電子係統EDA新技術叢書·Xilinx FPGA權威設計指南：Vivado 2014集成開發環境 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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何賓 著

圖書標籤:

• FPGA
• Xilinx
• Vivado
• EDA
• 數字電路
• Verilog
• 集成開發環境
• 電子設計
• 可編程邏輯
• 硬件設計

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121254000

版次：1

商品編碼：11647848

包裝：平裝

叢書名： 電子係統EDA新技術叢書

開本：16開

齣版時間：2015-02-01

用紙：膠版紙

頁數：449

字數：742400

正文語種：中文

編輯推薦

　　　　選擇本書的3大理由：　　知名作者何賓老師新力作，凝結瞭何賓老師多年工程設計、教學經驗和創作的心血。　　係統介紹瞭Xilinx新一代集成開發環境Vivado 2014.3的設計方法、設計流程和具體實現，工程實用性強。　　《電子係統EDA新技術叢書·Xilinx FPGA設計指南：Vivado 2014集成開發環境》理論與應用並重，將Xilinx新的設計理論貫穿在具體的設計實現中。
　　

內容簡介

　　《電子係統EDA新技術叢書·Xilinx FPGA設計指南：Vivado 2014集成開發環境》全麵係統地介紹瞭Xilinx新一代集成開發環境Vivado 2014.3的設計方法、設計流程和具體實現。全書共分11章，內容包括：Xilinx UltraScale結構、Vivado集成設計環境導論、Vivado工程模式基本設計實現、Vivado非工程模式基本設計實現、創建和封裝用戶IP核流程、Vivado高級約束原理及實現、Vivado調試工具原理及實現、Vivado嵌入式係統設計實現、Vivado模型設計原理及實現、Vivado HLS原理及實現、Vivado部分可重配置原理及實現。《電子係統EDA新技術叢書·Xilinx FPGA設計指南：Vivado 2014集成開發環境》參考瞭Xilinx提供的大量Vivado設計資料，理論與應用並重，將Xilinx設計理論貫穿在具體的設計實現中。

作者簡介

　　何賓，著名的嵌入式係統專傢和EDA技術專傢，長期從事嵌入式係統和電子設計自動化方麵的教學和科研工作，與全球知名的半導體廠商和EDA工具廠商保持緊密閤作，緻力於推動國內高校電子信息技術的教學改革。目前已經齣版嵌入式係統和電子設計自動化方麵的著作20餘部，內容涵蓋電路仿真、電路設計、現場可編程門陣列、單片機、嵌入式係統等。代錶作有《Xilinx FPGA數字設計》、《Xilinx All Programmable Zynq-7000 SoC設計指南》、《Altium Designer13.0電路設計、《STC單片機原理及應用》等。

內頁插圖

目錄

第1章 Xilinx新一代Ultra Scale結構
1.1 Ultra Scale結構特點
1.2 可配置邏輯塊
1.2.1 可配置邏輯塊的特點
1.2.2 多路復用器
1.2.3 進位邏輯
1.2.5 分布式RAM（隻有SLICEM）
1.2.6 隻讀存儲器（ROM）
1.2.7 移位寄存器（隻有SLICEM）
1.3 時鍾資源和時鍾管理單元
1.3.1 時鍾資源
1.3.2 時鍾管理模塊
1.4 塊存儲器資源
1.5 專用的DSP模塊
1.6 輸入／輸齣塊
1.7 高速串行收發器
1.8 PCI-E模塊
1.9 Interlaken集成塊
1.10 Ethernet模塊
1.11 係統監控器模塊
1.12 配置模塊
1.13 互聯資源

第2章 Vivado集成設計環境導論
2.1 Vivado係統級設計流程
2.2 Vivado功能和特性
2.3 Vivado中電路結構的網錶描述
2.4 Vivado中工程數據的目錄結構
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兩種設計流程模式
2.6.1 工程模式和非工程模式不同點比較
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與UCF比較
2.7.3 約束文件的使用方法
2.7.4 約束順序
2.7.5 XDC約束命令
2.8 Vivado集成設計環境的啓動方法
2.9 Vivado集成設計環境主界麵
2.10 Vivado設計主界麵及功能
2.10.1 流程處理主界麵及功能
2.10.2 工程管理器主界麵及功能
2.10.3 工作區窗口
2.10.4 設計運行窗口

第3章 Vivado工程模式基本設計實現
3.1 創建新的設計工程
3.2 創建並添加一個新的設計文件
3.3 RTL詳細描述和分析
3.4 設計綜閤和分析
3.4.1 綜閤過程的關鍵問題
3.4.2 設計綜閤選項
3.4.3 Vivado支持的屬性
3.4.4 執行設計綜閤
3.4.5 綜閤報告的查看
3.5 設計行為級仿真
3.6 創建實現約束
3.6.1 實現約束的原理
3.6.2 I／O規劃器功能
3.6.3 實現約束過程
3.7 設計實現和分析
3.7.1 設計實現原理
3.7.2 設計實現選項
3.7.3 設計實現及分析
3.7.4 靜態時序分析
3.8 設計時序仿真
3.9 生成編程文件
3.9.1 執行生成可編程文件
3.9.2 生成編程文件選項
3.10 下載比特流文件到FPGA

第4章 Vivado非工程模式基本設計實現
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錶
4.1.2 典型Tcl腳本的使用
4.2 Vivado集成開發環境分析設計
4.2.1 啓動Vivado集成開發環境
4.2.2 打開設計檢查點的方法
4.3 修改設計路徑
4.4 設置設計輸齣路徑
4.5 讀取設計文件
4.6 運行設計綜閤
4.7 運行設計布局
4.8 運行設計布綫
4.9 生成比特流文件
4.10 下載比特流文件

第5章 創建和封裝用戶IP核流程
5.1 Vivado定製IP流程
5.2 創建新的用於創建IP的工程
5.3 設置定製IP的庫名和目錄
5.4 封裝定製IP的實現
5.5 創建新的用於調用IP的工程
5.6 設置包含調用IP的路徑
5.7 創建基於IP的係統
5.8 係統行為級仿真
5.9 係統設計綜閤
5.10 係統實現和驗證

第6章 Vivado高級約束原理及實現
6.1 時序檢查概念
6.1.1 基本術語
6.1.2 時序路徑
6.1.3 建立和保持鬆弛
6.1.4 建立和保持檢查
6.1.5 恢復和去除檢查
6.2 時序約束概念
6.2.1 時鍾定義
6.2.2 時鍾組
6.2.3 I／O延遲約束
6.2.4 時序例外
6.3 生成時序報告
6.4 添加時序約束
6.4.1 時序約束策略
6.4.2 時序約束策略
6.5 物理約束原理
6.5.1 網錶約束
6.5.2 布局約束
6.5.3 布綫約束
6.6 布局約束實現
6.6.1 修改綜閤屬性
6.6.2 布局約束方法
6.7 布綫約束實現
6.7.1 手工布綫
6.7.2 進入分配布綫模式
6.7.3 分配布綫節點
6.7.4 取消分配布綫節點
6.7.5 完成並退齣分配布綫模式
6.7.6 鎖定LUT負載上的單元輸入
6.7.7 分支布綫
6.7.8 直接約束布綫
6.8 修改邏輯實現
6.9 配置約束原理
6.10 增量編譯
6.10.1 增量編譯流程
6.10.2 運行增量布局和布綫
6.10.3 使用增量編譯
6.10.4 增量編譯高級分析

第7章 Vivado調試工具原理及實現
7.1 設計調試原理和方法
7.2 創建新的FIFO調試工程
7.3 添加FIFOIP到設計中
7.4 添加頂層設計文件
7.5 使用HDL例化添加FIFO到設計中
7.6 添加約束文件
7.7 網錶插入調試探測流程方法及實現
7.7.1 網錶插入調試探測流程的方法
7.7.2 網錶插入調試探測流程的實現
7.8 使用添加HDL屬性調試探測流程
7.9 使用HDL例化調試核調試探測流程

第8章 Vivado嵌入式係統設計實現
8.1 簡單硬件係統設計
8.1.1 創建新的工程
8.1.2 使用IP集成器創建處理器係統
8.1.3 生成頂層HDL和導齣設計到SDK
8.1.4 創建存儲器測試程序
8.1.5 驗證設計
8.2 在PL內添加外設
8.2.1 打開工程
8.2.2 添加兩個GPIO實例
8.2.3 連接外部GPIO外設
8.2.4 設計綜閤
8.2.5 生成比特流和導齣硬件到SDK
8.2.6 生成測試程序
8.2.7 驗證設計
8.3 創建和添加定製IP
8.3.1 創建定製IP模闆
8.3.2 修改定製IP設計模闆
8.3.3 使用IP封裝器封裝外設
8.3.4 打開工程和修改設置
8.3.5 添加定製IP到設計
8.3.6 添加BRAM
8.3.7 添加約束xdc
8.4 編寫軟件程序
8.4.1 打開工程
8.4.2 創建應用工程
8.4.3 為LED_IP分配驅動
8.4.4 分析匯編目標文件
8.4.5 驗證設計
8.5 軟件控製定時器和調試
8.5.1 打開工程
8.5.2 創建SDK軟件工程
8.5.3 在硬件上驗證操作
8.5.4 啓動調試器
8.6 使用硬件分析儀調試
8.6.1 ILA核原理
8.6.2 VIO核原理
8.6.3 打開工程
8.6.4 添加定製IP
8.6.5 添加ILA和VIO核
8.6.6 標記和分配調試網絡
8.6.7 生成測試程序
8.6.8 驗證和調試

第9章 Vivado模型設計原理及實現
9.1 FPGA信號處理方法
9.2 FPGA模型設計模塊
9.2.1 Xilinx Blockset
9.2.2 Xilinx Reference Blockset
9.3 System Generator運行環境的配置
9.4 信號模型的構建和實現
9.4.1 信號模型的構建
9.4.2 模型參數的設置
9.4.3 信號處理模型的仿真
9.4.4 生成模型子係統
9.4.5 模型HDL代碼的生成
9.4.6 打開生成設計文件並仿真
9.4.7 協同仿真的配置及實現
9.4.8 生成IP核
9.5 編譯MATLAB到FPGA
9.5.1 模型的設計原理
9.5.2 係統模型的建立
9.5.3 係統模型的仿真
9.6 FIR濾波器的設計與實現
9.6.1 FIR濾波器設計原理
9.6.2 生成FIR濾波器係數
9.6.3 構建FIR濾波器模型
9.6.4 仿真FIR濾波器模型
9.6.5 修改FIR濾波器模型
9.6.6 仿真修改後FIR濾波器模型

第10章 VivadoHLS原理及實現
10.1 高級綜閤工具概述
10.1.1 高級綜閤工具的功能和特點
10.1.2 不同的命令對HLS綜閤結果的影響
10.1.3 從C中提取硬件結構
10.2 高級綜閤工具調度和綁定
10.2.1 高級綜閤工具調度
10.2.2 高級綜閤工具綁定
10.3 VivadoHLS工具的優勢
10.4 C代碼的關鍵屬性
10.4.1 函數
10.4.2 類型
10.4.3 循環
10.4.4 數組
10.4.5 端口
10.4.6 操作符
10.5 時鍾測量術語說明
10.6 HLS關鍵優化策略
10.6.1 延遲和吞吐量
10.6.2 循環的處理
10.6.3 數組的處理
10.6.4 函數內聯
10.6.5 命令和編譯指示
10.7 VivadoHLS數字係統實現
10.7.1 基於HLS實現組閤邏輯
10.7.2 基於HLS實現時序邏輯
10.7.3 基於HLS實現矩陣相乘

第11章 Vivado部分可重配置原理及實現
11.1 可重配置導論
11.1.1 可重配置的概念
11.1.2 可重配置的應用
11.1.3 可重配置的特點
11.1.4 可重配置術語解釋
11.1.5 可重配置的要求
11.1.6 可重配置的標準
11.1.7 可重配置的流程
11.2 可重配置的實現
11.2.1 查看腳本
11.2.2 綜閤設計
11.2.3 實現第一個配置
11.2.4 實現第二個配置
11.2.5 驗證配置
11.2.6 生成比特流
11.2.7 部分重配置FPGA

精彩書摘

　　11.1.3 可重配置的特點　　1．降低成本和電路闆的空間　　通過重配置技術解決瞭兩個設計者普遍存在的問題。　　（1）在一個已經使用的器件中，適配更多的邏輯。　　（2）在一個更小的、更便宜的器件中，適配一個設計。　　曆史上，設計者們花費數天時間，甚至幾個星期，嘗試新的實現開關，返工設計代碼，並重新設計解決方案，將設計裝入最小可能的FPGA器件中。現在通過部分重新配置技術，設計者就可以動態地時分復用部分可用的硬件資源，以減少其設計規模。同時根據設計要求來控製加載邏輯功能的能力，也大大減少瞭空閑邏輯，從而進一步節省瞭額外的空間。　　這一策略的一個例子是，在軟件無綫電（Software Defined Radio，SDR）係統中使用部分可重配置。在SDR中，設計者根據要求上傳一個新的波形用於和一個新的通道建立通信。為瞭使單一的硬件平颱可以支持任意數量的波形，要求隻有唯一的部分比特流能用於這些波形。由於部分可重配置的“在飛行”（on-the-fly）特性，其他已經建立連接的通道不會被上傳到其他的通道所破壞。　　2．增加已部署係統的靈活性　　在過去，改變現場的一個設計，要求設計新的布局和布綫，以及交付整個的配置文件。當需要修改設計時，設計者不得不將係統斷電。相比較之下，通過部分可重配置技術，設計者隻需要布局和布綫所修改的功能，然後將這個新的部分映像提交到係統中即可。　　並且，當啓動並運行係統時，設計者可以動態地插入新的功能，以改善係統的性能。因此，互斥的功能可以插入到相同的空間內，而不需要重新設計係統或者將設計移植到一個更大的器件中。　　體現部分可重配置好處的另一個例子是在光縴傳輸網絡（Optical Transport Network，OTN）的應用。類似於SDR，支持不同的協議來創建一個更高效的硬件係統，即在FPGA中隻加載用於當前在任何一點特定通道的協議。因此，對於一個已經部署的係統來說，不僅可以通過使用最小的資源來處理很多不同類型的流量，而且可以使用最新的協議更新係統，而不必全部重新設計。　　3．降低功耗　　對於當前的設計者來說，功耗是最為關心的問題。但是，隨著FPGA設計規模和復雜度的增加，功耗也相應增加。而帶有設計技巧的綜閤和實現工具，能幫助設計者降低功耗。通過使用部分重配置技術，進一步降低靜態和動態功耗。　　一種降低靜態功率的方法是使用較小規模的器件。通過使用部分可重配置技術，設計者能將FPGA進行時間片分割，並且能獨立地運行設計的一部分。由於不是設計的每個部分都需要100%的時間，因此設計能要求更小的器件或者更少數量的器件。　　部分可重配置也潛在地降低瞭操作功耗和靜態功耗。例如，很多設計必須能高速運行，而最高的性能可能隻需要一個很少的時間段，為瞭降低功耗，設計者使用部分重配置來暫時去除一個高性能的設計，該設計是同一設計的低功耗版本，而不使用排他性設計用於最大性能，當係統要求時，設計者可以切換迴高性能的設計。　　這個原理也應用到瞭I/O標準，特彆是當一個高功率接口並不要求100%時間的場閤。低電壓差分傳輸（Low Voltage Differential Signaling，LVDS）是一個高功耗的接口（不考慮活動性，這是由於高DC電流要求為接口提供能量）。當不要求最高性能時，設計者能使用部分可重配置將I/O從LVDS變成低功耗接口，如LVCMOS；而當要求高速傳輸時，再切換到LVDS。　　4．其他優點　　在一個FPGA內動態地時分復用硬件的能力，提供瞭其他方麵的優勢。　　（1）在選擇用於一個應用的算法或者協議時，提供瞭實時的靈活性。　　（2）在一個設計安全性時，可以使用新的技術。　　（3）改善FPGA的故障容錯能力。　　（4）促進可配置計算。　　（5）降低存儲比特流的要求。　　11.1.4 可重配置術語解釋　　為瞭後續章節的描述方便，下麵對可重配置技術中所涉及的一些術語進行說明。　　1．Top-down synthesis（自頂嚮下的綜閤，不用於部分可重配置）　　（1）一個綜閤工程，該工程綜閤平麵設計，用於優化。　　（2）經常稱為平麵綜閤。　　（3）不支持層次化實現。　　2．Bottom-up synthesis（自底嚮上綜閤）　　（1）獨立綜閤工程，産生多個網錶。　　（2）自底嚮上綜閤要求為每個分區分配一個獨立的網錶。　　（3）沒有跨越邊界的優化。這樣，可以對設計的每個分區進行獨立地綜閤。　　（4）對帶有用於分區的黑盒頂層邏輯進行綜閤。　　3．Configuration（配置）　　一個配置是一個完整的設計，包括靜態邏輯以及用於每個可配置分區的一個可配置的模塊。　　在一個部分重配置FPGA工程中，可以有多個配置。每個配置生成一個充分的比特流文件，以及用於每個可配置模塊的一個部分比特流文件。　　4．Configuration Frame（配置幀）　　配置幀是FPGA配置存儲空間中最小的可尋址段。從這些分散的最底層元素構建配置幀。在7係列器件中，基本的可重配置的幀的大小為一個元件（CLB、BRAM、DSP）寬度和一個時鍾區域高度。　　5．Internal Configuration Access Port（內部配置訪問端口）　　內部配置訪問端口是SelectMAP接口的一個內部版本。　　6．Partial Reconfiguration（部分重配置）　　部分重配置指當前正在修改一個正在運行的FPGA設計，這個修改是通過下載一個部分比特流實現的。　　7．Partition（分區）　　一個分區是設計的一個邏輯部分，由設計者在一個層次中進行定義。這個定義用於設計重用。一個分區是一個新的實現或者先前保留的一個實現。一個被保護的分區其功能和實現都是一緻的。　　8．Partition Pins（分區引腳）　　一個分區引腳是在靜態和可重配置邏輯之間的邏輯和物理的連接。　　9．Static Logic（靜態邏輯）　　所有設計內的邏輯是不可重配置的，它不是可重配置分區的一部分。當對可重配置分區進行重新配置時，靜態邏輯總是活動的。　　10．Static Design（靜態設計）　　靜態設計是設計的一部分，它在部分重配置的過程中不會變化。靜態設計包括頂層和沒有定義為可重配置的所有模塊。靜態設計由靜態邏輯和靜態布綫所建立。　　11．Reconfigurable Module（可重配置模塊，RM）　　在可重配置分區內，一個RM是網錶或者HDL描述的實現。每個可配置分區內可以有多個可重配置的模塊。　　12．Reconfigurable Partition（可重配置分區，RP）　　RP是在一個例化中的屬性設置，其定義瞭該實例是可重配置的。PR是設計層次中的一個層次，在這個層次上可以使用不同的RM進行實現。典型地，一些Tcl命令，如opt_design、place_design和route_design，用於檢測實例上的HD.RECONFIGURABLE屬性，並且正確地處理它。　　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可重配置支持下麵的器件。　　① 7係列：包括Virtex-7、Kintex-7、Artix-7以及Zynq-7000 SoC器件。　　② UltraScale係列：KU040和VU095。　　（3）隻通過Tcl或命令行支持PR。此外，不支持工程。　　（4）要求為每個元素類型進行布局規劃，用於定義可重配置的域。　　① 於最大的效率來說，7係列器件使用RESET_AFTER_RECONFIG特性，以及垂直對齊到幀/時鍾區域邊界。　　② 也應用水平對齊規則。　　（5）設計者負責自底嚮上的綜閤，以及管理RM網錶文件。　　① 可以使用任何綜閤工具。在創建可重配置模塊網錶時，禁止I/O插入。　　② 對於可重配置模塊的綜閤，Vivado綜閤使用脫離上下文的模塊分析流程。　　（6）支持標準的時序約束和額外的時序規劃能力。　　（7）建立一個唯一的DRC集，用於引導設計者在一個成功的布綫路徑上完成設計。　　（8）一個PR設計必須考慮PR的初始化和部分比特流文件的傳遞，或者在FPGA內，或者作為係統設計的一部分。　　（9）一個PR必須包含用於分區的由可變RM所使用的所有引腳的超集。因此，這將導緻對齣現一些模塊沒有用的輸入或者輸齣，但是這增加瞭PR解決方案的靈活性。在模塊內沒用的引腳，將引起不確定的狀態。如果這對設計是一個問題，則可以將輸齣驅動為常量。　　（10）在生成比特流時，支持黑盒。　　11.1.6 可重配置的標準　　（1）對於7係列的器件來說，遵循下麵的規則。　　① 可重配置的資源包括CLB、BRAM和DSP元件類型，以及布綫資源。　　② 不可以重配置時鍾，以及時鍾正在修改的邏輯（包括BUFG、BUFR、MMCM、PLL和類似的元件），因此它們必須駐留在靜態區域內。　　③ 下麵的元件不可以重配置，必須駐留在靜態區域內。　　I/O和I/O相關的元件（ISERDES、OSERDES、IDELAYCTRL等）　　串行收發器（MGT）和相關元件　　單個的結構特性元件（如BSCAN、STARTUP、XADC等）　　（2）對於UltraScale器件來說，可重配置的元件範圍擴大：　　① 可重配置的資源包括CLB、BRAM和DSP元件類型，以及布綫資源。　　② 可以重配置時鍾，以及時鍾正在修改的邏輯（包括BUFG、BUFR、MMCM、PLL和類似的元件）。　　③ I/O和I/O相關的元件（ISERDES、OSERDES、IDELAYCTRL等）。　　④ 串行收發器（MGT）和相關元件。　　⑤ PCIe、CMAC、Interlaken和SYSMON塊。　　這些新元件的比特流粒度要求遵守一些規則。例如，I/O的部分可重配置要求整個組，外加該幀內所有的時鍾資源一起都是可重配置的。　　隻有配置元件（如BSCAN、STARTUP、ICAP、FRAME_ECC等）必須保留在設計的靜態區域內。　　（3）限製到RP的全局時鍾資源，這取決於這些RP所占用的器件和所占用的時鍾區域。　　（4）當使用元件實現IP時，IP的使用也會受到限製：　　Vivado調試集綫器（BSCAN和BUFG）　　帶有嵌入式全局緩衝區或者I/O的IP模塊　　MIG控製器（MMCM）　　（5）必須對可重配置模塊進行初始化，以保證在重配置後的開始條件。通過選擇RESET_AFTER_RECONFIG特性，用一個本地復位或者一個專用的GSR事件，設計者可以手工實現該要求。　　（6）推薦去耦閤邏輯。這樣，在部分重配置期間，將設計中的靜態部分和可重配置區域的連接斷開。　　可以把到可重配置模塊的時鍾和其他輸入去耦閤，這樣用於阻止在重配置期間內對存儲器“虛假”寫操作。如果沒有使用RESET_AFTER_RECONFIG特性，則需要考慮這一點。　　（7）必須對一個可重配置區域進行布局規劃。這樣，模塊必須是一個由Pblock保留的模塊，並且滿足時序的要求。如果完成該模塊，推薦通過使用非PR流程運行這個設計，以得到一個對布局、布綫和時序結果的初始評估。如果設計是通過非PR流程發布的，則在移動到PR流程前，必須解決這些問題。　　（8）在一個RP的引腳中，有一個分區引腳。這是一個布綫點，用於將靜態邏輯連接到RP上。如果一個設計有過多的分區引腳用於可用的布綫資源，可能會發生布綫阻塞。　　（9）Virtex-7 SSI器件（7V2000T、7VX1140T、7VH870T、7VH580T）有兩個基本的要求：　　① 可重配置的區域必須充分地包含在一個單個的SLR中。這確保全局復位事件和RM內的所有元素同步，所有的超長連綫（Super Long Line，SLL）包含在設計的靜態部分。SLL是不可重配置的。　　② 如果使用ICAP發送部分比特流，必須位於主SLR，它是這些器件的SLR1。在ICAP上應用位置約束，將其隻能約束到ICAP_X0Y2或者ICAP_X0Y3。比特流的格式是貫穿四個SLR的標準菊花鏈。　　……

前言/序言

《FPGA嵌入式係統設計實戰：從原理到應用》 內容簡介 本書旨在為廣大電子工程領域的工程師、嵌入式係統開發者、高校師生以及FPGA愛好者提供一本內容詳實、兼具理論深度與實踐指導的FPGA嵌入式係統設計參考手冊。本書不同於市麵上眾多側重於單一工具鏈介紹的教材，而是以“從原理齣發，貫穿實戰”為核心理念，深入淺齣地剖析FPGA嵌入式係統設計的各個關鍵環節，並結閤實際項目案例，引導讀者掌握從需求分析、係統架構設計、硬件實現到軟件開發、調試驗證的全流程技術。 第一部分：FPGA嵌入式係統設計基礎 本部分將為讀者構建紮實的FPGA嵌入式係統設計理論基礎。 第一章 FPGA基礎原理與架構 深入解析FPGA（Field-Programmable Gate Array）的定義、發展曆程及在現代電子係統中的地位。 詳細闡述FPGA的核心組成部分，包括CLB（Configurable Logic Block）、IOB（Input/Output Block）、DSP Slice、BRAM（Block RAM）等，並說明它們的功能和工作原理。 介紹不同FPGA廠商（如Xilinx, Intel/Altera等）的主流産品係列及其架構特點，幫助讀者理解不同器件的適用場景。 重點講解FPGA的可編程性，包括配置流程、位流文件（Bitstream）的生成與加載機製。 第二章 數字邏輯設計基礎與Verilog/VHDL語言 迴顧和強化數字邏輯設計的基本概念，如組閤邏輯、時序邏輯、狀態機等。 詳細介紹硬件描述語言（HDL）在FPGA設計中的作用，並分彆對Verilog和VHDL進行係統性的講解。 Verilog語言部分： 涵蓋模塊定義、端口聲明、數據類型、運算符、行為級建模、結構級建模、生成語句（generate statement）、參數化設計、時序控製（always塊、時鍾和復位）、任務（task）與函數（function）等。 VHDL語言部分： 講解實體（entity）、架構（architecture）、庫（library）、包（package）、信號（signal）、變量（variable）、進程（process）、並發語句、順序語句、屬性（attribute）等核心概念。 強調兩種HDL語言在描述同步和異步邏輯、組閤邏輯和時序邏輯時的不同風格與最佳實踐。 通過大量實例，演示如何使用HDL語言實現簡單的數字電路，為後續設計打下堅實基礎。 第三章 FPGA開發流程與工具鏈概述 介紹FPGA設計的典型開發流程，包括需求分析、邏輯設計、仿真驗證、綜閤、實現（布局布綫）、時序約束、生成比特流、下載與硬件調試。 概述主流FPGA廠商的集成開發環境（IDE），如Xilinx Vivado、Intel Quartus Prime等（本書將以一種通用的理念來講解，而非局限於特定版本）。 講解EDA（Electronic Design Automation）工具在FPGA設計中的作用，如仿真器、綜閤器、適配器（place & route）、時序分析工具等。 強調仿真在FPGA設計驗證中的重要性，介紹不同類型的仿真（行為仿真、門級仿真、後仿真）。 第四章 係統級設計方法與IP核復用 闡述現代FPGA設計中係統級思維的重要性。 介紹麵嚮對象的設計思想在HDL設計中的應用，以及模塊化、層次化設計原則。 深入講解IP（Intellectual Property）核的概念、分類（硬核、軟核、固核）及其在FPGA設計中的優勢，如何提高開發效率和設計質量。 指導讀者如何查找、評估和集成第三方IP核，以及如何使用廠商提供的IP核生成器。 講解Wishbone、AXI等片上總綫協議，及其在IP核互聯中的作用。 第二部分：FPGA嵌入式係統核心技術 本部分將聚焦於構建高性能、高效率FPGA嵌入式係統的關鍵技術。 第五章 高性能時序邏輯設計 深入探討時序約束（Timing Constraints）的重要性，包括建立時間（Setup Time）、保持時間（Hold Time）、時鍾周期（Clock Period）等。 講解時序收斂（Timing Closure）的策略和技巧，如何通過代碼優化、資源分配、布局布綫調整來滿足時序要求。 分析時鍾域交叉（Clock Domain Crossing, CDC）問題及其解決方案，如握手信號、FIFO等。 講解異步復位（Asynchronous Reset）和同步復位（Synchronous Reset）的設計與比較。 介紹亞穩態（Metastability）的産生機理和避免方法。 第六章 高速接口與通信協議 詳細講解FPGA常用的高速接口技術，如DDR SDRAM接口、LVDS接口、SerDes（Serializer/Deserializer）接口等，包括其原理、時序和實現方法。 介紹常用的通信協議及其FPGA實現： 串行通信： UART、SPI、I2C的FPGA端設計。 並行通信： 並行總綫接口的設計。 高速串行通信： PCIe、USB、Ethernet（MAC層）的FPGA實現原理與參考設計。 視頻接口： HDMI、MIPI DSI/CSI的FPGA解決方案。 強調接口時序匹配、信號完整性（Signal Integrity）和阻抗匹配等關鍵設計要素。 第七章 片上係統（SoC）設計與處理器集成 深入探討SoC（System-on-Chip）的概念，以及FPGA在SoC設計中的角色。 講解軟核處理器（如MicroBlaze, Nios II）和硬核處理器（如ARM Cortex-A係列）在FPGA上的集成方式。 介紹片上總綫（On-chip Bus）如AXI（Advanced eXtensible Interface）協議，它是現代SoC設計的標準，詳細講解AXI的讀寫通道、協議握手、突發傳輸等。 演示如何使用IP生成器創建包含處理器、存儲器控製器、外設接口的完整SoC係統。 講解中斷控製器、DMA（Direct Memory Access）控製器等關鍵組件的設計與集成。 第八章 嵌入式軟件與硬件協同設計 強調嵌入式係統軟件和硬件緊密結閤的重要性。 介紹交叉編譯工具鏈（Cross-compilation Toolchain）的配置與使用。 講解固件（Firmware）的開發流程，包括啓動代碼、操作係統（如Linux, FreeRTOS）的移植與配置。 介紹驅動程序（Device Driver）的設計，如何通過軟件訪問和控製FPGA上的硬件模塊。 演示如何通過調試器（如JTAG）進行硬件和軟件的聯閤調試。 講解內存映射I/O（Memory-Mapped I/O）和端口I/O（Port I/O）的訪問方式。 第三部分：FPGA嵌入式係統項目實戰 本部分將通過詳細的項目案例，引導讀者將理論知識應用於實際工程。 第九章 基於FPGA的數字信號處理（DSP）模塊設計 介紹DSP在FPGA上的應用，如濾波器、FFT（Fast Fourier Transform）等。 講解如何使用Verilog/VHDL實現FIR（Finite Impulse Response）和IIR（Infinite Impulse Response）濾波器。 演示FFT算法的FPGA實現策略，包括蝶形運算、流水綫設計等。 講解定點（Fixed-Point）和浮點（Floating-Point）運算在DSP設計中的權衡。 結閤實際的傳感器數據采集與處理案例，展示DSP模塊的設計與驗證。 第十章 高性能圖像/視頻處理FPGA加速器設計 介紹FPGA在圖像/視頻處理領域的應用優勢，如並行處理能力。 講解圖像采集接口（如CameraLink, MIPI CSI）的FPGA實現。 設計和實現常見的圖像處理算法，如圖像縮放、色彩空間轉換、邊緣檢測、圖像增強等。 介紹視頻輸齣接口（如HDMI）的設計。 通過一個完整的視頻處理流水綫項目，演示如何整閤采集、處理與輸齣環節。 第十一章 嵌入式實時控製係統設計 講解FPGA在工業自動化、機器人控製等領域的應用。 設計實時任務調度機製，確保控製指令的精確執行。 實現PID（Proportional-Integral-Derivative）控製器等經典控製算法。 講解如何通過FPGA實現高精度脈衝寬度調製（PWM）信號發生器。 結閤步進電機或伺服電機控製的案例，演示實時控製係統的完整設計與實現。 第十二章 FPGA嵌入式係統調試與性能優化 深入講解FPGA硬件調試的常用技術，如JTAG接口、邏輯分析儀（ILA）的使用。 介紹軟件調試技術，如斷點、單步執行、變量監視等。 講解性能分析工具的使用，如功耗分析、時序分析報告解讀。 提供係統級性能優化的通用策略，包括並行化、流水綫化、算法優化、硬件資源高效利用等。 講解低功耗設計（Low Power Design）的基本方法。 結論 本書集原理講解、技術剖析、工具應用與項目實戰於一體，力求為讀者提供一個全麵、係統、實用的FPGA嵌入式係統設計學習平颱。通過對本書的學習，讀者不僅能夠掌握FPGA嵌入式係統設計的基本原理和關鍵技術，更能夠通過項目實踐，提升獨立完成復雜嵌入式係統設計的能力。本書適閤作為高等院校電子工程、計算機科學及相關專業的教材或參考書，也是從事嵌入式係統研發的工程師和技術愛好者的寶貴資源。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計給我留下瞭深刻的印象，那種沉穩而又充滿科技感的藍色調，搭配上清晰的書名和作者信息，立刻就勾起瞭我想要深入瞭解其內容的興趣。我一直對FPGA技術抱有濃厚的興趣，也關注著相關領域的技術發展，而Xilinx作為FPGA領域的領軍企業，其技術動態和設計方法自然是我的重點關注對象。這本書的副標題“Vivado 2014集成開發環境”也精準地指齣瞭其核心內容，Vivado作為Xilinx新一代的EDA工具，其強大功能和靈活的流程早已聞名，但真正掌握並將其運用到實際項目中，還需要係統性的學習和指導。我期待這本書能為我打開通往Vivado設計世界的大門，讓我能夠係統地理解其架構、工作流程以及各種高級功能的應用。從封麵上透露齣的專業性來看，這本書很有可能涵蓋瞭從基礎概念到高級應用的全麵內容，能夠幫助我建立紮實的FPGA設計基礎，並且能夠熟練掌握Vivado工具的使用技巧，從而在實際的FPGA項目中遊刃有餘。

評分☆☆☆☆☆

我是一個對電子係統設計充滿好奇心的新手，雖然目前還沒有接觸過FPGA，但我對這個領域的前景非常看好，並且計劃深入學習。在選擇入門書籍時，我非常注重內容的係統性和易懂性。這本書的標題中“電子係統EDA新技術叢書”這個係列名稱，讓我覺得它可能屬於一個比較有體係的學習框架，而“Xilinx FPGA權威設計指南”則讓我看到瞭一個權威的學習方嚮。特彆是我看到“Vivado 2014集成開發環境”這個具體的工具名稱，我理解它是一款重要的FPGA設計軟件。我希望這本書能夠從最基礎的概念講起，循序漸進地引導我瞭解FPGA的原理，然後逐步介紹如何使用Vivado這個工具進行電路的設計、編寫代碼、仿真驗證，直到最後生成硬件配置。書中如果能包含一些圖文並茂的講解，能夠清晰地展示軟件界麵和操作步驟，對我這樣的初學者來說會非常有幫助。我期待這本書能夠讓我快速入門，建立對FPGA設計流程的基本認識，並且能夠培養我獨立解決設計問題的能力。

評分☆☆☆☆☆

我所在的團隊一直在嘗試優化我們的FPGA設計流程，以應對日益增長的項目復雜度和縮短開發周期。在選擇EDA工具方麵，我們一直對Xilinx的Vivado平颱抱有極大的關注。然而，要真正發揮Vivado的潛力，尤其是在2014這個版本更新迭代的關鍵時期，掌握其精髓並非易事。市麵上有一些關於FPGA的書籍，但很多都未能深入探討Vivado平颱在實際工程中的應用。我期待這本《Xilinx FPGA權威設計指南：Vivado 2014集成開發環境》能夠為我們團隊提供一套實用的、麵嚮工程實踐的設計指導。我非常希望書中能夠詳細闡述Vivado在項目管理、代碼編寫、邏輯綜閤、物理實現、時序收斂以及片上調試等方麵的最佳實踐。例如，如何有效地組織項目結構，如何編寫可維護、可復用的HDL代碼，如何精細地進行時序約束和分析，以及如何利用Vivado的各項調試工具來快速定位和解決設計中的bug。如果書中能夠分享一些在實際大型項目中遇到的典型問題及其解決方案，那將對我們團隊的實際工作起到極大的指導作用。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在FPGA領域摸爬滾打瞭數年的工程師，我深知跟上技術更新的速度有多麼重要。FPGA技術日新月異，EDA工具的迭代更是頻繁，稍不留神就可能落伍。Xilinx的Vivado平颱，尤其是2014這個版本，無疑是當時非常重要的一個裏程碑，引入瞭許多新的特性和性能優化，對提升設計效率和優化設計質量起到瞭關鍵作用。我手中已經有一些關於FPGA的老教材，但很多內容在Vivado環境下已經顯得有些陳舊。因此，我非常渴望能夠找到一本能夠真正反映Vivado 2014環境下FPGA設計精髓的著作。我希望這本書不僅僅是工具的簡單介紹，更重要的是能夠深入剖析在Vivado中進行高級FPGA設計所需的關鍵技術和最佳實踐。例如，如何高效地利用IP Catalog，如何進行模塊化設計和IP集成，如何運用高級時序分析技術來滿足苛刻的時序要求，以及如何有效地進行功耗和麵積優化。這本書如果能提供一些針對復雜設計的解決方案和技巧，那對我來說將是無價之寶。

評分☆☆☆☆☆

我是一名初涉FPGA設計領域的研究生，在學習過程中，我經常會遇到各種各樣的技術難題，尤其是在使用EDA工具進行設計和驗證時，常常感到力不從心。市麵上關於FPGA的書籍雖然不少，但很多都過於理論化，或者內容更新不夠及時，難以滿足當前工程實踐的需求。當我看到這本《電子係統EDA新技術叢書·Xilinx FPGA權威設計指南：Vivado 2014集成開發環境》時，我感到眼前一亮。Xilinx FPGA本身就占據著重要的市場份額，而Vivado作為其最新的開發環境，代錶瞭行業的前沿技術。我非常看重這本書的“權威設計指南”這一定位，希望它能夠提供一套嚴謹、係統且貼閤實際的設計方法論。我期待書中能夠詳細介紹Vivado工具的各個模塊，例如IP核的調用、綜閤與實現的過程、時序約束的設置、仿真與調試的技巧等等。如果書中還能包含一些實際的項目案例分析，那就更好瞭，這樣我就可以將學到的理論知識與實際應用相結閤，提高我的工程實踐能力，為我未來的學術研究和職業發展打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

難得找到一本Vivado而非ISE的教材，圖文並茂，可以當教材使。

評分☆☆☆☆☆

一直在京東買東西，靠譜，送貨快，老顧客，很滿意的滿意滿意滿意滿意滿意滿意滿意滿意滿意滿意滿意滿意滿意滿意滿意

評分☆☆☆☆☆

國民黨派係關係復雜，為爭權鬥利，時常上演口水仗、電報戰乃至兵戎相見。派係政治可謂與國民黨在大陸的統治共始終，是國民黨大陸政治時期的頑癥。蔣介石依靠對派係的掌控與運用而登颱，並因此而成為國民黨內說一不二的威權領袖，然亦因其對派係紛爭的失控，而至國民黨內矛盾激化，終至傾覆。可謂成亦派係，敗亦派係。

評分☆☆☆☆☆

到貨蠻快。買迴來慢慢看。紙質和印刷不好。

評分☆☆☆☆☆

不錯。。。。。。。。。。。。。。。。，，，，，

評分☆☆☆☆☆

書的包裝很好，都有塑料紙包裹，剛剛買瞭兩本其它的書遠不及這本包裝好

評分☆☆☆☆☆

挺好的，正品書，有幫助

評分☆☆☆☆☆

書質量不錯，比較適閤新手入門。

評分☆☆☆☆☆

正版圖書，包裝精美，物流給力