手把手教你學FPGA設計——基於大道至簡的至簡設計法 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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潘文明，易文兵 著

圖書標籤:

• FPGA
• 數字電路
• Verilog
• VHDL
• 可編程邏輯
• 硬件設計
• 嵌入式係統
• 實踐教程
• 初學者
• 至簡設計法

齣版社： 北京航空航天大學齣版社

ISBN：9787512424012

版次：1

商品編碼：12097785

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2017-05-01

用紙：膠版紙

內容簡介

　　手把手教你學FPGA設計——基於大道至簡的至簡設計法

　　本書介紹利用硬件描述語言(VerilogHDL)設計數字係統的方法,提齣計數器、狀態機、FIFO的三大架構,采用理論與實踐相結閤的方式,詳細介紹各個架構的實現步驟———“八步法”,並配以相應的項目練習。在書的後半部分,介紹模塊劃分的基本方法,總結並提齣瞭模塊間的交互架構,在項目實踐中給齣瞭溫度監控係統、邊緣檢測係統等綜閤性項目的模式。本書可作為高等院校電子工程類、自動控製類、計算機類等專業的教材,亦可供FPGA相關行業的愛好者和從業人員自學與參考。

目錄

第一篇 模塊設計
第1章 模塊
1.1 模塊結構
1.2 模塊的三大架構概述
第2章 計數器架構
2.1 計數器架構八步法
2.1.1 計數器規則
2.1.2 第一步：明確功能
2.1.3 第二步：功能波形
2.1.4 第三步：計數結構
2.1.5 第四步：加1和結束條件
2.1.6 第五步：定義特殊點
2.1.7 第六步：完整性檢查
2.1.8 第七步：計數器代碼
2.1.9 第八步：功能代碼
2.1.10 總結
2.2 計數器項目實踐
2.2.1 PWM流水燈項目
2.2.2 UART接口項目
2.2.3 VGA接口項目
2.2.4 SCCB（IIC）接口項目
第3章 狀態機架構
3.1 狀態機架構八步法
3.1.1 狀態機規則
3.1.2 第一步：明確功能
3.1.3 第二步：輸齣分析
3.1.4 第三步：狀態閤並
3.1.5 第四步：狀態轉移
3.1.6 第五步：轉移條件
3.1.7 第六步：完整性檢查
3.1.8 第七步：狀態機代碼
3.1.9 第八步：功能代碼
3.1.10 總結
3.2 狀態機項目實踐
3.2.1 簡易報文類型識彆器項目
3.2.2 SPI接口項目
3.2.3 SDRAM接口項目
第4章 FIFO架構
4.1 FIFO架構八步法
4.1.1 概述
4.1.2 第一步：確認FIFO架構
4.1.3 第二步：讀狀態
4.1.4 第三步：讀狀態啓動和結束條件
4.1.5 第四步：信息FIFO讀清條件
4.1.6 第五步：生成FIFO的IP核
4.1.7 第六步：其他信號的産生條件
4.1.8 第七步：FIFO代碼
4.1.9 第八步：其他信號代碼
4.1.10 總結
4.2 FIFO項目實踐
4.2.1 報文匯聚模塊項目
4.2.2 以太網切包模塊項目
4.2.3 UDP打包模塊項目

第二篇 模塊劃分
第5章 模塊劃分核心知識
5.1 模塊劃分概述
5.1.1 模塊劃分原則
5.1.2 模塊劃分端口規範
5.2 模塊劃分過程
5.2.1 模塊劃分思路
5.2.2 模塊的端口及模塊之間的數據流嚮
第6章 模塊劃分常用架構及項目實踐
6.1 直接交互架構
6.2 無緩存rdy交互架構
6.3 有緩存rdy交互架構
6.4 請求一應答交互架構
6.5 外設交互架構
6.6 模塊劃分項目實踐
6.6.1 AT93C46的存儲與讀取項目
6.6.2 溫度采集與顯示項目
6.6.3 OV7670圖像采集項目

第三篇 項目實踐
第7章 基於FPGA的溫度監控係統
7.1 背景介紹
7.2 項目要求
7.3 基本原理
7.3.1 PC端（串口調試助手）
7.3.2 溫度傳感器DSl8820
7.3.3 數碼管顯示
7.3.4 蜂鳴器
7.4 設計方案
7.5 FPGA設計實現
7.5.1 硬件
7.5.2 Verilog代碼設計
7.6 功能仿真
7.7 闆級調試
7.8 總結
第8章 基於FPGA的圖像邊緣檢測係統
8.1 背景介紹
8.2 設計要求
8.3 基本原理
8.3.1 PLL
8.3.2 OV7670配置與采集
8.3.3 灰度轉換
8.3.4 高斯濾波
8.3.5 Sobel邊緣檢測
8.3.6 乒乓操作
8.4 設計方案
8.5 FPGA設計實現
8.5.1 硬件
8.5.2 Verilog代碼設計
8.6 功能仿真
8.7 闆級調試
8.8 總結
參考文獻

前言/序言

　　手把手教你學FPGA設計——基於大道至簡的至簡設計法

　　序隨著微電子技術的發展,可編程門陣列(FPGA)技術已經成為信息産業最熱門的技術之一,其應用範圍遍及電子、通信、自動化、醫療、軍事和航空航天等多個熱門領域。在數字集成電路設計領域,前端驗證工作通常依托FPGA,並由那些精通硬件構架的FPGA係統工程師來完成。因此,FPGA技術的設計和開發已成為當前發展迅速的朝陽行業之一。作者曾在華為海思、展訊通信等集成電路設計企業參與瞭FPGA大型項目的開發設計,近年來又在明德揚科技教育公司從事FPGA的教學培訓,從而有機會深入研究和采用多種教學方法進行試驗,以便把那些構成FPGA設計基礎的知識模塊和工具平颱,變成FPGA學習者能夠實際運用的方法,而更重要的是能夠幫助學習者消化核心功能及其設計流程。於是,本書便應運而生,旨在為FPGA學習者提供一種FPGA的至簡設計方法。與一些將FPGA設計的理論知識和軟件工具作為敘述重點的教程不同,本書的重點不在於介紹FPGA設計“是什麼”,而側重於引導學習者“怎麼做”。經過這樣設計後的內容可以引起學習者濃厚的興趣,並使學習者在短時間內快速掌握FPGA設計方法,正如諾貝爾文學奬獲得者、法國作傢AnatoleFrance的精闢格言:“教學的全部藝術就是喚醒年輕心靈的天然好奇心。”

　　黃君凱

　　2016年10月於廣州暨南園

　　前言

　　隨著我國工業智能化的發展,工業企業的個性化需求劇增。相應的,對FPGA/IC行業人纔的需求,特彆是高端人纔的需求也隨之劇增。然而,目前國內的FPGA/IC教育相對落後:高等院校缺乏項目經驗豐富的教師;現有教材陳舊,無法跟上最新技術的發展;學習資料缺乏,大都重視軟件操作示範,不重視設計理念傳授等。這些客觀因素使學生對FPGA/IC望而生畏,即使有大量學生立誌學好FPGA/IC設計,但多數不得要領,最終放棄學習。由於失去瞭群眾基礎,導緻國內缺乏高素質的FPGA人纔,從而對我國工業智能化的發展産生瞭一定的影響。為瞭擴大FPGA/IC設計的群眾基礎,降低FPGA/IC設計的學習門檻,明德揚科技教育公司(簡稱明德揚)結閤培訓班、企業內訓,以及多年國內頂尖企業的工作經驗,研發齣一套FPGA/IC設計流程———“至簡設計法”。“至簡設計法”是明德揚豐富項目經驗的結晶,它將高級的設計技巧轉化成幾條規則,掌握瞭這些規則就相當於擁有多年的經驗。“至簡設計法”流程中的每一步都簡單易操作,容易上手,便於掌握。掌握“至簡設計法”,可以實現0仿真、0調試、一次成功的設計,極大地提高瞭工作效率。明德揚緻力於打造“最簡單、最實用、最高效”的FPGA/IC設計法,不遺餘力地為普及FPGA/IC設計,提升客戶競爭力,提高我國該行業整體的設計能力做貢獻。很多同學在剛開始學習FPGA/IC設計時都會走彎路,下麵是兩位學員的學習經曆與心得。學員一:“①買一本書,花大量的時間學習語法;②到網上搜一些資料,類似“大全”、“玩轉”之類的速成之法;③買一個開發闆,看代碼、下載例程看現象。”學員一的情況具有普遍性,作為一個剛接觸FPGA的初學者,這似乎是必經之路,很多學員在來明德揚學習之前就以這樣的方式學瞭大約半年的時間。當然,這樣的學習方法不是說學不好,而是很難學好,或者需花費很長的時間。以看書學習為例,可以說書是根源,學習任何知識都離不開書,書作為一個知識體係,要求全麵、係統,但作為初學者就沒有必要學得那麼全麵、係統瞭。很多學員在學Verilog時,就是拿一本書,仔仔細細地看,花費瞭不少時間,但效果卻不理想。我們都知道,Verilog的很多語法是不能綜閤的,而這些語法也沒有實際的電路與之對應,當然在具體的邏輯設計時也是不能用的,但書上並不會很明確地指齣。再舉一個例子,也是很多人都犯過的一個錯誤:以普通信號作為always的敏感信號列錶。當我們這樣寫的時候,根本不會意識到這是錯誤的,因為書上就是這麼教的。有經驗的工程師都知道,對於Verilog語法,書上是一個全集,很多用法作為知識點是對的,但在實際應用中就是錯誤的。因此,太依賴書本的學習,反而會學得全而不好,還浪費時間。學員二:“一開學我立馬就買瞭當時很多人推薦的某一品牌的一款開發闆,但卻不知道怎麼學,上來就死摳代碼,感覺好費勁啊!一方麵我當時的基礎確實很差,本科時候就沒寫過任何代碼;另一方麵看彆人寫的代碼本來就費解,而賣傢的視頻也是蜻蜓點水一帶而過,視頻上提到的問題不是我的問題,我想解決的問題視頻中又沒說,反正我的睏惑與賣傢的視頻就不在一個頻道上,可能我的問題人傢壓根兒就覺得不是問題,因為我當時就是不摺不扣的零基礎。就這樣,我混混沌沌地看瞭好多天代碼,最終還是雲裏霧裏。當時有人跟我講過要去仿真看波形,而不是看代碼,但是裝什麼軟件,怎麼裝,軟件怎麼用,我一點都不知道。確實蠻痛苦的。”以上兩位同學遇到的問題,相信大多數初學者也遇到過,也很受睏擾。明德揚在培訓學員的過程中發現瞭一個普遍存在的問題:不同的人,代碼風格往往也是不一樣的。而一套優秀的代碼規範,對團隊、企業有非常強的指導意義,可以給他人提供一個可讀性強、便於維護糾錯的環境,這可以大大提高團隊、企業的工作效率。而市麵上大多數FPGA教材往往並不重視代碼規範,大篇幅的軟件使用、語法知識和大量理論知識令初學者望而生畏,其實很多語法在實際工程中並沒有機會用到。另外,很多FPGA書籍都會講一個個獨立的項目如何實現,以及針對不同項目的相應設計思路,但卻缺少一套通用的設計方法,這樣同學們最多隻能學一個項目會一個項目,而不能舉一反三。也正是因為如此,纔有這本書創作的初衷。為瞭幫助更多的FPGA學習者更好地理解FPGA設計的精髓,提高學習效率,明德揚提齣瞭“至簡”的設計思想,並創作瞭這本書。大道至簡與至簡設計法“大道至簡”齣自老子的《道德經》:“萬物之始,大道至簡,衍化至繁。”大道至簡是指大道理(基本原理、方法和規律)是極其簡單的,簡單到一兩句話就能說明白,把復雜冗繁的錶象層層剝離之後就是事物最本質的東西。所謂“真傳一句話,假傳萬捲書”。一門技術一門學問,弄得很深奧是因為沒有看穿實質,就像FPGA的學習,搞得很復雜是因為沒有抓住代碼的關鍵。1.大道至簡,抓住根本大道理是極其簡單的,簡單到一兩句話就能說明白。事情難就難在簡單,簡單不是敷衍瞭事,也不是單純幼稚,而是最高級的智慧和成熟睿智的錶現。

　　至簡設計法是明德揚通過多年的教學經驗找到的學習FPGA的關鍵和根本方法。FPGA學習既不能花大量時間在軟件工具/語法上,也不能花精力在獨立的知識點上,而應花費80%的時間在20%的核心功能上。什麼是核心功能?至簡設計中一個完整的設計流程就是核心功能。注意,這裏說的是“設計”流程,而非項目流程。市麵上的FPGA設計教程大部分講的都是項目流程,即介紹功能→新建項目→加入設計文件→編譯工程→配置引腳→上闆。這些流程都是介紹軟件是怎麼用的,而最重要的———設計文件是如何設計的,都沒有詳細介紹。至簡設計法的設計流程,講的是實現一個功能的過程,是將功能轉化成代碼的過程。不僅簡單的UART/SPI/VAG/IIC/攝像頭采集,甚至復雜的邊緣檢測/SDRAM接口/軟件無綫電等,都可以采用這個設計流程將功能轉化成代碼。2.大道至簡,衍化至繁大道至簡是一種哲學,無論是做人還是做事它都會給人以指導。在當今這個大韆世界中,我們要學會把復雜變成簡單,用智慧創造“簡單”,在變遷中不斷地升華。至簡設計法是先將復雜的模塊劃分成簡單的模塊,再用模塊設計流程設計齣來。FPGA學習的過程,就是不斷地將復雜的模塊,劃分成簡單模塊,再用至簡設計法設計的過程。不斷地重復這個過程,像搭積木一樣一層層地堆砌,最終就能通過簡單的規則做齣復雜的設計。3.大道至簡,凝聚智慧大道至簡,經過整閤創新,跳齣原來的框框,去粗取精,抓住關鍵和根本,揮動奧卡姆剃刀,剔除無效的、可有可無的、非本質的東西,提煉齣精華。至簡設計法,看似簡單的幾個規則,然而總結歸納齣這些規則,卻需要相當大的智慧:必須要有眾多領域的項目經驗,纔能獲知各領域的設計需求和要點;必須要有豐富的工作經驗,纔能擁有高超的設計技巧;必須要有豐富的教學經驗,明白學習的難點和重點,明白學生思考的方式,纔能將高超的設計技巧轉成可學習和操作的流程;必須要有很大的智慧,不斷地歸納和總結,纔能將這些流程和步驟變得簡單易用。至簡設計法,是結閤以上要點,經過明德揚多年探索的智慧結晶。在此,我希望與更多FPGA學習者分享,讓更多的人應用此設計方法,在FPGA設計學習和做實際項目中得心應手,為推進國傢産業智能化發展貢獻綿薄之力。

　　本書共8章,分為三篇,其中每篇對應的章和具體內容介紹如下:第一篇包括第1~4章,主要介紹FPGA設計核心———模塊。本書提齣把模塊分為三大類型,即計數器架構、狀態機架構及FIFO架構,並配有項目設計練習。第二篇包括第5、6章,主要介紹模塊的由來———模塊劃分。本書總結瞭兩大類常見的模塊劃分應用場閤,即FPGA內部模塊之間的交互和FPGA與外設的交互,並配有實踐練習。第三篇包括第7、8章,主要介紹基於OV7670的圖像采集,以及基於SDRAM的VGA顯示控製器。應用前兩篇提到的三大架構及模塊劃分來完成這個工程,進一步深化對前麵內容的理解。本書特點1.注重設計思路本書重點講項目實現的整體思路,而並非講某一具體項目的實現。2.設計理念本書提齣瞭“至簡”的設計理念,一次隻考慮一個問題。3.優秀的代碼風格及規範本書提供的代碼風格統一,代碼的規範是資深從業人員從多年工作經驗中總結、提練,並結閤明德揚就業培訓班培訓成果所得到的。優秀的代碼風格對團隊、企業都有非常大的指導意義。

　　4.注重實踐本書選擇以案例的形式進行編寫,所有方法均用例子闡述,並配有豐富的項目實踐練習。5.不羅列知識點堅持項目中遇到什麼問題就解決(講解)什麼問題,避免羅列知識點,讓FPGA學習者集中精力學習FPGA設計的核心。如何學習本書至簡設計法的目的,是對程序編寫工作中易齣現的混亂狀態進行規範化,以達到簡便、有序、快捷的效果。本書通過例題引齣概念,並詳舉大量實際案例進行分析、對比,幫助讀者理解至簡設計法的設計思想,清晰直觀地學習和掌握該方法。此外,作者對於“二八定律”在FPGA設計方麵的應用有獨到見解:采取“權值階梯模式”,即強調核心功能的學習、鞏固和使用,以及一般功能在實際中邊做邊學的模式,來達到在最短的時間能獨立完成項目的效果。另外,希望讀者在完成項目時,先根據功能要求自己試著構思、編寫代碼,再與給齣的思路、代碼相比較,這樣讀者纔能深刻理解至簡設計法,並把這套設計思想真正運用到實踐中去。從明德揚就業培訓班的培訓成果來看,隻要耐心學完整套設計思想,就能獨立完成項目設計。設計者拿到一個新項目,知道從哪裏下手,且編寫的代碼可綜閤,邏輯縝密,在設計過程中對邏輯變化考慮周全,就可在短時間內調試成功並上闆實現。本書雖然沒有語法篇,但通篇用到的語法都是比較簡單、常用的,有一定Verilog基礎的讀者讀起來必定毫無障礙,而初學者也不必擔心看不懂,明德揚會推齣配套視頻,介紹用到的語法知識點。另外,軟件使用篇也包括在配套視頻中,主要包括QuartusII,Modelsim,Gvim的使用。本書可作為高等院校電子工程類、自動控製類、計算機類等專業的教材,亦可供FPGA相關行業的愛好者和從業人員自學與參考。感謝參與本書部分內容編寫及在編寫過程中提供寶貴建議的黃君凱、崔苗、李國慶和陳澤熹。還要感謝北京航空航天大學齣版社的編輯老師們,在他們的大力支持和幫助下本書纔得以與廣大讀者見麵。由於作者水平有限,難免存在錯誤和遺漏之處,懇請各位讀者批評指正。同時,也歡迎大傢就FPGA開發相關技術與作者交流,聯係郵箱:book@mdyedu.com。配套視頻、開發闆購買地址以及例程源碼和相關資料下載地址:http://www.mdyedu.com/。潘文明易文兵2016年12月於深圳明德揚科技教育有限公司

《FPGA設計之道：以簡馭繁的工程實踐》 內容簡介 本書旨在為廣大FPGA（Field-Programmable Gate Array）設計初學者及進階者提供一條清晰、高效的學習路徑，幫助讀者掌握FPGA設計的核心理念與實用技巧。本書並非簡單羅列枯燥的理論知識，而是通過強調“大道至簡”的設計哲學，引導讀者構建一種“以簡馭繁”的工程思維模式。我們將深入剖析FPGA工作的底層邏輯，從硬件描述語言（HDL）的語法精髓入手，逐步引導讀者掌握如何將復雜的係統需求分解為清晰、模塊化的設計單元，並最終高效地映射到FPGA硬件上。 核心理念：大道至簡，化繁為簡 在FPGA設計的廣闊領域，我們常常會麵對錯綜復雜的邏輯功能和龐大的設計規模。本書的核心理念在於，任何復雜的係統都可以通過對基本元素的深刻理解和巧妙的組閤來實現。我們將摒棄那些“唯快不破”或“細節至上”的思維誤區，轉而強調一種“全局觀”和“結構化”的設計方法。通過化繁為簡，我們能夠更有效地管理設計復雜度，提高代碼的可讀性、可維護性和可重用性，從而顯著提升整體的設計效率和最終産品的穩定性。 第一部分：FPGA設計基礎與硬件畫像 在開始任何實際設計之前，理解FPGA的本質至關重要。本部分將帶領讀者深入瞭解FPGA的內部架構，包括其基本構建模塊——查找錶（LUT）、觸發器（Flip-Flop）、分布式RAM/ROM以及DSP Slice等。我們將揭示這些硬件單元如何協同工作，構築起數字邏輯電路的基石。 FPGA的誕生與演進： 簡述FPGA的發展曆程，理解其為何能在現代電子工程中占據重要地位。 FPGA的內部架構深度解析： 可編程邏輯塊（CLB/LAB）： 詳細講解CLB/LAB的內部結構，尤其是查找錶（LUT）的工作原理，以及如何通過配置LUT實現任意組閤邏輯。 可編程互連網絡（Interconnect Network）： 闡述FPGA內部信號路由的機製，理解布綫資源的分配與優化對設計時序的影響。 專用硬核模塊： 介紹DSP Slice、Block RAM（BRAM）、PLL/MMCM等專用硬核資源，以及如何高效利用它們來加速運算和處理數據。 I/O接口： 講解FPGA的輸入/輸齣接口標準，包括電壓、時序要求等，為後續的接口設計奠定基礎。 數字邏輯基礎迴顧與FPGA視角： 簡要迴顧組閤邏輯和時序邏輯的基本概念，並從FPGA硬件的角度重新審視這些概念，理解它們在FPGA中的具體實現方式。 第二部分：硬件描述語言（HDL）的精髓 Verilog或VHDL是FPGA設計的核心工具。本書將聚焦於HDL的實用性，強調如何用簡潔、清晰的代碼來描述硬件行為，而不是拘泥於語言的錶麵語法。我們將區分“綜閤”與“仿真”，理解HDL代碼在不同階段的含義，以及如何編寫易於工具鏈理解和綜閤的代碼。 HDL語言選擇與入門： 簡要介紹Verilog和VHDL，幫助讀者選擇適閤自己的入門語言，並快速掌握基本語法。 數據類型與運算符： 講解HDL中常用的數據類型（reg, wire, integer等）以及位運算符、邏輯運算符、算術運算符等，理解它們在硬件描述中的作用。 結構化與行為化描述： 結構化描述： 學習如何通過實例化組件來描述硬件，例如用門級描述構建電路，理解其優缺點。 行為化描述： 重點講解如何使用`always`塊、`assign`語句等來描述電路的行為，這是實現“大道至簡”的關鍵。 關鍵HDL語句與模塊化設計： `assign`語句： 掌握其在組閤邏輯描述中的應用。 `always`塊： 深入理解`always @()`（組閤邏輯）和`always @(posedge clk)`（時序邏輯）的編寫規範，這是FPGA設計的核心。 `if-else`、`case`語句： 學習如何在HDL中條件化地描述邏輯，並注意綜閤器如何將其映射到硬件。 `for`循環與`generate`語句： 瞭解如何通過參數化和循環生成大量相似的邏輯單元，提高代碼的復用性。 端口映射與模塊實例化： 學習如何通過模塊的端口來連接不同的邏輯單元，構建層次化的設計結構。 時序邏輯設計： 深入講解觸發器、寄存器、移位寄存器、計數器的HDL實現，強調時鍾域、復位信號的處理。 組閤邏輯設計： 學習如何實現多路選擇器、譯碼器、編碼器、加法器、減法器等基本組閤邏輯。 第三部分：至簡設計法的實踐——結構化思維與代碼風格 本部分是本書的核心，我們將圍繞“大道至簡”的設計哲學，傳授一套行之有效的實踐方法。我們將強調代碼的可讀性、可維護性，以及如何通過模塊化和參數化來管理復雜度。 模塊化設計思維： 拆分原則： 學習如何將復雜係統分解為相互獨立、功能明確的模塊。 接口設計： 強調清晰、簡潔的模塊接口設計，降低模塊間的耦閤度。 自頂嚮下與自底嚮上： 結閤這兩種設計方法，在實踐中靈活運用。 代碼風格與規範： 命名規範： 統一、清晰的變量和信號命名，極大提升代碼可讀性。 注釋的藝術： 學會撰寫有價值的注釋，解釋設計意圖和復雜邏輯。 代碼縮進與格式化： 保持代碼整潔，方便閱讀和查找問題。 數據流與控製流的清晰錶達： 學習如何用HDL代碼準確地錶達數據在係統中的流動和控製信號的變化。 狀態機（FSM）設計： 理論基礎： 深入理解有限狀態機的概念（Mealy型與Moore型）。 HDL實現： 掌握編寫規範、可綜閤的狀態機代碼，並講解狀態編碼的選擇對代碼可讀性和性能的影響。 狀態機的簡化： 如何通過閤並冗餘狀態或優化狀態轉移來達到“至簡”。 流水綫（Pipeline）設計： 學習如何通過引入流水綫技術來提高設計吞吐量，同時也要注意引入的延遲和資源開銷。 參數化設計： 通過`parameter`關鍵字，實現邏輯模塊的參數化，提高代碼的復用性和靈活性，例如可配置的位寬、深度等。 避免綜閤陷阱： `for`循環的綜閤限製： 瞭解其在不同場景下的行為。 `case`語句的`default`分支： 強調其在綜閤器中的重要性。 鎖存器（Latch）的形成與避免： 講解為何應盡量避免生成鎖存器，以及如何通過代碼風格來避免。 異步復位與同步復位： 詳細對比兩者的優缺點，以及在不同應用場景下的選擇。 第四部分：FPGA設計流程與工具鏈應用 理論結閤實踐，掌握FPGA設計流程是必不可少的。本部分將引導讀者熟悉主流的FPGA開發工具鏈，理解綜閤、實現（布局布綫）以及時序約束等關鍵環節。 FPGA開發工具鏈概覽： 介紹Xilinx Vivado、Intel Quartus Prime等主流工具的基本界麵和功能。 項目創建與管理： 學習如何新建FPGA項目，添加源文件、IP核等。 綜閤（Synthesis）： 綜閤器的作用： 理解綜閤器如何將HDL代碼轉換為門級網錶。 綜閤選項： 講解常用的綜閤選項，以及它們對資源利用和性能的影響。 實現（Implementation）： 布局（Placement）： 講解邏輯單元如何在FPGA內部進行放置。 布綫（Routing）： 講解信號綫如何連接這些邏輯單元。 時序優化： 介紹工具鏈如何進行時序優化，以及可能遇到的瓶頸。 時序約束（Timing Constraints）： 時鍾定義： 學習如何定義係統時鍾，包括頻率、占空比等。 輸入/輸齣延遲約束： 講解如何約束外部信號與係統時鍾的相對關係。 僞路徑（False Path）與多周期路徑（Multicycle Path）： 學習如何處理特殊時序路徑，提高時序收斂的準確性。 時序報告分析： 講解如何解讀時序報告，發現並解決時序違例問題。 仿真（Simulation）： 行為級仿真： 使用HDL仿真器驗證設計的邏輯功能。 門級仿真： 結閤後仿真（Post-Synthesis Simulation）和後布局布綫仿真（Post-Implementation Simulation），進行更精確的時序驗證。 測試平颱（Testbench）設計： 學習如何編寫有效的測試平颱來驗證設計的正確性。 比特流生成與下載： 講解如何生成FPGA配置文件（比特流），並將其下載到FPGA器件中。 在綫調試（On-Chip Debugging）： 介紹ILA（Integrated Logic Analyzer）等工具，如何在硬件上實時觀察信號變化。 第五部分：進階主題與工程實踐 在掌握瞭基礎知識和設計流程後，本部分將探討一些更深入的主題，並分享一些在實際工程中非常寶貴的經驗。 IP核的集成與使用： 介紹如何查找、評估和集成第三方IP核，加速設計進程。 時鍾管理： 時鍾域交叉（Clock Domain Crossing, CDC）： 講解CDC問題及其常見的解決方法（握手協議、FIFO等）。 多時鍾域係統設計： 如何在這種復雜環境中保證設計的穩定性。 低功耗設計： 介紹FPGA低功耗設計的基本策略。 可重構計算與高性能計算： 簡要介紹FPGA在這些領域的應用潛力。 設計驗證的進階： 單元測試、集成測試等。 版本控製與團隊協作： 強調在實際項目開發中版本控製的重要性。 常見FPGA設計問題的排查與解決： 總結一些在實際項目中遇到的典型問題，並提供解決思路。 本書特色 “大道至簡”的設計哲學貫穿始終： 引導讀者形成高效、優雅的設計思維。 強調代碼的可讀性與可維護性： 學習編寫“易於人讀”的代碼，而非“易於機器讀”的代碼。 從“如何實現”到“為何這樣實現”： 不僅教授技術，更強調設計背後的邏輯和權衡。 大量實例驅動： 通過豐富的代碼示例和工程實踐，幫助讀者將理論知識轉化為實際能力。 循序漸進的學習麯綫： 從基礎概念到復雜應用，逐步引導讀者掌握FPGA設計的精髓。 目標讀者 對FPGA設計感興趣的電子工程、計算機科學等相關專業的學生。 希望係統學習FPGA設計方法的在職工程師。 希望提升FPGA設計技能和工程實踐能力的開發者。 有一定Verilog/VHDL基礎，但希望深化理解和優化設計的工程師。 通過學習本書，讀者將不僅能夠掌握FPGA設計的技術細節，更重要的是能夠培養一種“大道至簡”的設計理念，從而在復雜的FPGA設計領域遊刃有餘，構建齣高效、穩定、易於維護的優秀工程。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的整體感覺是，它不僅僅是一本技術手冊，更像是一本關於“如何思考”和“如何解決問題”的設計哲學讀物。作者在字裏行間流露齣對工程實踐深刻的理解，以及對“大道至簡”設計理念的堅定推崇。他並沒有刻意追求晦澀的理論，而是將復雜的問題拆解，用清晰的邏輯和易於理解的語言呈現。我尤其贊賞書中關於“權衡取捨”的論述。在FPGA設計中，幾乎沒有完美的設計，總是需要在性能、麵積、功耗之間做齣權衡。作者通過大量的實例，生動地展示瞭不同的設計選擇所帶來的不同結果，以及如何在特定場景下做齣最優的權衡。他強調的“理解設計約束”和“擁抱不確定性”，讓我意識到，真正的工程師不僅要會設計，更要懂得如何應對現實世界中的種種限製。書中關於“文檔的重要性”的討論，也讓我印象深刻。作者並非把它看作是形式，而是將其視為一種交流和傳承的工具，能夠幫助團隊成員之間更好地協作，也為未來的維護和升級提供瞭便利。總而言之，這本書所傳遞的，是一種更成熟、更體係化的工程思維，它能夠幫助讀者跳齣“代碼搬運工”的角色，成為一個真正能夠獨立思考、解決復雜工程問題的設計者。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本書，我最大的感受就是作者對於“清晰度”和“可維護性”的極緻追求。在FPGA設計中，我們常常陷入對時序、資源利用率的糾結，而忽略瞭設計的本質——它是為瞭解決某個功能問題。這本書恰恰是將重點拉迴到功能本身，強調如何用最直觀、最易懂的方式來實現目標。書中關於“模塊化設計”的論述，對我來說是醍醐灌頂。作者不僅僅是告訴你“要模塊化”，而是深入分析瞭不同粒度的模塊劃分所帶來的影響，以及如何根據設計的復雜度、團隊協作需求來選擇最優的劃分策略。他提齣的“接口即契約”的理念，讓我意識到，一個好的接口設計，能夠極大地降低模塊間的耦閤度，使得各個模塊能夠獨立開發、測試和復用。我特彆欣賞書中關於“代碼風格”的建議，雖然看似是枝末，但作者將其上升到瞭“代碼可讀性等於設計可讀性”的高度，這讓我開始重新審視自己的編碼習慣。他列舉瞭很多反麵教材，通過對比，讓人深刻理解到，一個冗長、混亂的代碼，即使功能實現瞭，也可能成為日後調試和修改的噩夢。這本書就像是一位經驗豐富的老匠人，不厭其煩地告訴你如何打磨你的“工具”，讓你在揮灑汗水之前，就已經為成功的創造奠定瞭良好的基礎。它教會我，優秀的設計不僅僅是功能的實現，更是對未來可能的變更和維護的充分考量。

評分☆☆☆☆☆

這本書最讓我驚喜的地方在於，它能夠將一些看似枯燥的技術概念，通過非常具象化的方式錶達齣來。例如，在講解“並發與並行”時，作者並沒有直接拋齣抽象的定義，而是用生動的生活場景來類比，比如同時煮咖啡和看報紙，與輪流煮咖啡再看報紙的對比，瞬間就讓“並發”和“串行”的概念躍然紙上。這種“化繁為簡”的能力，貫穿瞭全書。在解釋“時序約束”的時候，作者同樣沒有停留在冰冷的文本定義上，而是用“時間窗口”、“時鍾邊沿”等形象化的描述，輔以清晰的圖示，讓初學者也能夠理解時序約束的邏輯和重要性。我尤其喜歡其中關於“調試策略”的章節，作者提齣的“從小處著手，逐步驗證”的原則，以及如何利用仿真工具來定位問題，提供瞭非常實用的指導。他強調瞭“單元測試”的重要性，並給齣瞭如何設計有效的單元測試用例的建議，這對於減少後期集成調試的難度非常有幫助。這本書並沒有提供一個“萬能藥”，但它提供瞭一套“思考藥方”，教會你如何去診斷問題，如何去開齣正確的“藥方”。它讓我明白，FPGA設計的核心在於邏輯的構建，而邏輯的構建，離不開清晰的思路和有效的驗證。

評分☆☆☆☆☆

我是一名跨專業的學習者，在接觸FPGA之前，對數字電路和計算機體係結構並沒有深入的瞭解。這本書對我來說，就像是為我量身打造的入門嚮導。作者以一種極其友好的姿態，循序漸進地引導我進入FPGA設計的世界。他並沒有一開始就拋齣大量的專業術語，而是從最基礎的邏輯門開始，一步步構建起完整的概念體係。我特彆欣賞書中對於“HDL語言”的講解，它並非單純地介紹語法，而是深入分析瞭不同語言結構如何映射到硬件，以及如何通過巧妙的語言組織來錶達設計意圖。例如，在講到“always塊”的使用時，作者詳細闡述瞭不同敏感列錶對行為的影響，以及如何避免寫齣不期望的組閤邏輯或時序邏輯。這種由淺入深的講解方式，讓我在學習過程中，感到非常輕鬆和自信。書中還穿插瞭很多“設計陷阱”的提示，以及如何避免這些陷阱的技巧，這對於初學者來說，簡直是寶貴的經驗之談。它就像一位耐心十足的導師，知道你在哪裏可能會犯錯，並提前告訴你如何規避。這本書的價值在於，它不僅教會瞭我“做什麼”，更重要的是教會瞭我“為什麼這麼做”，讓我能夠真正理解FPGA設計的原理，而不是死記硬背。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在FPGA領域摸爬滾打瞭幾年的工程師，最近有幸接觸到瞭一些關於FPGA設計方法的書籍，其中一本讓我印象尤為深刻。這本書並非直接教授某個具體芯片的開發，而是將重點放在瞭“如何思考”和“如何設計”上。它花瞭大量篇幅去闡述一種“大道至簡”的設計哲學，強調的是在復雜的設計任務中，如何剝離不必要的枝蔓，找到最核心、最簡潔的解決方案。我尤其喜歡其中關於“抽象層次”的講解，作者用瞭很多生動的比喻，將不同抽象層次的設計理念闡釋得淋灕盡緻。例如，他將硬件設計比作蓋房子，從地基（底層邏輯）到框架（模塊化設計）再到裝修（接口和時序），每一步都有其關鍵的考量點，而“至簡”則貫穿始終，力求每一層都做到最精煉，避免過度設計。書中關於“狀態機設計”的部分也給瞭我很大的啓發，不同於以往我習慣的硬編碼方式，作者提齣瞭一種基於“事件驅動”和“意圖識彆”的狀態機構建思路，這使得狀態機的邏輯更加清晰、易於理解和維護，尤其是在處理復雜的協議解析時，這種方法顯得尤為強大。總的來說，這本書的價值不在於提供瞭多少現成的代碼片段，而在於它能夠重塑你對FPGA設計的理解，讓你在麵對問題時，能夠跳齣細節的泥沼，從更宏觀、更本質的角度去尋找最優解。它更像是一本“內功心法”，能夠幫助你打下堅實的設計基礎，為日後應對各種挑戰做好準備。

評分☆☆☆☆☆

書不錯，快遞也非常給力

評分☆☆☆☆☆

非常不錯！！！

評分☆☆☆☆☆

東西還可以，不錯

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給外婆瞭7是我瞭人快也破瞭0搜搜諾摸摸摸

評分☆☆☆☆☆

非常不錯！！！

評分☆☆☆☆☆

東西還可以，不錯

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比較爛 不具體

評分☆☆☆☆☆

很不錯的書，給一個好評

評分☆☆☆☆☆

不錯的書，初讀很不習慣，需要適應