Intel FPGA/CPLD设计 基础篇 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王欣，王江宏，蔡海宁，王诚，吴继华 著

图书标签:

• FPGA
• CPLD
• Intel
• Verilog
• VHDL
• 数字电路
• 可编程逻辑
• 硬件设计
• 嵌入式系统
• 开发入门

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115466846

版次：01

商品编码：12187085

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-08-01

用纸：胶版纸

页数：285

正文语种：中文

编辑推荐

　　Intel公司审校，Intel资-深FAE倾力打造，权v的Intel器件类图书 　　Intel公司推荐FPGA CPLD培训教材 　　深入讨论Intel FPGA CPLD设计和优化技巧 　　扫码下载所有实例的完整工程、源代码和使用说明文件

内容简介

　　本书结合作者多年工作经验，系统地介绍了FPGA CPLD的基本设计方法。在介绍FPGA CPLD概念的基础上，介绍了Intel主流FPGA CPLD的结构与特点，并通过丰富的实例讲解Quartus II与ModelSim、Synplify Pro等常用EDA工具的开发流程。　　本书所有实例的完整工程、源代码和使用说明文件，都以云存储的方式存放在云端，读者可以通过扫描二维码的方式进行下载。　　本书可作为高等院校通信工程、电子工程、计算机、微电子与半导体等专业的教材，也可作为硬件工程师和IC工程师的实用工具书。

作者简介

　　王诚：西安电子科技大学 通信与电子信息系统 硕士 高-级工程师 Lattice公司中国区总经理，工作经验丰富研究领域：扩频通信、CDMA通信、3G基带设计、FPGA 数字ASIC设计、优化、验证取得成果：两项WCDMA实现技术专利发明人，在一级期刊上发表多篇CDMA技术论文，发表数篇国内外FPGA ASIC设计技术研讨会论文，编写图书《FPGA CPLD设计工具──Xilinx ISE 使用详解》、《Altera FPGA CPLD设计（基础篇）》、《Altera FPGA CPLD设计（高-级篇）》 王江宏 西北工业大学 通信与信息系统专业 硕士研究生 毕业后先后加入中兴通讯 上海贝尔 Altera Intel工作 主要从事无线通信设备技术研发， FPGA+ARM技术支持。

目录

第1章FPGACPLD简介11．1可编程逻辑设计技术简介11．1．1可编程逻辑器件发展简史11．1．2可编程逻辑器件分类21．2FPGA带来的优势21．3FPGACPLD的基本结构31．3．1FPGA的基本结构31．3．2CPLD的基本结构71．3．3FPGA和CPLD的比较91．4FPGACPLD的设计流程101．5FPGACPLD的常用开发工具141．6下一代可编程逻辑设计技术展望181．6．1下一代可编程逻辑器件硬件上的四大发展趋势181．6．2下一代EDA软件设计方法发展趋势231．7小结271．8问题与思考27第2章AlteraFPGACPLD的结构282．1Altera高密度FPGA282．1．1主流高端FPGA──StratixVEGXGTGS282．1．2内嵌10Gbits高速串行收发器的FPGA──StratixIVGT502．1．3内嵌高速串行收发器的中端FPGA──ArriaIIGX532．2Altera低成本FPGA532．3Altera的CPLD器件592．4小结622．5问题与思考62第3章AlteraQuartusII开发流程633．1QuartusII软件综述633．1．1QuartusII软件的功能633．1．2QuartusII软件的用户界面653．2设计输入683．2．1设计输入方式703．2．2设计规划713．2．3设计输入文件实例713．2．4设计约束733．3综合793．3．1使用QuartusII软件集成综合793．3．2控制综合793．3．3综合实例843．3．4第三方综合工具853．4布局布线863．4．1设置布局布线参数863．4．2布局布线实例903．4．3增量布局布线913．4．4反标保留分配913．5仿真923．5．1建立矢量源文件923．5．2仿真实例953．6编程与配置963．6．1建立编程文件963．6．2器件编程和配置983．7案例分析：滤波器的设计1003．7．1第1个滤波器1003．7．2第2个滤波器：插入流水1033．7．3第3个滤波器：对称结构1053．7．4第4个滤波器：脉动滤波器（SystolicFilter）1063．7．5第5个滤波器：对称反向结构脉动滤波器1073．7．6案例总结1093．8小结1093．9问题与思考109第4章Altera的IP工具1104．1IP的概念和Altera的IP1104．1．1IP的概念1104．1．2Altera可提供的IP1114．1．3AlteraIP在设计中的作用1134．2使用Altera的基本宏功能1144．2．1定制基本宏功能1154．2．2实现基本宏功能1194．2．3设计实例1224．3使用Altera的IP核1254．3．1定制IP核1254．3．2实现IP核1294．3．3设计实例1304．4小结1314．5问题与思考131第5章QuartusII的常用辅助设计工具1325．1IO分配验证1325．1．1IO分配验证功能简介1335．1．2IO分配验证流程1335．1．3用于IO分配验证的输入1365．1．4运行IO分配验证1375．2功率分析1395．2．1Excel-based功率计算器1395．2．2Simulation-based功率估算1415．3RTL阅读器1425．3．1RTL阅读器简介1425．3．2RTL阅读器用户界面1435．3．3原理图的分页和模块层次的切换1445．3．4过滤原理图1455．3．5将原理图中的节点定位到源设计文件1475．3．6在原理图中查找节点或网线1475．3．7使用RTL阅读器分析设计中的问题1485．4SignalProbe及SignalTapII逻辑分析器1485．4．1SignalProbe1485．4．2SignalTapII1515．5时序收敛平面布局规划器（TimingClosureFloorplan）1575．5．1使用TimingClosureFloorplan分析设计1585．5．2使用TimingClosureFloorplan优化设计1645．6ChipEditor底层编辑器1645．6．1ChipEditor功能简介1645．6．2使用ChipEditor的设计流程1655．6．3ChipEditor视图1665．6．4资源特性编辑器1685．6．5ChipEditor的一般应用1725．7工程更改管理（ECO）1725．7．1ECO简介1735．7．2ECO的应用范围1735．7．3ECO的操作流程1745．7．4使用ChangeManager查看和管理更改1755．7．5ECO验证1765．8小结1765．9问题与思考176第6章编程与配置1776．1配置AlteraFPGA1776．1．1配置方式1776．1．2主动串行（AS）1836．1．3被动串行（PS）1866．1．4快速被动并行（FPP）1886．1．5被动并行异步（PPA）1896．1．6JTAG配置方式1916．1．7ByteBlasterII下载电缆1926．1．8配置芯片1946．2配置文件和软件支持1946．2．1软件支持1946．2．2配置文件1966．3单板设计及调试注意事项1996．3．1配置的可靠性2006．3．2单板设计要点2006．3．3调试建议2016．4小结2036．5问题与思考203第7章第三方EDA工具2047．1第三方EDA工具综述2047．1．1NativeLink与WYSIWYG2047．1．23种EDA工具的使用流程2057．1．3QuartusII支持的第三方工具2057．2仿真的概念与ModelSim仿真工具2077．2．1仿真简介2077．2．2仿真的切入点2087．2．3ModelSim仿真工具的不同版本2107．2．4ModelSim的图形用户界面2107．2．5ModelSim的基本仿真步骤2217．2．6使用ModelSim进行功能仿真2267．2．7使用ModelSim进行时序仿真2307．2．8ModelSim仿真工具高级应用2327．3综合的概念与SynplifySynplifyPro综合工具2427．3．1SynplifySynplifyPro的功能与特点2427．3．2SynplifyPro的用户界面2487．3．3SynplifyPro综合流程2517．3．4SynplifyPro的其他综合技巧2727．4小结2847．5问题与思考284

《数字逻辑电路与FPGA/CPLD原理》 一、 聚焦底层，奠定坚实基础： 本书旨在为读者构建一个全面而深入的数字逻辑电路理论框架，为理解和掌握FPGA/CPLD这类现代数字集成电路设计工具打下坚实的基础。我们不会直接跳入复杂的硬件描述语言（HDL）编程，而是从最根本的数字逻辑原理出发，逐层递进，确保读者真正理解信号在电路中是如何被处理和转换的。 数字信号的本质与编码： 首先，我们将从最基础的“0”和“1”开始，深入探讨数字信号的含义、表示方法以及常见的编码方式，例如二进制、格雷码、BCD码等。理解这些基础概念对于后续所有数字电路的设计至关重要，它们是信息得以在电子系统中准确传递的基石。我们将通过生动的例子和图示，帮助读者直观地理解这些抽象的概念。 基本逻辑门电路： 接下来，我们将逐一介绍最基本的逻辑门电路：与门（AND）、或门（OR）、非门（NOT）、与非门（NAND）、或非门（NOR）、异或门（XOR）和同或门（XNOR）。我们会详细讲解它们各自的逻辑功能、真值表，并提供其在实际电路中的实现方式（例如，使用晶体管）。理解这些门电路的功能，就像学习字母一样，是构建任何复杂数字电路的起点。 组合逻辑电路的设计与分析： 在掌握了基本逻辑门的功能后，我们将进入组合逻辑电路的学习。这类电路的输出仅取决于当前的输入，不包含记忆功能。我们将学习如何使用布尔代数、卡诺图（Karnaugh Map）等方法来简化逻辑表达式，从而设计出高效、精简的组合逻辑电路。我们会涵盖多种典型的组合逻辑电路，如编码器、译码器、数据选择器（Multiplexer）、数据分配器（Demultiplexer）、加法器、减法器、比较器等。通过大量的实例分析，读者将能够独立完成从需求分析到电路设计的整个流程。 序 列逻辑电路的奥秘： 与组合逻辑电路不同，时序逻辑电路的输出不仅取决于当前输入，还依赖于电路的历史状态，即它具有记忆功能。我们将深入讲解触发器（Flip-Flop）和寄存器（Register）的工作原理，包括D触发器、JK触发器、T触发器等，并分析它们在存储数据和构建状态机中的作用。 状态机的设计与应用： 状态机是实现复杂序列逻辑控制的核心。我们将详细讲解有限状态机（Finite State Machine, FSM）的概念，包括米利（Mealy）型和摩尔（Moore）型状态机的区别和设计方法。通过分析实际应用场景，如交通灯控制器、序列检测器等，读者将学会如何设计和实现各种功能的状态机，从而有效地控制数字系统的行为。 时序分析与同步设计： 在高速数字电路设计中，时序问题至关重要。我们将介绍建立时间（Setup Time）和保持时间（Hold Time）等关键时序参数，并讲解如何进行时序分析，以确保电路的稳定运行。同时，我们将强调同步设计的重要性，介绍时钟信号的作用以及如何在设计中合理地使用时钟，避免亚稳态等问题。 存储器的工作原理： 存储器是数字系统中不可或缺的一部分。我们将探讨不同类型的存储器，如寄存器文件、SRAM、ROM等，并简要介绍它们的组织结构和读写操作原理。虽然本书不深入讲解具体存储器的制造工艺，但会提供必要的原理知识，帮助读者理解它们在系统中的作用。 二、 强调实践，连接理论与应用： 理论知识的掌握是基础，但将理论应用于实际是检验学习成果的关键。本书将通过以下方式，将理论与实践紧密结合，帮助读者建立从原理到应用的桥梁。 模块化设计思想： 我们将贯穿始终地强调模块化设计思想。任何复杂的数字系统都可以被分解成更小的、可管理的模块。学习如何独立设计和测试这些模块，然后将它们集成起来，是高效、可靠系统设计的核心能力。 代码风格与规范： 虽然本书不直接提供HDL代码，但我们会潜移默化地引导读者形成良好的逻辑描述习惯，例如使用规范的命名约定、清晰的逻辑结构等。这些习惯对于后续的学习和实际项目开发都至关重要。 电路仿真与验证的重要性： 我们将反复强调仿真验证在数字电路设计流程中的地位。在实际硬件实现之前，通过仿真工具对设计的逻辑功能和时序进行严格验证，是发现和修正错误的最有效手段。我们将引导读者理解仿真的意义，为后续接触仿真工具打下思想基础。 从逻辑到硬件的过渡： 本书将清晰地阐述数字逻辑电路设计如何一步步转化为最终的物理硬件。我们将解释逻辑综合（Logic Synthesis）的基本概念，即如何将抽象的逻辑描述映射到FPGA/CPLD的物理资源上。读者将了解到，我们所设计的逻辑门、触发器等，最终都会在FPGA/CPLD芯片内部找到对应的物理单元。 三、 学习路径与读者对象： 本书的目标读者是所有希望深入理解数字逻辑电路原理，并为未来学习FPGA/CPLD硬件描述语言（如Verilog或VHDL）以及实际硬件设计打下坚实基础的工程师、学生和技术爱好者。 零基础入门： 对于没有接触过数字电路的初学者，本书将提供一个循序渐进的学习路径，从最基本概念讲起，确保每个人都能跟上。 巩固与深化： 对于已经接触过部分数字电路知识的读者，本书将帮助他们梳理概念，填补知识空白，深化对关键原理的理解。 为FPGA/CPLD设计铺路： 本书是学习FPGA/CPLD设计的“前奏曲”。在掌握了本书的知识后，读者将能更轻松、更深入地理解HDL语言的语法和语义，并能更有效地进行实际的FPGA/CPLD开发。 四、 本书的独特价值： 市面上不乏直接介绍FPGA/CPLD开发的书籍，但本书的独特价值在于其对“基础篇”的坚守和专注。我们相信，只有牢固掌握了底层数字逻辑的原理，才能真正理解FPGA/CPLD的设计思想，才能在面对复杂的项目时游刃有余，而不是停留在“语法学习”的层面。本书将帮助读者： 建立“芯片内部思维”： 理解FPGA/CPLD的内部结构，知道自己编写的逻辑代码最终会在芯片中如何被映射和实现。 培养“问题诊断能力”： 当电路出现问题时，能够从最基本的逻辑原理层面去分析和定位。 实现“设计效率飞跃”： 深刻理解了原理，可以更高效地选择合适的设计方法，避免走弯路。 为“高级主题”做好准备： 为未来学习更复杂的数字系统设计、嵌入式系统、SoC（System-on-Chip）设计等高级主题奠定不可动摇的基础。 《数字逻辑电路与FPGA/CPLD原理》将是一段充实而富有成效的学习旅程，它将带你走进数字世界的精妙之处，让你不仅能“使用”工具，更能“理解”工具背后的逻辑，为你在数字集成电路设计领域的发展铺就一条坚实而光明的道路。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面和标题就透着一股扎实的工业风，拿到手的时候感觉份量十足，纸质也相当不错，拿在手里有种踏实感。我一直对FPGA和CPLD这类可编程逻辑器件很感兴趣，但苦于没有合适的入门资料。市面上很多资料要么过于理论化，要么就是堆砌代码，读起来让人摸不着头脑。看到《Intel FPGA/CPLD设计 基础篇》这个标题，就觉得它可能是我想找的那一本。我尤其看重它“基础篇”的定位，希望能从最根本的概念讲起，帮助我建立起完整的知识体系。我期待它能详细讲解FPGA/CPLD的内部架构，比如LUT、FF、DSP Slice这些关键组成部分是如何工作的，以及它们在实现逻辑功能时扮演的角色。同时，我也希望书中能对Quartus Prime这款Intel官方的开发软件有全面的介绍，包括其安装、工程创建、代码编辑、综合、适配、时序分析以及比特流生成等整个流程。了解这些基本操作是上手FPGA/CPLD设计的关键一步。另外，一个好的基础入门书籍，通常会包含一些经典的、易于理解的设计实例，能够让读者在理论学习的同时，也能动手实践，加深理解。例如，实现一个简单的LED闪烁、按键消抖、串口通信或者基本的计数器设计，这些都是非常具有代表性的入门级项目，能够帮助新手快速建立信心。我希望这本书能在这方面有所体现，通过清晰的代码示例和详细的步骤解析，引导读者一步步完成设计，从而对FPGA/CPLD的设计流程有一个直观的认识。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我拿到这本书的时候，内心是带着一丝忐忑的。我一直认为FPGA/CPLD的设计门槛很高，需要深厚的数字逻辑基础和硬件描述语言（HDL）功底。我之前尝试过一些在线教程，但总感觉断断续续，缺乏系统性。这次选择《Intel FPGA/CPLD设计 基础篇》，是希望能够在一个相对权威的平台上，将我的知识碎片进行整合，并且能够获得一些“硬核”的干货。我特别关注书中是否会深入剖析Verilog或者VHDL这两种主流HDL语言的核心语法和编程技巧，因为这直接关系到我能否有效地描述和实现硬件逻辑。我希望书中能够讲解如何使用HDL语言进行模块化设计，如何进行行为级仿真和时序仿真，以及如何根据仿真结果进行代码的调试和优化。此外，对于FPGA/CPLD器件的选择，我也希望书中能有基础的指导，比如不同系列器件的特点、适用场景以及如何根据项目需求进行初步选型。例如，对于初学者来说，了解一下MAX系列和Cyclone系列等常见CPLD/FPGA的定位和区别，以及它们在性能、功耗和成本上的权衡，将非常有价值。书中若能提供一些关于开发板的介绍和使用说明，也会大大降低读者的上手难度。毕竟，光有理论，没有实践，很难真正掌握这项技术。我期待这本书能够填补我在这些方面的空白，让我能够信心满满地迈出FPGA/CPLD设计的第一步，而不是仅仅停留在“看懂”代码的层面。

评分☆☆☆☆☆

我本来对《Intel FPGA/CPLD设计 基础篇》这本书的期望不高，觉得市面上这类入门读物都大同小异。但翻开之后，我还是被其中一些细节吸引了。书中对FPGA/CPLD的时序约束和时序分析部分，似乎讲解得比较透彻。我一直觉得，在FPGA/CPLD设计中，时序是决定项目成败的关键因素之一，很多新手往往容易忽略这一点，导致设计在实际运行中出现各种意想不到的问题。这本书能否清晰地解释什么是时钟域、什么是建立时间和保持时间，以及如何通过时序约束文件（SDC）来指导综合和适配工具生成满足性能要求的设计，这对我来说非常重要。我还希望书中能够介绍如何利用Quartus Prime中的时序报告工具，来识别潜在的时序违例，并且提供一些常用的时序优化技巧，例如如何调整代码逻辑、如何使用流水线技术来提高时序性能，或者如何选择合适的时钟频率和分支。这些实践性的内容，对于我这种想要将理论知识转化为实际应用的设计者来说，是极其宝贵的。此外，这本书如果能涵盖一些关于功耗优化和面积优化的基础策略，那更是锦上添花了。了解如何通过合理的代码结构和器件选择来降低功耗，以及如何用最小的逻辑资源实现特定的功能，都是非常实用的设计经验。

评分☆☆☆☆☆

这本《Intel FPGA/CPLD设计 基础篇》给我最深的印象是它在讲解FPGA/CPLD设计流程时，似乎引入了一些比较高级的概念，但又以一种非常易于理解的方式呈现。例如，它提到了一些关于IP核（Intellectual Property Cores）的使用和集成。对于初学者来说，从零开始编写所有逻辑可能会非常耗时且容易出错。如果书中能够介绍一些Intel提供的常用IP核，比如AXI总线接口、DDR控制器、PCIe接口等，并且讲解如何将其集成到自己的设计中，那么将极大地提高开发效率。我还希望书中能够对不同类型的IP核进行分类和介绍，说明它们的用途和适用场景。另外，关于验证和调试方面，我希望能看到书中提供一些有用的方法和工具。除了基本的仿真，可能还包括一些硬件调试的技巧，比如如何使用SignalTap II逻辑分析仪来在线观察信号，如何进行在线仿真和硬件调试。这些内容对于我来说至关重要，因为很多时候，设计在仿真器里跑得好好的，但在实际硬件上却问题百出，这时候就需要强大的调试工具来定位问题。如果书中能够提供一些实际案例，展示如何利用这些工具来解决设计中的疑难杂症，那将非常有参考价值。

评分☆☆☆☆☆

我最初接触《Intel FPGA/CPLD设计 基础篇》是被它“基础篇”的字样吸引，以为只是简单介绍一些基本概念。然而，深入阅读后，我发现它在某些章节的讲解上，似乎超越了“基础”的范畴，触及了一些更深层次的原理。例如，书中关于FPGA/CPLD的配置过程，包括JTAG接口的配置以及通过SRAM和Flash进行配置的区别，如果能够详细阐述，将帮助我理解器件上电后是如何被“编程”的。我还特别关注书中对于可编程逻辑阵列（PLA）、可编程阵列逻辑（PAL）以及通用阵列逻辑（GAL）等早期的可编程逻辑器件的简要介绍，这有助于我理解FPGA/CPLD是如何从这些基础概念发展而来的，并建立更完整的历史视角。此外，如果书中能够对一些常见的FPGA/CPLD的封装类型，如BGA、QFP等，进行简单的说明，并提及它们在PCB设计和信号完整性方面的一些基本考虑，这将对我后续进行实际硬件设计有所裨益。当然，最后如果能够提供一些关于FPGA/CPLD在不同应用领域，如嵌入式系统、通信、工业控制、汽车电子等方面的简要案例分析，让我能够对这项技术有一个更广阔的认识，那将是对这本书一个非常好的补充。