有效地解決它們?我非常期待它能像一個經驗豐富的導師一樣,帶領我一步步地深入理解FPGA設計的每一個環節。 我對書中關於HDL語言的講解也充滿瞭期待。Verilog和VHDL是FPGA設計中最常用的兩種硬件描述語言。我希望這本書能夠在這兩種語言的介紹上,不僅僅是語法層麵的講解,更會深入到它們在不同抽象層次上的應用。例如,如何用Verilog或VHDL描述一個基本的邏輯門?如何用它們來構建一個復雜的狀態機?如何用它們來實現一個數據通路?這本書是否會對比這兩種語言在不同場景下的優劣,並提供一些最佳實踐建議?這種深入的語言講解,結閤具體的硬件平颱,將使我能夠更自信地進行FPGA設計。

評分

這本書的標題,尤其是“Xilinx FPGA數字設計”這幾個字,瞬間就吸引瞭我的注意力。作為一名長期在FPGA領域深耕的工程師,我深知Xilinx在FPGA技術方麵的重要地位和領先地位。其豐富的産品綫和強大的EDA工具鏈,為我們提供瞭廣闊的設計空間。然而,要真正駕馭Xilinx FPGA,並發揮其極緻性能,離不開一本係統、深入、實用的設計教程。我非常期待這本書能夠深入剖析Xilinx FPGA的內部架構,例如其LUT結構、DSP Slice、Block RAM等關鍵資源的特點,以及如何有效地利用這些資源來優化設計。 “從門級到行為級雙重HDL描述”這個副標題,更是讓我看到瞭這本書的獨特價值。在我的設計實踐中,常常會遇到行為級代碼雖然功能正確,但綜閤後的門級網錶性能不佳的情況。這很大程度上是因為對門級實現的理解不夠深入,導緻在高層次設計時沒有充分考慮到硬件的實際限製。這本書的“雙重HDL描述”的提法,正是抓住瞭這一核心痛點,它預示著將能夠幫助我們理解行為級描述是如何映射到門級實現的,並且指導我們如何反嚮利用對門級實現的理解來優化行為級設計。我尤其希望書中能提供一些具體的案例,展示如何通過調整行為級代碼的結構,來影響最終生成的門級邏輯,從而達到優化性能的目的。 “立體化教程”這個概念,也讓我對書中可能的教學方式充滿瞭期待。在我看來,“立體化”意味著它不會僅僅是文字的堆砌,而是能夠從多個維度、多個角度來剖析FPGA數字設計的精髓。是否意味著書中會包含大量的圖示,清晰地展現邏輯結構和信號流嚮?是否會提供豐富的代碼示例,覆蓋從簡單的邏輯門到復雜的IP核設計?更進一步,它是否會引導讀者進行仿真和調試,從而理解設計中的各種問題,並學會如何有效地解決它們?我非常期待它能像一個經驗豐富的導師一樣,帶領我一步步地深入理解FPGA設計的每一個環節。 我對書中關於HDL語言的講解也充滿瞭期待。Verilog和VHDL是FPGA設計中最常用的兩種硬件描述語言。我希望這本書能夠在這兩種語言的介紹上,不僅僅是語法層麵的講解,更會深入到它們在不同抽象層次上的應用。例如,如何用Verilog或VHDL描述一個基本的邏輯門?如何用它們來構建一個復雜的狀態機?如何用它們來實現一個數據通路?這本書是否會對比這兩種語言在不同場景下的優劣,並提供一些最佳實踐建議?這種深入的語言講解,結閤具體的硬件平颱,將使我能夠更自信地進行FPGA設計。

評分

初次翻開這本書,就被其厚重感和封麵設計所吸引,那是一種沉甸甸的專業感撲麵而來。書名中的“Xilinx FPGA數字設計”就已經精準地定位瞭目標讀者,而“從門級到行為級雙重HDL描述”更是讓人眼前一亮。在我多年的FPGA學習和實踐過程中,常常覺得在不同抽象層次之間的轉換不夠順暢,尤其是在從高層次的行為級描述迴溯到低層次的門級實現時,往往需要大量的經驗積纍和反復調試。這本書的標題明確地指齣瞭它將填補這一空白,提供一種“雙重HDL描述”的視角,這讓我非常期待它能如何係統地闡述這兩種描述方式之間的聯係與區彆,以及如何在實際設計中靈活運用。 “立體化教程”這個詞語,更是為這本書增添瞭幾分神秘感和吸引力。在我看來,“立體化”可能意味著它不僅僅是枯燥的理論講解,而是能夠從多個維度、多個角度來剖析FPGA數字設計的核心概念。也許它會結閤大量的實際案例,通過圖文並茂的方式,讓讀者仿佛身臨其境地參與到設計過程中;又或許它會提供豐富的代碼示例,引導讀者一步步地構建齣復雜的數字邏輯。更進一步的猜想是,它可能會探討一些“隱藏”在代碼之下的設計哲學和工程實踐,例如如何進行高效的綜閤、布局布綫,如何優化時序,如何處理功耗等。這些都是在初學階段常常被忽略,但在實際項目中又至關重要的方麵。這本書的齣現,無疑為我提供瞭一個探索這些深層奧秘的絕佳機會,我迫切地想知道它究竟是如何實現這種“立體化”的學習體驗的,是僅僅通過文字的堆砌,還是有更巧妙的編排方式,抑或是融入瞭某些互動式的學習元素。 在我接觸過的許多FPGA教材中,很多都側重於某一個特定的HDL語言(如Verilog或VHDL),或者隻停留在某個設計層級,往往缺乏一個將不同層級和不同語言無縫銜接的係統性闡述。特彆是對於門級描述,雖然其重要性不言而喻,但在如今高級綜閤工具日益強大的背景下,許多工程師可能對其理解不夠深入,導緻在遇到一些綜閤器難以處理的邊界情況時顯得束手無策。而行為級描述雖然靈活高效,但如果缺乏對底層硬件實現的理解,也可能導緻設計效率低下甚至無法滿足性能要求。這本書的“雙重HDL描述”的定位,恰恰抓住瞭這個痛點,它承諾將兩種截然不同的描述方式融閤在一起,這讓我對其內容充滿瞭好奇。 我特彆關注它將如何處理門級描述的細節。門級設計,顧名思義,就是直接對邏輯門(如AND, OR, NOT, XOR等)進行實例化來構建電路。這是一種非常底層的描述方式,它直接映射到FPGA的查找錶(LUT)和觸發器等硬件資源。理解門級設計的好處在於,能夠幫助我們深入理解硬件的工作原理,優化邏輯結構,避免一些低效的實現。然而,手動編寫門級代碼是非常耗時且容易齣錯的,因此現代FPGA設計流程通常是基於行為級描述,然後通過綜閤工具將其轉換為門級網錶。這本書是否會深入講解如何閱讀和分析綜閤工具生成的門級網錶?它是否會提供一些技巧,用於在高層次設計中就考慮門級實現的效率?或者,它是否會演示如何將一些關鍵的、對性能影響巨大的模塊,采用半手動的方式進行門級優化?這些都是我非常感興趣的問題,因為我總覺得,對門級設計的深刻理解,是成為一名真正優秀的FPGA工程師的必經之路。

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這本書名中的“Xilinx FPGA數字設計”這幾個字,讓我立刻聯想到瞭我正在使用的Xilinx開發闆,以及我過去在學習FPGA過程中所遇到的一些具體問題。Xilinx作為FPGA市場的巨頭,其技術棧非常龐大,從硬件架構到開發軟件,都充滿瞭值得深入探索的內容。對於我這樣一名正在努力提升FPGA設計能力的工程師來說,一本能夠係統性地介紹如何在高層次上利用Xilinx FPGA的特性進行高效設計的書籍,是極其寶貴的。我非常期待這本書能夠不僅僅是停留在泛泛的理論介紹,而是能夠深入到Xilinx FPGA的具體硬件細節。 “從門級到行為級雙重HDL描述”的提法,正是我所需要的。在實際的項目開發中,我們往往需要從高層次的行為級描述開始,然後通過綜閤工具將其轉化為門級網錶。然而,在很多情況下,僅僅依賴行為級描述而忽略底層門級實現的優化,會導緻最終設計的性能不佳,功耗過高,或者無法滿足時序約束。這本書如果能夠清晰地闡述如何在高層次上編寫“高效可綜閤”的行為級代碼,並且指導我們如何理解和分析綜閤工具生成的門級網錶,那將極大地提升我的設計能力。我特彆好奇它是否會提供一些具體的案例,展示如何通過調整行為級代碼的結構,來影響最終生成的門級邏輯,從而達到優化性能的目的。 “立體化教程”這個概念,讓我對書的內容有瞭更多的想象空間。它是否意味著書中會采用多維度的講解方式?例如,除瞭理論闡述,是否會包含大量的圖示,清晰地展現邏輯結構和信號流嚮?是否會提供豐富的代碼示例,覆蓋從簡單的邏輯門到復雜的IP核設計?更進一步,它是否會引導讀者進行仿真和調試,從而理解設計中的各種問題,並學會如何有效地解決它們?我非常期待它能像一個經驗豐富的導師一樣,帶領我一步步地深入理解FPGA設計的每一個環節。 我對書中關於HDL語言的部分也充滿瞭期待。Verilog和VHDL是FPGA設計中最常用的兩種硬件描述語言。我希望這本書能夠在這兩種語言的介紹上,不僅僅是語法層麵的講解,更會深入到它們在不同抽象層次上的應用。例如,如何用Verilog或VHDL描述一個基本的邏輯門?如何用它們來構建一個復雜的狀態機?如何用它們來實現一個數據通路?這本書是否會對比這兩種語言在不同場景下的優劣,並提供一些最佳實踐建議?這種深入的語言講解,結閤具體的硬件平颱,將使我能夠更自信地進行FPGA設計。

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當我看到“行為級HDL描述”這幾個字時,我的思緒立刻被拉迴到瞭我初次接觸Verilog/VHDL時的情景。那種能夠用一種高級語言來描述硬件功能,然後通過工具自動將其映射到物理硬件的便捷性,確實讓人感到興奮。行為級描述的優勢在於其抽象程度高,能夠讓工程師專注於算法和功能邏輯的實現,極大地提高瞭設計效率。然而,一個普遍存在的問題是,許多工程師在使用行為級描述時,往往隻關注功能的正確性,而忽略瞭其對底層硬件資源的影響,導緻最終綜閤齣的門級網錶效率低下,無法滿足時序或功耗的要求。這本書如果能夠在這方麵提供深入的指導,那將是非常寶貴的。 我特彆期待它能夠詳細闡述如何編寫“可綜閤”的行為級代碼。這其中涉及到很多具體的編程技巧和注意事項,例如如何避免使用不可綜閤的語句(如延遲語句 `(delay)`, `repeat` 循環的某些用法),如何正確地使用時序邏輯(如同步復位和異步復位的區彆,時序電路的建模),以及如何有效地利用並行性來加速計算。更進一步,我希望這本書能夠講解行為級描述與底層硬件結構之間的映射關係。例如,一個 `if-else` 結構在綜閤後會變成什麼?一個 `case` 語句又會如何實現?一個 `for` 循環能否被有效展開?這些問題如果能在書中得到清晰的解答,將極大地幫助我提升行為級設計的水平,寫齣更加高效、更加優化的代碼。 另外,“雙重HDL描述”的提法也讓我聯想到,這本書可能不僅僅是分彆介紹門級和行為級,而是強調兩者之間的“關聯性”和“互補性”。這或許意味著它會引導讀者在進行行為級設計時,就預先考慮好其可能的門級實現,從而寫齣更容易被綜閤器優化,並且最終性能錶現更佳的代碼。例如,在設計一個狀態機時,如何選擇閤適的編碼方式(如獨熱碼、二進製編碼)會直接影響到狀態寄存器的數量和組閤邏輯的復雜度。這本書是否會提供這方麵的指導?是否會展示一些設計模式,能夠同時滿足行為級描述的清晰性和門級實現的效率?這些都是我非常期待在書中找到答案的。 此外,在學習過程中,我常常會遇到一些“玄學”式的描述,比如“這個代碼綜閤後效率不高,但不知道為什麼”。我希望這本書能夠提供一種係統性的方法,讓我們能夠理解為什麼某些行為級代碼會導緻低效的門級實現,並且提供相應的優化建議。這種“知其所以然”的學習過程,遠比僅僅記住一些編碼規則更為重要。這本書的齣現,為我提供瞭一個絕佳的機會,去深入理解FPGA設計的精髓,並提高我的設計能力。

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當我第一次看到這本書的標題時,“Xilinx FPGA數字設計”這幾個字就牢牢抓住瞭我的目光。作為一個長期以來一直專注於Xilinx FPGA係列進行學習和開發的工程師,我深知這個領域的技術深度和廣度。Xilinx的産品綫非常豐富,從入門級的Artix係列到高性能的Virtex係列,再到自適應計算加速平颱ACAP,其技術發展日新月異。因此,擁有一本能夠全麵、係統地介紹如何在Xilinx FPGA上進行數字設計的書籍,對於我來說,就像是找到瞭一個通往更高設計水平的“秘籍”。 “從門級到行為級雙重HDL描述”這個副標題,更是讓我眼前一亮,並引發瞭我對書中內容的無限遐想。在實際的FPGA設計流程中,我們常常需要從高層次的行為級描述齣發,然後利用綜閤工具將其轉化為底層的門級網錶。然而,很多時候,設計師往往隻關注行為級代碼的功能實現,而忽視瞭其對底層硬件資源的潛在影響,這導緻瞭綜閤後産生的門級邏輯效率低下,無法滿足時序、功耗等關鍵性能指標。這本書如果能夠清晰地闡述如何在高層次上編寫“可綜閤”的行為級代碼,並且指導我們如何理解和分析綜閤工具生成的門級網錶,那將極大地提升我的設計能力。我尤其希望它能夠提供一些具體的案例,展示如何通過調整行為級代碼的結構,來影響最終生成的門級邏輯,從而達到優化性能的目的。 “立體化教程”這個概念,則讓我對書中可能的教學方式充滿瞭期待。在我看來,“立體化”意味著它不會僅僅是枯燥的文字堆砌,而是能夠從多個維度、多個角度來剖析FPGA數字設計的精髓。是否意味著書中會包含大量的圖示,清晰地展現邏輯結構和信號流嚮?是否會提供豐富的代碼示例,覆蓋從簡單的邏輯門到復雜的IP核設計?更進一步,它是否會引導讀者進行仿真和調試,從而理解設計中的各種問題,並學會如何有效地解決它們?我非常期待它能像一個經驗豐富的導師一樣,帶領我一步步地深入理解FPGA設計的每一個環節。 我特彆關注書中對HDL語言的講解。Verilog和VHDL是FPGA設計中最常用的兩種硬件描述語言。我希望這本書能夠在這兩種語言的介紹上,不僅僅是語法層麵的講解,更會深入到它們在不同抽象層次上的應用。例如,如何用Verilog或VHDL描述一個基本的邏輯門?如何用它們來構建一個復雜的狀態機?如何用它們來實現一個數據通路?這本書是否會對比這兩種語言在不同場景下的優劣,並提供一些最佳實踐建議?這種深入的語言講解,結閤具體的硬件平颱,將使我能夠更自信地進行FPGA設計。

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初次瞥見這本書名,便被其中“Xilinx FPGA數字設計”這幾個字所吸引,立刻勾起瞭我過去在Xilinx FPGA平颱上進行設計時的一些迴憶和挑戰。Xilinx作為FPGA領域的領導者,其産品綫覆蓋瞭從入門級到高端應用的廣泛需求,而掌握如何在Xilinx FPGA上高效地進行數字設計,無疑是每個FPGA工程師的必備技能。尤其是我在實際項目中,經常會遇到需要深入理解硬件架構纔能解決的設計難題,因此,一本能夠結閤Xilinx FPGA具體特性的設計教程,對我來說價值非凡。 “從門級到行為級雙重HDL描述”這個副標題,更是讓我看到瞭這本書的核心價值所在。在我的經驗中,許多FPGA入門教程往往隻側重於行為級描述,而對門級設計的講解相對較少,導緻很多工程師在遇到性能瓶頸時,難以有效地進行優化。反之,一些專注於門級設計的書籍,又可能脫離瞭現代EDA工具鏈的實際應用。這本書的“雙重HDL描述”的提法,預示著它能夠將這兩種看似獨立的設計層麵有機地結閤起來,提供一種更加全麵和深入的視角。我迫切希望瞭解它將如何清晰地闡述行為級描述與門級實現之間的映射關係,以及如何通過對門級實現的理解來指導行為級代碼的編寫,從而實現性能和效率的最大化。 “立體化教程”這個概念,則讓我對書中可能的教學方式充滿瞭期待。在我看來,“立體化”意味著它不僅僅是文字的堆砌,而是能夠從多個維度、多個角度來剖析FPGA數字設計的精髓。是否意味著書中會包含大量的圖示,清晰地展現邏輯結構和信號流嚮?是否會提供豐富的代碼示例,覆蓋從簡單的邏輯門到復雜的IP核設計?更進一步,它是否會引導讀者進行仿真和調試,從而理解設計中的各種問題,並學會如何有效地解決它們?我非常期待它能像一個經驗豐富的導師一樣,帶領我一步步地深入理解FPGA設計的每一個環節。 我對書中關於HDL語言的講解也充滿瞭期待。Verilog和VHDL是FPGA設計中最常用的兩種硬件描述語言。我希望這本書能夠在這兩種語言的介紹上,不僅僅是語法層麵的講解,更會深入到它們在不同抽象層次上的應用。例如,如何用Verilog或VHDL描述一個基本的邏輯門?如何用它們來構建一個復雜的狀態機?如何用它們來實現一個數據通路?這本書是否會對比這兩種語言在不同場景下的優劣,並提供一些最佳實踐建議?這種深入的語言講解,結閤具體的硬件平颱,將使我能夠更自信地進行FPGA設計。

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不錯,挺好的一本書。在看。

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很好 適用大學生 更適閤還在處處發愁的學習fpga的學生

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不錯不錯

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它和include不同的是,從這個環境變中引入的Makefile的“目標”不會起作用,如果

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學習xilinx的fpga時配套挺好用的

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會去找。

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書很厚,內容豐富,直的學習

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