电子系统EDA新技术丛书·Xilinx FPGA权威设计指南：Vivado 2014集成开发环境 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

何宾 著

图书标签:

• FPGA
• Xilinx
• Vivado
• EDA
• 数字电路
• Verilog
• 集成开发环境
• 电子设计
• 可编程逻辑
• 硬件设计

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121254000

版次：1

商品编码：11647848

包装：平装

丛书名： 电子系统EDA新技术丛书

开本：16开

出版时间：2015-02-01

用纸：胶版纸

页数：449

字数：742400

正文语种：中文

编辑推荐

　　　　选择本书的3大理由：　　知名作者何宾老师新力作，凝结了何宾老师多年工程设计、教学经验和创作的心血。　　系统介绍了Xilinx新一代集成开发环境Vivado 2014.3的设计方法、设计流程和具体实现，工程实用性强。　　《电子系统EDA新技术丛书·Xilinx FPGA设计指南：Vivado 2014集成开发环境》理论与应用并重，将Xilinx新的设计理论贯穿在具体的设计实现中。
　　

内容简介

　　《电子系统EDA新技术丛书·Xilinx FPGA设计指南：Vivado 2014集成开发环境》全面系统地介绍了Xilinx新一代集成开发环境Vivado 2014.3的设计方法、设计流程和具体实现。全书共分11章，内容包括：Xilinx UltraScale结构、Vivado集成设计环境导论、Vivado工程模式基本设计实现、Vivado非工程模式基本设计实现、创建和封装用户IP核流程、Vivado高级约束原理及实现、Vivado调试工具原理及实现、Vivado嵌入式系统设计实现、Vivado模型设计原理及实现、Vivado HLS原理及实现、Vivado部分可重配置原理及实现。《电子系统EDA新技术丛书·Xilinx FPGA设计指南：Vivado 2014集成开发环境》参考了Xilinx提供的大量Vivado设计资料，理论与应用并重，将Xilinx设计理论贯穿在具体的设计实现中。

作者简介

　　何宾，著名的嵌入式系统专家和EDA技术专家，长期从事嵌入式系统和电子设计自动化方面的教学和科研工作，与全球知名的半导体厂商和EDA工具厂商保持紧密合作，致力于推动国内高校电子信息技术的教学改革。目前已经出版嵌入式系统和电子设计自动化方面的著作20余部，内容涵盖电路仿真、电路设计、现场可编程门阵列、单片机、嵌入式系统等。代表作有《Xilinx FPGA数字设计》、《Xilinx All Programmable Zynq-7000 SoC设计指南》、《Altium Designer13.0电路设计、《STC单片机原理及应用》等。

内页插图

目录

第1章 Xilinx新一代Ultra Scale结构
1.1 Ultra Scale结构特点
1.2 可配置逻辑块
1.2.1 可配置逻辑块的特点
1.2.2 多路复用器
1.2.3 进位逻辑
1.2.5 分布式RAM（只有SLICEM）
1.2.6 只读存储器（ROM）
1.2.7 移位寄存器（只有SLICEM）
1.3 时钟资源和时钟管理单元
1.3.1 时钟资源
1.3.2 时钟管理模块
1.4 块存储器资源
1.5 专用的DSP模块
1.6 输入／输出块
1.7 高速串行收发器
1.8 PCI-E模块
1.9 Interlaken集成块
1.10 Ethernet模块
1.11 系统监控器模块
1.12 配置模块
1.13 互联资源

第2章 Vivado集成设计环境导论
2.1 Vivado系统级设计流程
2.2 Vivado功能和特性
2.3 Vivado中电路结构的网表描述
2.4 Vivado中工程数据的目录结构
2.5 Vivado中Journal文件和Log文件功能
2.5.1 Journal文件（Vivado.jou）
2.5.2 Log文件（Vivado.log）
2.6 Vivado两种设计流程模式
2.6.1 工程模式和非工程模式不同点比较
2.6.2 工程模式和非工程模式命令的不同
2.7 Vivado中XDC文件
2.7.1 XDC的特性
2.7.2 XDC与UCF比较
2.7.3 约束文件的使用方法
2.7.4 约束顺序
2.7.5 XDC约束命令
2.8 Vivado集成设计环境的启动方法
2.9 Vivado集成设计环境主界面
2.10 Vivado设计主界面及功能
2.10.1 流程处理主界面及功能
2.10.2 工程管理器主界面及功能
2.10.3 工作区窗口
2.10.4 设计运行窗口

第3章 Vivado工程模式基本设计实现
3.1 创建新的设计工程
3.2 创建并添加一个新的设计文件
3.3 RTL详细描述和分析
3.4 设计综合和分析
3.4.1 综合过程的关键问题
3.4.2 设计综合选项
3.4.3 Vivado支持的属性
3.4.4 执行设计综合
3.4.5 综合报告的查看
3.5 设计行为级仿真
3.6 创建实现约束
3.6.1 实现约束的原理
3.6.2 I／O规划器功能
3.6.3 实现约束过程
3.7 设计实现和分析
3.7.1 设计实现原理
3.7.2 设计实现选项
3.7.3 设计实现及分析
3.7.4 静态时序分析
3.8 设计时序仿真
3.9 生成编程文件
3.9.1 执行生成可编程文件
3.9.2 生成编程文件选项
3.10 下载比特流文件到FPGA

第4章 Vivado非工程模式基本设计实现
4.1 非工程模式基本命令和功能
4.1.1 非工程模式基本命令列表
4.1.2 典型Tcl脚本的使用
4.2 Vivado集成开发环境分析设计
4.2.1 启动Vivado集成开发环境
4.2.2 打开设计检查点的方法
4.3 修改设计路径
4.4 设置设计输出路径
4.5 读取设计文件
4.6 运行设计综合
4.7 运行设计布局
4.8 运行设计布线
4.9 生成比特流文件
4.10 下载比特流文件

第5章 创建和封装用户IP核流程
5.1 Vivado定制IP流程
5.2 创建新的用于创建IP的工程
5.3 设置定制IP的库名和目录
5.4 封装定制IP的实现
5.5 创建新的用于调用IP的工程
5.6 设置包含调用IP的路径
5.7 创建基于IP的系统
5.8 系统行为级仿真
5.9 系统设计综合
5.10 系统实现和验证

第6章 Vivado高级约束原理及实现
6.1 时序检查概念
6.1.1 基本术语
6.1.2 时序路径
6.1.3 建立和保持松弛
6.1.4 建立和保持检查
6.1.5 恢复和去除检查
6.2 时序约束概念
6.2.1 时钟定义
6.2.2 时钟组
6.2.3 I／O延迟约束
6.2.4 时序例外
6.3 生成时序报告
6.4 添加时序约束
6.4.1 时序约束策略
6.4.2 时序约束策略
6.5 物理约束原理
6.5.1 网表约束
6.5.2 布局约束
6.5.3 布线约束
6.6 布局约束实现
6.6.1 修改综合属性
6.6.2 布局约束方法
6.7 布线约束实现
6.7.1 手工布线
6.7.2 进入分配布线模式
6.7.3 分配布线节点
6.7.4 取消分配布线节点
6.7.5 完成并退出分配布线模式
6.7.6 锁定LUT负载上的单元输入
6.7.7 分支布线
6.7.8 直接约束布线
6.8 修改逻辑实现
6.9 配置约束原理
6.10 增量编译
6.10.1 增量编译流程
6.10.2 运行增量布局和布线
6.10.3 使用增量编译
6.10.4 增量编译高级分析

第7章 Vivado调试工具原理及实现
7.1 设计调试原理和方法
7.2 创建新的FIFO调试工程
7.3 添加FIFOIP到设计中
7.4 添加顶层设计文件
7.5 使用HDL例化添加FIFO到设计中
7.6 添加约束文件
7.7 网表插入调试探测流程方法及实现
7.7.1 网表插入调试探测流程的方法
7.7.2 网表插入调试探测流程的实现
7.8 使用添加HDL属性调试探测流程
7.9 使用HDL例化调试核调试探测流程

第8章 Vivado嵌入式系统设计实现
8.1 简单硬件系统设计
8.1.1 创建新的工程
8.1.2 使用IP集成器创建处理器系统
8.1.3 生成顶层HDL和导出设计到SDK
8.1.4 创建存储器测试程序
8.1.5 验证设计
8.2 在PL内添加外设
8.2.1 打开工程
8.2.2 添加两个GPIO实例
8.2.3 连接外部GPIO外设
8.2.4 设计综合
8.2.5 生成比特流和导出硬件到SDK
8.2.6 生成测试程序
8.2.7 验证设计
8.3 创建和添加定制IP
8.3.1 创建定制IP模板
8.3.2 修改定制IP设计模板
8.3.3 使用IP封装器封装外设
8.3.4 打开工程和修改设置
8.3.5 添加定制IP到设计
8.3.6 添加BRAM
8.3.7 添加约束xdc
8.4 编写软件程序
8.4.1 打开工程
8.4.2 创建应用工程
8.4.3 为LED_IP分配驱动
8.4.4 分析汇编目标文件
8.4.5 验证设计
8.5 软件控制定时器和调试
8.5.1 打开工程
8.5.2 创建SDK软件工程
8.5.3 在硬件上验证操作
8.5.4 启动调试器
8.6 使用硬件分析仪调试
8.6.1 ILA核原理
8.6.2 VIO核原理
8.6.3 打开工程
8.6.4 添加定制IP
8.6.5 添加ILA和VIO核
8.6.6 标记和分配调试网络
8.6.7 生成测试程序
8.6.8 验证和调试

第9章 Vivado模型设计原理及实现
9.1 FPGA信号处理方法
9.2 FPGA模型设计模块
9.2.1 Xilinx Blockset
9.2.2 Xilinx Reference Blockset
9.3 System Generator运行环境的配置
9.4 信号模型的构建和实现
9.4.1 信号模型的构建
9.4.2 模型参数的设置
9.4.3 信号处理模型的仿真
9.4.4 生成模型子系统
9.4.5 模型HDL代码的生成
9.4.6 打开生成设计文件并仿真
9.4.7 协同仿真的配置及实现
9.4.8 生成IP核
9.5 编译MATLAB到FPGA
9.5.1 模型的设计原理
9.5.2 系统模型的建立
9.5.3 系统模型的仿真
9.6 FIR滤波器的设计与实现
9.6.1 FIR滤波器设计原理
9.6.2 生成FIR滤波器系数
9.6.3 构建FIR滤波器模型
9.6.4 仿真FIR滤波器模型
9.6.5 修改FIR滤波器模型
9.6.6 仿真修改后FIR滤波器模型

第10章 VivadoHLS原理及实现
10.1 高级综合工具概述
10.1.1 高级综合工具的功能和特点
10.1.2 不同的命令对HLS综合结果的影响
10.1.3 从C中提取硬件结构
10.2 高级综合工具调度和绑定
10.2.1 高级综合工具调度
10.2.2 高级综合工具绑定
10.3 VivadoHLS工具的优势
10.4 C代码的关键属性
10.4.1 函数
10.4.2 类型
10.4.3 循环
10.4.4 数组
10.4.5 端口
10.4.6 操作符
10.5 时钟测量术语说明
10.6 HLS关键优化策略
10.6.1 延迟和吞吐量
10.6.2 循环的处理
10.6.3 数组的处理
10.6.4 函数内联
10.6.5 命令和编译指示
10.7 VivadoHLS数字系统实现
10.7.1 基于HLS实现组合逻辑
10.7.2 基于HLS实现时序逻辑
10.7.3 基于HLS实现矩阵相乘

第11章 Vivado部分可重配置原理及实现
11.1 可重配置导论
11.1.1 可重配置的概念
11.1.2 可重配置的应用
11.1.3 可重配置的特点
11.1.4 可重配置术语解释
11.1.5 可重配置的要求
11.1.6 可重配置的标准
11.1.7 可重配置的流程
11.2 可重配置的实现
11.2.1 查看脚本
11.2.2 综合设计
11.2.3 实现第一个配置
11.2.4 实现第二个配置
11.2.5 验证配置
11.2.6 生成比特流
11.2.7 部分重配置FPGA

精彩书摘

　　11.1.3 可重配置的特点　　1．降低成本和电路板的空间　　通过重配置技术解决了两个设计者普遍存在的问题。　　（1）在一个已经使用的器件中，适配更多的逻辑。　　（2）在一个更小的、更便宜的器件中，适配一个设计。　　历史上，设计者们花费数天时间，甚至几个星期，尝试新的实现开关，返工设计代码，并重新设计解决方案，将设计装入最小可能的FPGA器件中。现在通过部分重新配置技术，设计者就可以动态地时分复用部分可用的硬件资源，以减少其设计规模。同时根据设计要求来控制加载逻辑功能的能力，也大大减少了空闲逻辑，从而进一步节省了额外的空间。　　这一策略的一个例子是，在软件无线电（Software Defined Radio，SDR）系统中使用部分可重配置。在SDR中，设计者根据要求上传一个新的波形用于和一个新的通道建立通信。为了使单一的硬件平台可以支持任意数量的波形，要求只有唯一的部分比特流能用于这些波形。由于部分可重配置的“在飞行”（on-the-fly）特性，其他已经建立连接的通道不会被上传到其他的通道所破坏。　　2．增加已部署系统的灵活性　　在过去，改变现场的一个设计，要求设计新的布局和布线，以及交付整个的配置文件。当需要修改设计时，设计者不得不将系统断电。相比较之下，通过部分可重配置技术，设计者只需要布局和布线所修改的功能，然后将这个新的部分映像提交到系统中即可。　　并且，当启动并运行系统时，设计者可以动态地插入新的功能，以改善系统的性能。因此，互斥的功能可以插入到相同的空间内，而不需要重新设计系统或者将设计移植到一个更大的器件中。　　体现部分可重配置好处的另一个例子是在光纤传输网络（Optical Transport Network，OTN）的应用。类似于SDR，支持不同的协议来创建一个更高效的硬件系统，即在FPGA中只加载用于当前在任何一点特定通道的协议。因此，对于一个已经部署的系统来说，不仅可以通过使用最小的资源来处理很多不同类型的流量，而且可以使用最新的协议更新系统，而不必全部重新设计。　　3．降低功耗　　对于当前的设计者来说，功耗是最为关心的问题。但是，随着FPGA设计规模和复杂度的增加，功耗也相应增加。而带有设计技巧的综合和实现工具，能帮助设计者降低功耗。通过使用部分重配置技术，进一步降低静态和动态功耗。　　一种降低静态功率的方法是使用较小规模的器件。通过使用部分可重配置技术，设计者能将FPGA进行时间片分割，并且能独立地运行设计的一部分。由于不是设计的每个部分都需要100%的时间，因此设计能要求更小的器件或者更少数量的器件。　　部分可重配置也潜在地降低了操作功耗和静态功耗。例如，很多设计必须能高速运行，而最高的性能可能只需要一个很少的时间段，为了降低功耗，设计者使用部分重配置来暂时去除一个高性能的设计，该设计是同一设计的低功耗版本，而不使用排他性设计用于最大性能，当系统要求时，设计者可以切换回高性能的设计。　　这个原理也应用到了I/O标准，特别是当一个高功率接口并不要求100%时间的场合。低电压差分传输（Low Voltage Differential Signaling，LVDS）是一个高功耗的接口（不考虑活动性，这是由于高DC电流要求为接口提供能量）。当不要求最高性能时，设计者能使用部分可重配置将I/O从LVDS变成低功耗接口，如LVCMOS；而当要求高速传输时，再切换到LVDS。　　4．其他优点　　在一个FPGA内动态地时分复用硬件的能力，提供了其他方面的优势。　　（1）在选择用于一个应用的算法或者协议时，提供了实时的灵活性。　　（2）在一个设计安全性时，可以使用新的技术。　　（3）改善FPGA的故障容错能力。　　（4）促进可配置计算。　　（5）降低存储比特流的要求。　　11.1.4 可重配置术语解释　　为了后续章节的描述方便，下面对可重配置技术中所涉及的一些术语进行说明。　　1．Top-down synthesis（自顶向下的综合，不用于部分可重配置）　　（1）一个综合工程，该工程综合平面设计，用于优化。　　（2）经常称为平面综合。　　（3）不支持层次化实现。　　2．Bottom-up synthesis（自底向上综合）　　（1）独立综合工程，产生多个网表。　　（2）自底向上综合要求为每个分区分配一个独立的网表。　　（3）没有跨越边界的优化。这样，可以对设计的每个分区进行独立地综合。　　（4）对带有用于分区的黑盒顶层逻辑进行综合。　　3．Configuration（配置）　　一个配置是一个完整的设计，包括静态逻辑以及用于每个可配置分区的一个可配置的模块。　　在一个部分重配置FPGA工程中，可以有多个配置。每个配置生成一个充分的比特流文件，以及用于每个可配置模块的一个部分比特流文件。　　4．Configuration Frame（配置帧）　　配置帧是FPGA配置存储空间中最小的可寻址段。从这些分散的最底层元素构建配置帧。在7系列器件中，基本的可重配置的帧的大小为一个元件（CLB、BRAM、DSP）宽度和一个时钟区域高度。　　5．Internal Configuration Access Port（内部配置访问端口）　　内部配置访问端口是SelectMAP接口的一个内部版本。　　6．Partial Reconfiguration（部分重配置）　　部分重配置指当前正在修改一个正在运行的FPGA设计，这个修改是通过下载一个部分比特流实现的。　　7．Partition（分区）　　一个分区是设计的一个逻辑部分，由设计者在一个层次中进行定义。这个定义用于设计重用。一个分区是一个新的实现或者先前保留的一个实现。一个被保护的分区其功能和实现都是一致的。　　8．Partition Pins（分区引脚）　　一个分区引脚是在静态和可重配置逻辑之间的逻辑和物理的连接。　　9．Static Logic（静态逻辑）　　所有设计内的逻辑是不可重配置的，它不是可重配置分区的一部分。当对可重配置分区进行重新配置时，静态逻辑总是活动的。　　10．Static Design（静态设计）　　静态设计是设计的一部分，它在部分重配置的过程中不会变化。静态设计包括顶层和没有定义为可重配置的所有模块。静态设计由静态逻辑和静态布线所建立。　　11．Reconfigurable Module（可重配置模块，RM）　　在可重配置分区内，一个RM是网表或者HDL描述的实现。每个可配置分区内可以有多个可重配置的模块。　　12．Reconfigurable Partition（可重配置分区，RP）　　RP是在一个例化中的属性设置，其定义了该实例是可重配置的。PR是设计层次中的一个层次，在这个层次上可以使用不同的RM进行实现。典型地，一些Tcl命令，如opt_design、place_design和route_design，用于检测实例上的HD.RECONFIGURABLE属性，并且正确地处理它。　　11.1.5 可重配置的要求　　（1）可重配置要求使用Vivado 2014.3或更新的版本。　　（2）Vivado 2014.3可重配置支持下面的器件。　　① 7系列：包括Virtex-7、Kintex-7、Artix-7以及Zynq-7000 SoC器件。　　② UltraScale系列：KU040和VU095。　　（3）只通过Tcl或命令行支持PR。此外，不支持工程。　　（4）要求为每个元素类型进行布局规划，用于定义可重配置的域。　　① 于最大的效率来说，7系列器件使用RESET_AFTER_RECONFIG特性，以及垂直对齐到帧/时钟区域边界。　　② 也应用水平对齐规则。　　（5）设计者负责自底向上的综合，以及管理RM网表文件。　　① 可以使用任何综合工具。在创建可重配置模块网表时，禁止I/O插入。　　② 对于可重配置模块的综合，Vivado综合使用脱离上下文的模块分析流程。　　（6）支持标准的时序约束和额外的时序规划能力。　　（7）建立一个唯一的DRC集，用于引导设计者在一个成功的布线路径上完成设计。　　（8）一个PR设计必须考虑PR的初始化和部分比特流文件的传递，或者在FPGA内，或者作为系统设计的一部分。　　（9）一个PR必须包含用于分区的由可变RM所使用的所有引脚的超集。因此，这将导致对出现一些模块没有用的输入或者输出，但是这增加了PR解决方案的灵活性。在模块内没用的引脚，将引起不确定的状态。如果这对设计是一个问题，则可以将输出驱动为常量。　　（10）在生成比特流时，支持黑盒。　　11.1.6 可重配置的标准　　（1）对于7系列的器件来说，遵循下面的规则。　　① 可重配置的资源包括CLB、BRAM和DSP元件类型，以及布线资源。　　② 不可以重配置时钟，以及时钟正在修改的逻辑（包括BUFG、BUFR、MMCM、PLL和类似的元件），因此它们必须驻留在静态区域内。　　③ 下面的元件不可以重配置，必须驻留在静态区域内。　　I/O和I/O相关的元件（ISERDES、OSERDES、IDELAYCTRL等）　　串行收发器（MGT）和相关元件　　单个的结构特性元件（如BSCAN、STARTUP、XADC等）　　（2）对于UltraScale器件来说，可重配置的元件范围扩大：　　① 可重配置的资源包括CLB、BRAM和DSP元件类型，以及布线资源。　　② 可以重配置时钟，以及时钟正在修改的逻辑（包括BUFG、BUFR、MMCM、PLL和类似的元件）。　　③ I/O和I/O相关的元件（ISERDES、OSERDES、IDELAYCTRL等）。　　④ 串行收发器（MGT）和相关元件。　　⑤ PCIe、CMAC、Interlaken和SYSMON块。　　这些新元件的比特流粒度要求遵守一些规则。例如，I/O的部分可重配置要求整个组，外加该帧内所有的时钟资源一起都是可重配置的。　　只有配置元件（如BSCAN、STARTUP、ICAP、FRAME_ECC等）必须保留在设计的静态区域内。　　（3）限制到RP的全局时钟资源，这取决于这些RP所占用的器件和所占用的时钟区域。　　（4）当使用元件实现IP时，IP的使用也会受到限制：　　Vivado调试集线器（BSCAN和BUFG）　　带有嵌入式全局缓冲区或者I/O的IP模块　　MIG控制器（MMCM）　　（5）必须对可重配置模块进行初始化，以保证在重配置后的开始条件。通过选择RESET_AFTER_RECONFIG特性，用一个本地复位或者一个专用的GSR事件，设计者可以手工实现该要求。　　（6）推荐去耦合逻辑。这样，在部分重配置期间，将设计中的静态部分和可重配置区域的连接断开。　　可以把到可重配置模块的时钟和其他输入去耦合，这样用于阻止在重配置期间内对存储器“虚假”写操作。如果没有使用RESET_AFTER_RECONFIG特性，则需要考虑这一点。　　（7）必须对一个可重配置区域进行布局规划。这样，模块必须是一个由Pblock保留的模块，并且满足时序的要求。如果完成该模块，推荐通过使用非PR流程运行这个设计，以得到一个对布局、布线和时序结果的初始评估。如果设计是通过非PR流程发布的，则在移动到PR流程前，必须解决这些问题。　　（8）在一个RP的引脚中，有一个分区引脚。这是一个布线点，用于将静态逻辑连接到RP上。如果一个设计有过多的分区引脚用于可用的布线资源，可能会发生布线阻塞。　　（9）Virtex-7 SSI器件（7V2000T、7VX1140T、7VH870T、7VH580T）有两个基本的要求：　　① 可重配置的区域必须充分地包含在一个单个的SLR中。这确保全局复位事件和RM内的所有元素同步，所有的超长连线（Super Long Line，SLL）包含在设计的静态部分。SLL是不可重配置的。　　② 如果使用ICAP发送部分比特流，必须位于主SLR，它是这些器件的SLR1。在ICAP上应用位置约束，将其只能约束到ICAP_X0Y2或者ICAP_X0Y3。比特流的格式是贯穿四个SLR的标准菊花链。　　……

前言/序言

《FPGA嵌入式系统设计实战：从原理到应用》 内容简介 本书旨在为广大电子工程领域的工程师、嵌入式系统开发者、高校师生以及FPGA爱好者提供一本内容详实、兼具理论深度与实践指导的FPGA嵌入式系统设计参考手册。本书不同于市面上众多侧重于单一工具链介绍的教材，而是以“从原理出发，贯穿实战”为核心理念，深入浅出地剖析FPGA嵌入式系统设计的各个关键环节，并结合实际项目案例，引导读者掌握从需求分析、系统架构设计、硬件实现到软件开发、调试验证的全流程技术。 第一部分：FPGA嵌入式系统设计基础 本部分将为读者构建扎实的FPGA嵌入式系统设计理论基础。 第一章 FPGA基础原理与架构 深入解析FPGA（Field-Programmable Gate Array）的定义、发展历程及在现代电子系统中的地位。 详细阐述FPGA的核心组成部分，包括CLB（Configurable Logic Block）、IOB（Input/Output Block）、DSP Slice、BRAM（Block RAM）等，并说明它们的功能和工作原理。 介绍不同FPGA厂商（如Xilinx, Intel/Altera等）的主流产品系列及其架构特点，帮助读者理解不同器件的适用场景。 重点讲解FPGA的可编程性，包括配置流程、位流文件（Bitstream）的生成与加载机制。 第二章 数字逻辑设计基础与Verilog/VHDL语言 回顾和强化数字逻辑设计的基本概念，如组合逻辑、时序逻辑、状态机等。 详细介绍硬件描述语言（HDL）在FPGA设计中的作用，并分别对Verilog和VHDL进行系统性的讲解。 Verilog语言部分： 涵盖模块定义、端口声明、数据类型、运算符、行为级建模、结构级建模、生成语句（generate statement）、参数化设计、时序控制（always块、时钟和复位）、任务（task）与函数（function）等。 VHDL语言部分： 讲解实体（entity）、架构（architecture）、库（library）、包（package）、信号（signal）、变量（variable）、进程（process）、并发语句、顺序语句、属性（attribute）等核心概念。 强调两种HDL语言在描述同步和异步逻辑、组合逻辑和时序逻辑时的不同风格与最佳实践。 通过大量实例，演示如何使用HDL语言实现简单的数字电路，为后续设计打下坚实基础。 第三章 FPGA开发流程与工具链概述 介绍FPGA设计的典型开发流程，包括需求分析、逻辑设计、仿真验证、综合、实现（布局布线）、时序约束、生成比特流、下载与硬件调试。 概述主流FPGA厂商的集成开发环境（IDE），如Xilinx Vivado、Intel Quartus Prime等（本书将以一种通用的理念来讲解，而非局限于特定版本）。 讲解EDA（Electronic Design Automation）工具在FPGA设计中的作用，如仿真器、综合器、适配器（place & route）、时序分析工具等。 强调仿真在FPGA设计验证中的重要性，介绍不同类型的仿真（行为仿真、门级仿真、后仿真）。 第四章 系统级设计方法与IP核复用 阐述现代FPGA设计中系统级思维的重要性。 介绍面向对象的设计思想在HDL设计中的应用，以及模块化、层次化设计原则。 深入讲解IP（Intellectual Property）核的概念、分类（硬核、软核、固核）及其在FPGA设计中的优势，如何提高开发效率和设计质量。 指导读者如何查找、评估和集成第三方IP核，以及如何使用厂商提供的IP核生成器。 讲解Wishbone、AXI等片上总线协议，及其在IP核互联中的作用。 第二部分：FPGA嵌入式系统核心技术 本部分将聚焦于构建高性能、高效率FPGA嵌入式系统的关键技术。 第五章 高性能时序逻辑设计 深入探讨时序约束（Timing Constraints）的重要性，包括建立时间（Setup Time）、保持时间（Hold Time）、时钟周期（Clock Period）等。 讲解时序收敛（Timing Closure）的策略和技巧，如何通过代码优化、资源分配、布局布线调整来满足时序要求。 分析时钟域交叉（Clock Domain Crossing, CDC）问题及其解决方案，如握手信号、FIFO等。 讲解异步复位（Asynchronous Reset）和同步复位（Synchronous Reset）的设计与比较。 介绍亚稳态（Metastability）的产生机理和避免方法。 第六章 高速接口与通信协议 详细讲解FPGA常用的高速接口技术，如DDR SDRAM接口、LVDS接口、SerDes（Serializer/Deserializer）接口等，包括其原理、时序和实现方法。 介绍常用的通信协议及其FPGA实现： 串行通信： UART、SPI、I2C的FPGA端设计。 并行通信： 并行总线接口的设计。 高速串行通信： PCIe、USB、Ethernet（MAC层）的FPGA实现原理与参考设计。 视频接口： HDMI、MIPI DSI/CSI的FPGA解决方案。 强调接口时序匹配、信号完整性（Signal Integrity）和阻抗匹配等关键设计要素。 第七章 片上系统（SoC）设计与处理器集成 深入探讨SoC（System-on-Chip）的概念，以及FPGA在SoC设计中的角色。 讲解软核处理器（如MicroBlaze, Nios II）和硬核处理器（如ARM Cortex-A系列）在FPGA上的集成方式。 介绍片上总线（On-chip Bus）如AXI（Advanced eXtensible Interface）协议，它是现代SoC设计的标准，详细讲解AXI的读写通道、协议握手、突发传输等。 演示如何使用IP生成器创建包含处理器、存储器控制器、外设接口的完整SoC系统。 讲解中断控制器、DMA（Direct Memory Access）控制器等关键组件的设计与集成。 第八章 嵌入式软件与硬件协同设计 强调嵌入式系统软件和硬件紧密结合的重要性。 介绍交叉编译工具链（Cross-compilation Toolchain）的配置与使用。 讲解固件（Firmware）的开发流程，包括启动代码、操作系统（如Linux, FreeRTOS）的移植与配置。 介绍驱动程序（Device Driver）的设计，如何通过软件访问和控制FPGA上的硬件模块。 演示如何通过调试器（如JTAG）进行硬件和软件的联合调试。 讲解内存映射I/O（Memory-Mapped I/O）和端口I/O（Port I/O）的访问方式。 第三部分：FPGA嵌入式系统项目实战 本部分将通过详细的项目案例，引导读者将理论知识应用于实际工程。 第九章 基于FPGA的数字信号处理（DSP）模块设计 介绍DSP在FPGA上的应用，如滤波器、FFT（Fast Fourier Transform）等。 讲解如何使用Verilog/VHDL实现FIR（Finite Impulse Response）和IIR（Infinite Impulse Response）滤波器。 演示FFT算法的FPGA实现策略，包括蝶形运算、流水线设计等。 讲解定点（Fixed-Point）和浮点（Floating-Point）运算在DSP设计中的权衡。 结合实际的传感器数据采集与处理案例，展示DSP模块的设计与验证。 第十章 高性能图像/视频处理FPGA加速器设计 介绍FPGA在图像/视频处理领域的应用优势，如并行处理能力。 讲解图像采集接口（如CameraLink, MIPI CSI）的FPGA实现。 设计和实现常见的图像处理算法，如图像缩放、色彩空间转换、边缘检测、图像增强等。 介绍视频输出接口（如HDMI）的设计。 通过一个完整的视频处理流水线项目，演示如何整合采集、处理与输出环节。 第十一章 嵌入式实时控制系统设计 讲解FPGA在工业自动化、机器人控制等领域的应用。 设计实时任务调度机制，确保控制指令的精确执行。 实现PID（Proportional-Integral-Derivative）控制器等经典控制算法。 讲解如何通过FPGA实现高精度脉冲宽度调制（PWM）信号发生器。 结合步进电机或伺服电机控制的案例，演示实时控制系统的完整设计与实现。 第十二章 FPGA嵌入式系统调试与性能优化 深入讲解FPGA硬件调试的常用技术，如JTAG接口、逻辑分析仪（ILA）的使用。 介绍软件调试技术，如断点、单步执行、变量监视等。 讲解性能分析工具的使用，如功耗分析、时序分析报告解读。 提供系统级性能优化的通用策略，包括并行化、流水线化、算法优化、硬件资源高效利用等。 讲解低功耗设计（Low Power Design）的基本方法。 结论 本书集原理讲解、技术剖析、工具应用与项目实战于一体，力求为读者提供一个全面、系统、实用的FPGA嵌入式系统设计学习平台。通过对本书的学习，读者不仅能够掌握FPGA嵌入式系统设计的基本原理和关键技术，更能够通过项目实践，提升独立完成复杂嵌入式系统设计的能力。本书适合作为高等院校电子工程、计算机科学及相关专业的教材或参考书，也是从事嵌入式系统研发的工程师和技术爱好者的宝贵资源。

评分☆☆☆☆☆

我所在的团队一直在尝试优化我们的FPGA设计流程，以应对日益增长的项目复杂度和缩短开发周期。在选择EDA工具方面，我们一直对Xilinx的Vivado平台抱有极大的关注。然而，要真正发挥Vivado的潜力，尤其是在2014这个版本更新迭代的关键时期，掌握其精髓并非易事。市面上有一些关于FPGA的书籍，但很多都未能深入探讨Vivado平台在实际工程中的应用。我期待这本《Xilinx FPGA权威设计指南：Vivado 2014集成开发环境》能够为我们团队提供一套实用的、面向工程实践的设计指导。我非常希望书中能够详细阐述Vivado在项目管理、代码编写、逻辑综合、物理实现、时序收敛以及片上调试等方面的最佳实践。例如，如何有效地组织项目结构，如何编写可维护、可复用的HDL代码，如何精细地进行时序约束和分析，以及如何利用Vivado的各项调试工具来快速定位和解决设计中的bug。如果书中能够分享一些在实际大型项目中遇到的典型问题及其解决方案，那将对我们团队的实际工作起到极大的指导作用。

评分☆☆☆☆☆

我是一名初涉FPGA设计领域的研究生，在学习过程中，我经常会遇到各种各样的技术难题，尤其是在使用EDA工具进行设计和验证时，常常感到力不从心。市面上关于FPGA的书籍虽然不少，但很多都过于理论化，或者内容更新不够及时，难以满足当前工程实践的需求。当我看到这本《电子系统EDA新技术丛书·Xilinx FPGA权威设计指南：Vivado 2014集成开发环境》时，我感到眼前一亮。Xilinx FPGA本身就占据着重要的市场份额，而Vivado作为其最新的开发环境，代表了行业的前沿技术。我非常看重这本书的“权威设计指南”这一定位，希望它能够提供一套严谨、系统且贴合实际的设计方法论。我期待书中能够详细介绍Vivado工具的各个模块，例如IP核的调用、综合与实现的过程、时序约束的设置、仿真与调试的技巧等等。如果书中还能包含一些实际的项目案例分析，那就更好了，这样我就可以将学到的理论知识与实际应用相结合，提高我的工程实践能力，为我未来的学术研究和职业发展打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在FPGA领域摸爬滚打了数年的工程师，我深知跟上技术更新的速度有多么重要。FPGA技术日新月异，EDA工具的迭代更是频繁，稍不留神就可能落伍。Xilinx的Vivado平台，尤其是2014这个版本，无疑是当时非常重要的一个里程碑，引入了许多新的特性和性能优化，对提升设计效率和优化设计质量起到了关键作用。我手中已经有一些关于FPGA的老教材，但很多内容在Vivado环境下已经显得有些陈旧。因此，我非常渴望能够找到一本能够真正反映Vivado 2014环境下FPGA设计精髓的著作。我希望这本书不仅仅是工具的简单介绍，更重要的是能够深入剖析在Vivado中进行高级FPGA设计所需的关键技术和最佳实践。例如，如何高效地利用IP Catalog，如何进行模块化设计和IP集成，如何运用高级时序分析技术来满足苛刻的时序要求，以及如何有效地进行功耗和面积优化。这本书如果能提供一些针对复杂设计的解决方案和技巧，那对我来说将是无价之宝。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计给我留下了深刻的印象，那种沉稳而又充满科技感的蓝色调，搭配上清晰的书名和作者信息，立刻就勾起了我想要深入了解其内容的兴趣。我一直对FPGA技术抱有浓厚的兴趣，也关注着相关领域的技术发展，而Xilinx作为FPGA领域的领军企业，其技术动态和设计方法自然是我的重点关注对象。这本书的副标题“Vivado 2014集成开发环境”也精准地指出了其核心内容，Vivado作为Xilinx新一代的EDA工具，其强大功能和灵活的流程早已闻名，但真正掌握并将其运用到实际项目中，还需要系统性的学习和指导。我期待这本书能为我打开通往Vivado设计世界的大门，让我能够系统地理解其架构、工作流程以及各种高级功能的应用。从封面上透露出的专业性来看，这本书很有可能涵盖了从基础概念到高级应用的全面内容，能够帮助我建立扎实的FPGA设计基础，并且能够熟练掌握Vivado工具的使用技巧，从而在实际的FPGA项目中游刃有余。

评分☆☆☆☆☆

我是一个对电子系统设计充满好奇心的新手，虽然目前还没有接触过FPGA，但我对这个领域的前景非常看好，并且计划深入学习。在选择入门书籍时，我非常注重内容的系统性和易懂性。这本书的标题中“电子系统EDA新技术丛书”这个系列名称，让我觉得它可能属于一个比较有体系的学习框架，而“Xilinx FPGA权威设计指南”则让我看到了一个权威的学习方向。特别是我看到“Vivado 2014集成开发环境”这个具体的工具名称，我理解它是一款重要的FPGA设计软件。我希望这本书能够从最基础的概念讲起，循序渐进地引导我了解FPGA的原理，然后逐步介绍如何使用Vivado这个工具进行电路的设计、编写代码、仿真验证，直到最后生成硬件配置。书中如果能包含一些图文并茂的讲解，能够清晰地展示软件界面和操作步骤，对我这样的初学者来说会非常有帮助。我期待这本书能够让我快速入门，建立对FPGA设计流程的基本认识，并且能够培养我独立解决设计问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

正在学习，还挺好的

评分☆☆☆☆☆

一般一般 比较一般 毕竟这类书太少了

评分☆☆☆☆☆

还不错，可以买，顶一个呦。

评分☆☆☆☆☆

内容详实，建议相关开发人员参考

评分☆☆☆☆☆

到货快,正版,好好学着.

评分☆☆☆☆☆

挺好的一本书，用来当工具书，挺不错，对学习很有帮助。印刷质量挺好

评分☆☆☆☆☆

正版，书的内容不错，是资深提高版，在学习中

评分☆☆☆☆☆

很好很强大

评分☆☆☆☆☆

不错，值的学习！