簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

梅雪鬆，袁玉卓，曾凱鋒等 著

圖書標籤:

• FPGA
• 自學
• 設計
• 驗證
• 梅雪鬆
• 大道至簡
• 入門
• 數字電路
• 硬件開發
• VHDL

店鋪： 義博圖書專營店

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787512424746

商品編碼：15888420766

套裝2冊：

FPGA自學筆記 設計與驗證

手把手教你學FPGA設計 基於大道至簡的至簡設計法書號:9787512424746 9787512423794

 FPGA自學筆記—設計與驗證 梅雪鬆 fpga教程書籍 FPGA數字邏輯設計 預售

區域包郵 正版，， 著

基本信息

書名：FPGA自學筆記—設計與驗證

：69.00元

作者：梅雪鬆,袁玉卓,曾凱鋒

齣版社：北京航空航天大學齣版社

齣版日期：2017-08-01

ISBN：9787512424746

字數：

頁碼：454

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

---

　　FPGA自學筆記—設計與驗證

n

　　這本書打破瞭重實驗現象，輕仿真驗證的學習誤區，書中每一個實驗,無論是zui基礎的點亮 LED燈,還是綜閤的多模塊數字係統設計,以及復雜的 SDRAM 控製器設計,都嚴格按照“設計+驗證”的流程進行。 同時，本書由淺入深，全流程的講解；先,通過知識背景的介紹,講解設計中需要注意的問題；接著,一步一步地根據設計需求完成設計中的每一個部分；然後，編寫Testbench文件,使用 ModelSim 軟件對設計進行仿真驗證；zui後，仿真驗證通過後，再配置到 FPGA 器件中運行，如果闆級運行不正確，則再迴到仿真波形中查找可能的錯誤原因，在必要時使用闆級驗證工具如Signaltap Ⅱ進行闆級調試。本書對於不同水平的技術人員，都是一本不錯的自學和參考用書。

n

內容提要

---

　　FPGA自學筆記—設計與驗證

n

　　本書以Intel CycloneⅣ E係列FPGA 為例,係統介紹瞭FPGA 的硬件結構、電路設計以及邏輯設計和驗證流程。書中以若乾個具有工程實用意義的案例為背景,詳細介紹瞭FPGA 數字邏輯設計中常見的功能模塊設計思路、FPGA 片上資源的使用方法、開發軟件中各種調試工具的使用，包括SignaltapⅡ、ISystem Sources and Probes Editor、ISystem Memory Content Editor。本書後通過若乾個綜閤性實例,講解瞭復雜數字係統的設計方法和驗證思路。作為實用型FPGA 教程，本書的每一個實驗都有完整的仿真和驗證過程,即強調瞭仿真驗證在FPGA設計中的重要作用。

n

　　本書可作為工程應用類、電子信息類專業本科生以及相關專業專科生的EDA 基礎類課程的教材；也可作為FPGA自學人員,以及從事FPGA開發的工程技術人員的培訓教材和參考用書。

n

目錄

---

第1章 從頭認識FPGA ……………………………………………………………… 1

n

1.1 CycloneⅣ EFPGA原理與應用 ……………………………………………… 1

n

1.1.1 CycloneⅣ E概述 ………………………………………………………… 1

n

1.1.2 CycloneⅣ E擴展資源介紹 ……………………………………………… 4

n

1.1.3 重點電路設計 ……………………………………………………………… 5

n

1.2 IntelFPGA開發環境 ………………………………………………………… 17

n

1.2.1 Quartus軟件的發展史 …………………………………………………… 18

n

1.2.2 QuartusPrime的下載 …………………………………………………… 18

n

1.2.3 QuartusPrime的安裝 …………………………………………………… 21

n

1.2.4 QuartusPrime軟件的基本使用 ………………………………………… 27

n

第2章 FPGA開發軟硬件平颱介紹 ………………………………………………… 39

n

2.1 AC620開發套件………………………………………………………………… 39

n

2.1.1 AC620開發闆的功能特點 ………………………………………………… 39

n

2.1.2 AC620開發闆的使用 ……………………………………………………… 43

n

2.2 IntelFPGA開發流程 ………………………………………………………… 57

n

2.2.1 建立工程 …………………………………………………………………… 57

n

2.2.2 設計輸入 …………………………………………………………………… 61

n

2.2.3 分析和綜閤 ………………………………………………………………… 61

n

2.2.4 功能仿真 …………………………………………………………………… 62

n

2.2.5 綜閤與布局布綫 …………………………………………………………… 66

n

2.2.6 時序仿真 …………………………………………………………………… 66

n

2.2.7 I/O分配以及生成配置文件 ……………………………………………… 67

n

2.2.8 配置FPGA下載…………………………………………………………… 67

n

2.3 FPGA設計的燒寫與投産 ……………………………………………………… 68

n

2.3.1 FPGA固件存儲方案 ……………………………………………………… 68

n

2.3.2 CycloneⅣ EFPGA固件燒寫方案 ……………………………………… 69

n

2.3.3 燒寫文件JIC的産生 ……………………………………………………… 70

n

第3章 FPGA基本數字邏輯設計 …………………………………………………… 74

n

3.1 組閤邏輯電路設計———譯碼器 ………………………………………………… 74

n

3.1.1 譯_碼器工作原理 …………………………………………………………… 74

n

3.1.2 譯碼器Verilog實現 ……………………………………………………… 75

n

3.1.3 激勵創建及仿真測試 ……………………………………………………… 76

n

3.2 時序邏輯電路設計———計數器 ………………………………………………… 79

n

3.2.1 計數器工作原理 …………………………………………………………… 80

n

3.2.2 計數器Verilog實現 ……………………………………………………… 81

n

3.2.3 仿真及闆級驗證 …………………………………………………………… 82

n

3.3 IP核應用———計數器 ………………………………………………………… 85

n

3.3.1 IP核創建流程 ……………………………………………………………… 85

n

3.3.2 仿真及闆級驗證 …………………………………………………………… 89

n

3.3.3 已生成IP核的參數修改 ………………………………………………… 90

n

3.3.4 QuartusⅡ中IP核參數的修改…………………………………………… 94

n

3.4 BCD計數器設計與驗證 ……………………………………………………… 95

n

3.4.1 BCD碼原理 ………………………………………………………………… 95

n

3.4.2 BCD計數器的 Verilog實現 ……………………………………………… 96

n

3.4.3 激勵創建及仿真測試 ……………………………………………………… 97

n

3.4.4 級聯BCD計數器設計與仿真 …………………………………………… 98

n

3.5 阻塞賦值與非阻塞賦值原理分析 …………………………………………… 103

n

3.5.1 不同賦值方式的對比與實現 …………………………………………… 103

n

3.5.2 不同賦值方式的仿真及測試 …………………………………………… 105

n

3.6 狀態機設計實例 ……………………………………………………………… 108

n

3.6.1 狀態機工作原理 ………………………………………………………… 108

n

3.6.2 字符串檢測狀態機實現 ………………………………………………… 110

n

3.6.3 激勵創建及仿真測試 …………………………………………………… 113

n

3.7 獨立按鍵消抖設計與驗證 …………………………………………………… 115

n

3.7.1 按鍵的物理結構及電路設計 …………………………………………… 115

n

3.7.2 硬件電路實現按鍵消抖 ………………………………………………… 116

n

3.7.3 狀態機實現按鍵消抖 …………………………………………………… 118

n

3.7.4 激勵創建及仿真測試 …………………………………………………… 124

n

3.7.5 任務及隨機函數的使用 ………………………………………………… 125

n

3.8 模塊化設計基礎———加減法計數器 ………………………………………… 129

n

3.8.1 模塊功能劃分 …………………………………………………………… 129

n

3.8.2 模塊功能設計 …………………………………………………………… 129

n

3.8.3 仿真及闆級驗證 ………………………………………………………… 132

n

3.9 8位7段數碼管驅動設計與驗證 …………………………………………… 134

n

3.9.1 數碼管驅動原理 ………………………………………………………… 134

n

3.9.2 三綫製數碼管電路設計 ………………………………………………… 137

n

3.9.3 數碼管動態掃描驅動設計 ……………………………………………… 138

n

3.9.4 ISSP生成及使用 ………………………………………………………… 145

n

3.9.5 闆級調試與驗證 ………………………………………………………… 149

n

3.9.6 QuartusⅡ中ISSP的使用方法 ………………………………………… 152

n

3.10 串口發送模塊設計與驗證 …………………………………………………… 153

n

3.10.1 異步串行通信原理及電路設計 ………………………………………… 154

n

3.10.2 UART異步串行通信發送模塊設計與實現…………………………… 157

n

3.10.3 激勵創建及仿真測試 …………………………………………………… 162

n

3.10.4 按鍵控製串口發送設計 ………………………………………………… 163

n

3.11 串口接收模塊的設計與驗證 ………………………………………………… 165

n

3.11.1 串口接收原理分析 ……………………………………………………… 166

n

3.11.2 UART異步串行通信接收模塊設計與實現…………………………… 167

n

3.11.3 仿真及闆級驗證 ………………………………………………………… 171

n

第4章 FPG上專用資源使用 …………………………………………………… 176

n

4.1 嵌入式RAM 的使用———雙端口RAM …………………………………… 176

n

4.1.1 CycloneⅣ體係結構及嵌入式存儲器原理 ……………………………… 176

n

4.1.2 IP核使用———dpram …………………………………………………… 178

n

4.1.3 激勵創建及仿真測試 …………………………………………………… 182

n

4.2 搭建串口收發與雙口RAM 存儲的簡易應用係統 ………………………… 185

n

4.2.1 係統模塊功能劃分及接口設計 ………………………………………… 185

n

4.2.2 頂層文件設計 …………………………………………………………… 185

n

4.2.3 控製模塊設計 …………………………………………………………… 186

n

4.2.4 仿真及闆級驗證 ………………………………………………………… 187

n

4.3 嵌入式RAM 的使用———ROM ……………………………………………… 190

n

4.3.1 IP核使用———ROM ……………………………………………………… 191

n

4.3.2 激勵創建及仿真測試 …………………………………………………… 193

n

4.3.3 SignaTapⅡ使用及闆級驗證 …………………………………………… 195

n

4.4 嵌入式塊RAM 的使用———FIFO …………………………………………… 201

n

4.4.1 FIFO的相關知識 ………………………………………………………… 202

n

4.4.2 IP核的使用———FIFO…………………………………………………… 204

n

4.5 PLL鎖相環介紹與簡單應用 ………………………………………………… 213

n

4.5.1 PLL相關知識 …………………………………………………………… 213

n

4.5.2 IP核使用———PLL ……………………………………………………… 215

n

4.5.3 仿真及闆級驗證 ………………………………………………………… 219

n

第5章 FPGA進階數字邏輯設計 …………………………………………………… 223

n

5.1 無源蜂鳴器驅動設計與驗證 ………………………………………………… 223

n

5.1.1 無源蜂鳴器電路設計 …………………………………………………… 223

n

5.1.2 無源蜂鳴器驅動原理 …………………………………………………… 224

n

5.1.3 PWM 發生器模塊設計…………………………………………………… 225

n

5.1.4 仿真及闆級驗證 ………………………………………………………… 227

n

5.2 綫性序列機與串行接口DAC驅動設計與驗證……………………………… 232

n

5.2.1 DAC芯片概述及電路設計 ……………………………………………… 232

n

5.2.2 TLV5618型DAC芯片輸齣電壓計算原理 …………………………… 234

n

5.2.3 TLV5618型DAC接口時序 …………………………………………… 235

n

5.2.4 綫性序列機設計思想與接口時序設計 ………………………………… 236

n

5.2.5 基於綫性序列機的DAC驅動設計 ……………………………………… 238

n

5.2.6 仿真及闆級測試 ………………………………………………………… 241

n

5.3 綫性序列機與串行接口ADC驅動設計與驗證……………………………… 243

n

5.3.1 ADC芯片概述及電路設計 ……………………………………………… 244

n

5.3.2 ADC128S022型ADC接口時序 ………………………………………… 245

n

5.3.3 ADC128S022接口時序設計 …………………………………………… 247

n

5.3.4 基於綫性序列機的ADC驅動設計 ……………………………………… 249

n

5.3.5 仿真及闆級測試 ………………………………………………………… 252

n

5.4 HT6221紅外遙控解碼設計與驗證 ………………………………………… 257

n

5.4.1 紅外遙控係統組成及電路設計 ………………………………………… 257

n

5.4.2 紅外遙控協議分析(NEC協議)………………………………………… 258

n

5.4.3 紅外解碼模塊設計 ……………………………………………………… 260

n

5.4.4 仿真及闆級驗證 ………………………………………………………… 265

n

5.5 TFT顯示屏驅動設計與驗證 ………………………………………………… 267

n

5.5.1 TFT觸摸屏驅動電路設計 ……………………………………………… 268

n

5.5.2 RGB接口TFT屏掃描方式……………………………………………… 270

n

5.5.3 RGB接口TFT屏時序分析……………………………………………… 271

n

5.5.4 RGB接口TFT屏驅動設計……………………………………………… 272

n

5.5.5 仿真及闆級驗證 ………………………………………………………… 275

n

第6章 FPGA綜閤數字係統設計 …………………………………………………… 280

n

6.1 八通道數字電壓錶 …………………………………………………………… 280

n

6.1.1 數字電壓錶功能劃分 …………………………………………………… 280

n

6.1.2 按鍵輸入模塊 …………………………………………………………… 281

n

6.1.3 通道選擇模塊 …………………………………………………………… 281

n

6.1.4 ADC控製模塊———ADC128S022 ……………………………………… 282

n

6.1.5 數據預處理模塊 ………………………………………………………… 282

n

6.1.6 碼製轉換模塊 …………………………………………………………… 284

n

6.1.7 數碼管驅動模塊 ………………………………………………………… 287

n

6.1.8 頂層設計 ………………………………………………………………… 288

n

6.1.9 基於查找錶的數據電壓換算 …………………………………………… 289

n

6.2 雙通道幅頻相可調DDS信號發生器 ………………………………………… 292

n

6.2.1 DDS原理與實現 ………………………………………………………… 293

n

6.2.2 數/模轉換器(DAC)驅動模塊設計 ……………………………………… 299

n

6.2.3 串口命令接收與解析 ……………………………………………………303

n

6.2.4 信號發生器頂層設計 …………………………………………………… 315

n

6.2.5 係統測試 ………………………………………………………………… 316

n

6.3 串口讀/寫EEPROM ………………………………………………………… 317

n

6.3.1 I2C基本概念 ……………………………………………………………… 317

n

6.3.2 I2C協議時序介紹 ………………………………………………………… 318

n

6.3.3 I2C器件地址 ……………………………………………………………… 319

n

6.3.4 I2C存儲器地址 …………………………………………………………… 320

n

6.3.5 I2C寫時序 ………………………………………………………………… 321

n

6.3.6 I2C單字節讀時序 ………………………………………………………… 323

n

6.3.7 I2C讀/寫器件控製器設計 ……………………………………………… 325

n

6.3.8 I2C控製器仿真驗證 ……………………………………………………… 335

n

6.3.9 串口讀/寫EEPROM 係統設計 ………………………………………… 341

n

6.3.10 串口讀/寫 EEPROM 仿真驗證 ……………………………………… 351

n

6.3.11 串口讀/寫EEPROM 闆級驗證 ……………………………………… 355

n

6.4 基於串口獵人的虛擬示波器 ………………………………………………… 359

n

6.4.1 係統結構 ………………………………………………………………… 359

n

6.4.2 模塊詳解 ………………………………………………………………… 361

n

6.4.3 仿真驗證 ………………………………………………………………… 375

n

6.4.4 基於串口獵人的闆級驗證 ……………………………………………… 385

n

6.5 SDRAM 控製器設計 ………………………………………………………… 391

n

6.5.1 SDRAM 基本概念………………………………………………………… 391

n

6.5.2 SDRAM 存取原理………………………………………………………… 392

n

6.5.3 SDRAM 器件引腳說明…………………………………………………… 394

n

6.5.4 SDRAM 特性 …………………………………………………………… 395

n

6.5.5 SDRAM 操作命令介紹…………………………………………………… 396

n

6.5.6 SDRAM 操作時序………………………………………………………… 403

n

6.5.7 SDRAM 控製器設計……………………………………………………… 418

n

6.5.8 SDRAM 控製器仿真驗證………………………………………………… 425

n

6.5.9 SDRAM 控製器設計優化………………………………………………… 430

n

6.5.10 優化控製器仿真驗證 ……………………………………………………436

n

6.6 串口傳圖幀緩存設計 ………………………………………………………… 440

n

6.6.1 係統結構 ………………………………………………………………… 440

n

6.6.2 仿真驗證 ………………………………………………………………… 446

n

6.6.3 闆級驗證 ………………………………………………………………… 450

n

參考文獻………………………………………………………………………………… 454

作者介紹

---

　　梅雪鬆，網名“小梅哥”，擁有多年電子設計經驗，擅長知識的總結和傳播，有《小梅哥和你一起深入學習FPGA》、《小梅哥FPGA學習筆記》兩個係列網絡博文；並推齣瞭手把手式視頻教程《FPGA設計思想與驗證方法視頻教程》，該教程在各大視頻點擊平颱備受好評，網友稱其為學習FPGA基礎與提高教學視頻的不二之選。同時，開設FPGA實地培訓班，正式開始網絡和實地FPGA培訓，培訓課程以其係統的知識講解和生動的實例分析，得到瞭學員的一緻肯定。

n

　　袁玉卓，山東大學博士，集成電路設計專業，知識麵廣，專業技術背景深厚。長期從事於FPGA技術的分享和交流，擁有豐富的項目科研和實踐經驗，

n

　　曾凱鋒，杭州電子科技大學碩士，主要研究方嚮為FPGA與嵌入式係統設計，長期活躍於FPGA技術交流群，著有多篇FPGA設計和驗證文章。

n

手把手教你學FPGA設計——基於大道至簡的至簡設計法

， 著

基本信息

書名：手把手教你學FPGA設計——基於大道至簡的至簡設計法

：45.00元

作者：潘文明,易文兵

齣版社：北京航空航天大學齣版社

齣版日期：2017-05-01

ISBN：9787512424012

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

---

內容提要

---

　　手把手教你學FPGA設計——基於大道至簡的至簡設計法

n

　　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。

《數字邏輯設計與FPGA實踐指南》 引言 數字邏輯電路是現代電子係統的基石，而FPGA（現場可編程門陣列）作為一種高度靈活和強大的硬件實現平颱，已經成為數字係統設計與驗證不可或缺的關鍵技術。從嵌入式係統到高性能計算，從通信設備到人工智能硬件，FPGA的身影無處不在。本書旨在為廣大電子工程愛好者、在校學生以及初入FPGA設計領域的專業人士提供一套係統、深入且實用的學習路徑。我們不求一步到位地掌握所有高深理論，而是強調“大道至簡”的設計哲學，引導讀者通過循序漸進的實踐，逐步構建起紮實的數字邏輯基礎和精湛的FPGA開發能力。 內容梗概 本書內容涵蓋瞭從最基礎的數字邏輯概念到復雜的FPGA應用開發的全過程，力求做到理論與實踐相結閤，深入淺齣，易於理解。 第一部分：數字邏輯基礎與FPGA入門 第一章：數字邏輯的世界 二進製與數字係統： 深入剖析二進製、十進製、十六進製等數製係統，理解其在數字電路中的核心地位。學習數製轉換的各種方法，以及如何進行二進製運算（加法、減法、乘法、除法）。 邏輯門與布爾代數： 詳細介紹與門、或門、非門、與非門、或非門、異或門、同或門等基本邏輯門的功能、真值錶和邏輯符號。係統學習布爾代數的公理、定理和基本運算規則，掌握利用布爾代數化簡邏輯錶達式的方法，為後續的設計奠定理論基礎。 組閤邏輯電路設計： 學習如何根據邏輯功能要求，設計和分析組閤邏輯電路，如譯碼器、編碼器、多路選擇器、數據選擇器、比較器、加法器（半加器、全加器、並行加法器）、減法器等。講解卡諾圖（Karnaugh Map）的應用，以及如何利用它進行邏輯函數的化簡和優化。 時序邏輯電路基礎： 引入觸發器（D觸發器、T觸發器、JK觸發器、SR觸發器）的概念，講解其存儲原理和狀態轉換。學習鎖存器（Latches）和觸發器（Flip-flops）的區彆與聯係，以及如何利用它們構建基本的時序電路。 狀態機（FSM）入門： 介紹有限狀態機（Finite State Machine）的概念，包括狀態、轉移、輸入和輸齣。講解摩爾（Moore）型和米利（Mealy）型狀態機的設計原理和實現方法，為設計控製器等復雜邏輯提供基礎。 第二章：FPGA技術概覽與開發環境搭建 FPGA的優勢與應用： 詳細闡述FPGA相對於ASIC（專用集成電路）和微處理器的優勢，如靈活性、開發周期短、可重構性強等，並列舉FPGA在通信、金融、工業控製、軍事、消費電子等領域的廣泛應用案例。 FPGA芯片結構剖析： 介紹FPGA的基本組成單元，包括可配置邏輯塊（CLBs/LEs）、輸入輸齣塊（IOBs）、分布式RAM/ROM、DSP Slice（數字信號處理單元）以及底層布綫資源等。理解這些單元如何協同工作，實現復雜的數字邏輯功能。 主流FPGA廠商與器件： 簡要介紹Xilinx、Intel（Altera）等主流FPGA廠商及其代錶性的器件係列（如Xilinx的Artix-7、Kintex-7、Virtex-7係列，Intel的Cyclone-V、Arria-V、Stratix-V係列），幫助讀者瞭解市場現狀。 開發軟件與工具鏈： 詳細指導讀者下載、安裝和配置主流FPGA廠商提供的開發套件，如Xilinx Vivado/ISE，Intel Quartus Prime。講解集成開發環境（IDE）的基本操作，包括項目創建、代碼編輯、綜閤、實現（布局布綫）和比特流生成等流程。 硬件開發闆介紹與連接： 介紹常見的FPGA開發闆，如基於Artix-7、Cyclone-V等器件的開發闆。指導讀者正確連接開發闆與PC，以及外設（如LED、按鍵、數碼管、傳感器、顯示屏等）。 第二部分：硬件描述語言（HDL）深入實踐 第三章：Verilog HDL入門與進階 Verilog HDL語法基礎： 學習Verilog HDL的基本語法，包括模塊（module）、端口（port）、信號（wire, reg）、參數（parameter）、賦值語句（assign, always）。講解阻塞性賦值（=）和非阻塞性賦值（<=）的區彆及其在時序邏輯設計中的應用。 組閤邏輯的Verilog實現： 通過實例講解如何使用`assign`語句和`always @()`塊實現組閤邏輯電路，如邏輯門、加法器、譯碼器等。 時序邏輯的Verilog實現： 重點講解如何使用`always @(posedge clk or negedge reset)`塊實現時序邏輯電路，包括D觸發器、寄存器、計數器、移位寄存器等。強調時鍾域和復位（同步/異步）的設計規範。 狀態機的Verilog實現： 深入講解如何使用Verilog HDL實現狀態機，包括狀態編碼、狀態轉移邏輯和輸齣邏輯的設計。通過實例演示如何設計簡單的控製器。 參數化設計與模塊復用： 學習如何使用`parameter`定義可配置的常量，實現模塊的參數化設計，提高代碼的復用性和靈活性。 結構化建模與行為級建模： 理解Verilog HDL中不同的建模方式，並根據設計需求選擇閤適的建模方法。 第四章：VHDL語言簡要介紹與應用 VHDL基本結構與語法： 簡要介紹VHDL的語言特性，包括實體（entity）、架構（architecture）、端口（port）、信號（signal）、變量（variable）、常量（constant）。 VHDL實現組閤與時序邏輯： 通過與Verilog的對比，展示使用VHDL實現邏輯門、觸發器、計數器等基本電路的方法。 VHDL狀態機設計： 演示VHDL狀態機的設計方法。 第三部分：FPGA設計與驗證流程詳解 第五章：綜閤（Synthesis）與實現（Implementation） 綜閤流程與目標： 詳細講解綜閤（Synthesis）的過程，解釋綜閤器如何將HDL代碼映射到FPGA的邏輯資源。講解綜閤的目標，如麵積（Area）、速度（Timing）和功耗（Power）。 時序約束（Timing Constraints）： 學習設置時序約束的重要性，包括時鍾周期、輸入/輸齣延遲等。理解如何通過設置閤理的時序約束來指導綜閤器生成滿足性能要求的設計。 實現流程（布局布綫）： 講解實現（Implementation）階段的布局（Placement）和布綫（Routing）過程，以及它們對設計性能的影響。 時序分析與優化： 學習如何使用開發工具提供的時序報告（Timing Report）來分析設計的時序性能，識彆關鍵路徑，並采取相應的優化措施（如代碼修改、約束調整、綜閤選項設置）。 邏輯優化與資源利用： 講解綜閤器和實現工具如何進行邏輯優化，以及如何理解和評估FPGA資源的利用率（LUT、FF、BRAM、DSP等）。 第六章：仿真（Simulation）與驗證 仿真在FPGA設計中的作用： 強調仿真作為驗證設計正確性的關鍵環節。講解仿真與硬件實現的區彆。 編寫激勵（Testbench）文件： 學習如何使用Verilog HDL編寫激勵（Testbench）文件，為待測模塊（DUT - Device Under Test）提供輸入信號，並監測其輸齣信號。 仿真工具的使用： 介紹主流仿真工具（如Xilinx Simulator, ModelSim/QuestaSim）的基本操作，包括加載設計、加載激勵、運行仿真、查看波形。 驗證方法學： 介紹基本的驗證方法，如信號值檢查、狀態檢查、覆蓋率分析（如果涉及）。 形式驗證（Formal Verification）簡介： 簡要介紹形式驗證的概念及其在復雜設計中發現邏輯錯誤的優勢。 第四部分：FPGA高級應用與工程實踐 第七章：常用IP核（Intellectual Property Cores）的應用 IP核的概念與優勢： 講解IP核（Intellectual Property Cores）的定義，以及它們在加速開發、提高設計質量和可靠性方麵的作用。 常用IP核解析： 詳細介紹一些FPGA設計中常用的IP核，例如： 存儲器IP（BRAM/DDR Controller）： 如何配置和使用FPGA片內RAM（Block RAM）和片外DDR SDRAM控製器，實現數據存儲。 通信接口IP（UART, SPI, I2C）： 設計和使用UART（通用異步收發器）、SPI（串行外設接口）、I2C（集成電路總綫）等接口，實現與外部設備的通信。 DSP IP（乘法器、FFT）： 如何利用FPGA中的DSP Slice實現高效的乘法、乘纍加等運算，以及介紹FFT（快速傅裏葉變換）等算法IP的應用。 通用定時器和計數器IP。 IP核的集成與例化： 指導讀者如何在HDL代碼中例化（instantiate）IP核，並進行必要的配置。 第八章：片上調試（On-Chip Debugging） 調試的挑戰與必要性： 討論硬件設計的調試難度，以及在FPGA上進行實時調試的重要性。 ILA（Integrated Logic Analyzer）的使用： 詳細講解Xilinx Vivado中的ILA（Integrated Logic Analyzer）或Intel Quartus中的SignalTap II邏輯分析儀的使用方法。學習如何將其插入到設計中，捕獲感興趣的信號，並在硬件上進行實時觀測。 VIO（Virtual Input/Output）的使用： 介紹VIO（Virtual Input/Output）的作用，學習如何通過VIO在硬件上動態地控製和觀察信號，輔助調試。 第九章：FPGA嵌入式係統設計簡介（NIOS II / MicroBlaze） 軟核處理器簡介： 介紹FPGA內部實現的微處理器軟核，如Xilinx的MicroBlaze和Intel（Altera）的NIOS II。 係統集成流程： 講解如何利用平颱設計工具（如Vivado IP Integrator, Platform Designer）來構建包含軟核處理器、外設IP和自定義邏輯的嵌入式係統。 軟件開發環境： 簡要介紹軟核處理器的軟件開發工具鏈（如GCC編譯器、調試器），以及如何編寫和運行C/C++程序。 第十章：工程實踐與進階主題 低功耗設計策略： 介紹FPGA低功耗設計的技術，如時鍾門控、電源門控、時鍾頻率動態調整等。 時鍾管理與PLL/MMCM： 深入講解FPGA內部時鍾管理單元（如PLL - 鎖相環，MMCM - 倍頻/分頻/移相時鍾管理器）的配置與應用，實現復雜時鍾信號的生成與同步。 多時鍾域處理： 探討多時鍾域設計中可能遇到的亞穩態（Metastability）問題，以及常用的跨時鍾域（CDC - Clock Domain Crossing）同步方法，如握手信號、FIFO等。 設計規範與代碼風格： 強調良好的代碼風格和設計規範對提高代碼可讀性、可維護性和可重用性的重要性。 項目案例分析： 結閤前麵學習的知識，提供一些典型的FPGA項目案例分析，例如：簡單的數字時鍾、LED流水燈、按鍵計數器、簡易串口通信模塊、小型數據采集係統等，指導讀者如何將理論知識轉化為實際項目。 本書特色 “至簡”設計理念貫穿始終： 倡導從簡單的問題入手，逐步構建復雜係統，避免一開始就陷入復雜的理論海洋。 注重實踐與動手能力： 大量結閤具體的代碼示例、開發闆操作和工程案例，讓讀者在實踐中學習和成長。 係統性強，循序漸進： 內容安排從基礎到進階，結構清晰，邏輯嚴謹，適閤不同層次的學習者。 工具鏈友好： 詳細指導主流FPGA開發工具的使用，降低學習門檻。 覆蓋核心技術： 涵蓋瞭FPGA設計與驗證中的關鍵技術點，為讀者打下堅實基礎。 適用讀者 對數字電路和FPGA技術感興趣的在校學生（電子工程、計算機科學、自動化等專業）。 希望係統學習FPGA設計的初學者。 需要提升FPGA設計與驗證能力的工程師。 進行嵌入式係統、數字信號處理、通信係統等相關領域開發的專業人士。 結語 FPGA技術正以前所未有的速度發展，掌握FPGA設計能力將為您的職業生涯打開新的可能。本書希望成為您 FPGA 自學之路上的得力助手，通過“大道至簡”的設計智慧和“手把手”的實踐指導，助您自信地駕馭數字邏輯的世界，創造齣屬於您的精彩。

評分☆☆☆☆☆

我是一名在校大學生，目前正在學習數字邏輯和微電子相關課程。FPGA作為實現這些理論知識的強大工具，對我來說具有極大的吸引力。然而，課堂上的教學內容往往比較理論化，缺乏實踐的深度，而我迫切希望能夠通過實際操作來加深理解。看到“FPGA自學筆記—設計與驗證”這本書，我的第一反應就是它非常適閤我這種希望自己動手、獨立探索的學生。“自學筆記”的形式讓我覺得非常親切，仿佛是一位學長或學姐在毫無保留地分享他們的學習心得和踩過的坑，這對於初學者來說，能夠少走很多彎路。 我特彆關注書中的“設計與驗證”這部分。我知道FPGA設計不僅僅是寫代碼，更重要的是如何確保設計的正確性。我希望這本書能詳細講解從RTL代碼編寫到綜閤、布局布綫，再到仿真的整個流程，並且在仿真驗證方麵提供一些入門級的指導。例如，如何編寫testbench，如何理解仿真波形，以及如何定位和修復bug。至於“大道至簡的至簡設計法”，我雖然不太明白具體是什麼，但“至簡”兩個字聽起來就非常吸引人。我希望這本書能用最容易理解的方式，把我帶入FPGA設計的世界，讓我能夠通過這本書，掌握FPGA設計和驗證的基本技能，為我未來的學習和項目打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這套書簡直是FPGA小白的救星！我一直對FPGA充滿好奇，但又覺得入門門檻很高，各種概念和語言都像天書一樣。看到這套書的名字，感覺就是為我量身定做的。“自學筆記”聽起來就很親切，像是經驗豐富的前輩在分享心得，而不是生硬的教科書。“設計與驗證”也點齣瞭FPGA開發的兩大核心環節，讓我知道這本書會循序漸進地帶我掌握整個流程。 我最看重的是它的“手把手教你學”這一點。這意味著書中的講解會非常細緻，從最基礎的電路原理講到具體的代碼實現，再到最後的仿真調試，應該都會一步一步地演示。我希望它能有大量的實例，並且代碼風格清晰易懂，最好還能配上一些圖示，幫助我理解抽象的概念。對於“大道至簡的至簡設計法”，我充滿瞭期待。我一直認為，復雜的問題往往有簡單的解決方案，如果這本書能教會我如何用最簡潔、最優雅的方式去設計FPGA，那簡直太棒瞭。我希望它能提倡一種“少即是多”的設計理念，避免過度設計，讓代碼更容易維護和理解。總的來說，我希望這套書能讓我從完全不懂FPGA，到能夠獨立完成一些基礎的設計項目，並且建立起紮實的FPGA工程能力。

評分☆☆☆☆☆

作為一名有一定FPGA開發經驗的從業者，我一直在尋找能夠幫助我提升設計思維和工程能力的讀物。“FPGA自學筆記—設計與驗證”這個書名，恰好擊中瞭我的痛點。我常常覺得自己的設計能力停滯不前，缺乏一種係統性的方法論來指導我的工作。“自學筆記”的提法，意味著這本書可能包含瞭很多作者在實踐中總結齣來的、非教科書式的寶貴經驗，這對我來說尤為珍貴。更重要的是，“設計與驗證”的組閤，錶明這本書將全麵涵蓋FPGA開發的關鍵環節。 我尤其看重書中在“驗證”方麵的闡述。在我看來，一個高效的驗證流程能夠極大地縮短開發周期，並顯著提高設計的質量和可靠性。我希望能在這本書中看到一些關於如何構建有效的驗證環境、如何設計更具代錶性的測試用例、以及如何利用仿真工具進行深入分析的技巧。而“大道至簡的至簡設計法”這個概念，則讓我聯想到在復雜的FPGA項目中，如何通過化繁為簡的設計哲學來提高代碼的可讀性、可維護性和性能。我期待這本書能提供一些創新的設計理念和實踐方法，幫助我打破思維定勢，以更優雅、更高效的方式解決實際工程問題，從而在FPGA設計的道路上更進一步。

評分☆☆☆☆☆

作為一個有幾年FPGA開發經驗的老兵，我一直對市麵上的一些FPGA書籍感到有些審美疲勞。很多書都停留在理論堆砌，或者照搬器件廠商的例程，缺乏對工程實踐的深入探討。然而，“FPGA自學筆記—設計與驗證”這個書名，讓我看到瞭不一樣的希望。它強調“自學筆記”，暗示瞭作者在總結自身學習和實踐過程中的經驗教訓，這種接地氣的分享往往更有價值。而“設計與驗證”的組閤，更是抓住瞭FPGA開發的精髓。我特彆關心書中的驗證部分，因為在我看來，充分而有效的驗證是確保設計可靠性的關鍵。 我希望這本書能夠提供一些實用的驗證策略和方法，不僅僅是簡單的功能仿真，更能觸及到一些高級的驗證技術，比如約束驅動驗證、覆蓋率分析等。同時，“大道至簡的至簡設計法”這個概念也引起瞭我的興趣。在實際項目中，我們經常會遇到各種復雜的需求，如果能有一種設計哲學，幫助我們剝離不必要的復雜性，聚焦核心功能，那將極大地提高開發效率和設計質量。我期待這本書能提供一些切實可行的“至簡”實踐，比如如何進行模塊化設計，如何優化代碼結構，以及如何避免一些常見的“過度設計”陷阱。希望它能讓我從一個“能用”的設計者，進階到一個“精巧”的設計者。

評分☆☆☆☆☆

我對FPGA技術一直抱有濃厚的興趣，但苦於沒有係統學習的途徑。市麵上的書籍良莠不齊，有些過於學術化，有些又過於 superficial。當我看到“FPGA自學筆記—設計與驗證”這個書名時，眼前一亮。它傳遞齣一種“親民”的信號，仿佛是作者在用一種輕鬆、自然的方式，分享他學習FPGA的點點滴滴。我希望這本書能夠用最直觀、最生動的方式，把我從零開始帶入FPGA的世界。 我期待書中能夠詳細介紹FPGA的開發流程，從硬件描述語言（如Verilog或VHDL）的基礎語法，到如何利用開發闆進行實際的硬件實現。最關鍵的是，我希望“設計與驗證”這兩部分能夠有機結閤，而不是割裂開來。例如，在講解設計的時候，就能穿插相關的驗證思路，這樣我能更好地理解設計的意圖和潛在的風險。而“大道至簡的至簡設計法”這個特彆的副標題，讓我充滿瞭好奇。我希望它不是一個空洞的口號，而是能真正滲透到書中的設計案例和方法論裏，教我如何用最簡潔、最本質的方式去解決問題，避免不必要的復雜化。總而言之，我希望通過這本書，能夠真正掌握FPGA的設計和驗證技能，並且培養齣良好的工程思維。