包邮 Xilinx FPGA原理与实践—基于Vivado和Verilog HDL 十三五规划教材书籍 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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店铺： 兰兴达图书专营店

出版社： 机械工业

ISBN：9787111593348

商品编码：27431305462

探索数字世界的脉搏：FPGA开发进阶之路 您是否渴望深入理解现代数字电路设计的核心奥秘？是否希望掌握在瞬息万变的电子技术浪潮中，构建高性能、高效率数字系统的关键技能？这本深入剖析FPGA（现场可编程门阵列）原理与实践的著作，将为您开启一扇通往数字世界深层结构的大门，引领您穿越理论的海洋，抵达实践的彼岸。 本书并非简单罗列技术名词，而是旨在构建一个全面、系统且富有逻辑的FPGA开发知识体系。我们将从最基础的数字逻辑概念出发，层层递进，直至掌握前沿的设计方法与工具链。无论您是初涉FPGA领域的在校学生，还是希望提升技能的在职工程师，都能在这本书中找到契合自身需求的深度与广度。 核心原理：洞悉FPGA的灵魂 FPGA之所以能够实现如此强大的灵活性与高性能，其背后蕴藏着精巧的硬件架构与高效的设计思想。本书将深入浅出地解析FPGA的核心组成部分： 查找表（LUT）与触发器（Flip-Flop）： 剖析FPGA最基本的逻辑构建单元，理解它们如何组合成任意逻辑功能，以及它们在时序逻辑中的关键作用。我们将详细介绍不同规模LUT的性能特点，以及触发器的类型及其在状态机设计中的应用。 可编程互连网络（Programmable Interconnect）： 这是FPGA实现“现场可编程”的关键所在。本书将详细讲解各种开关、布线资源如何灵活地连接逻辑单元，以及这些连接方式对设计性能的影响。您将理解布线延迟、拥塞等实际设计中经常遇到的问题，并学会如何通过优化设计来规避。 时钟管理单元（Clock Management Tiles, CMTs）： 高性能数字系统离不开精确的时钟。我们将深入探讨PLL（锁相环）和MMCM（多频率时钟管理器）的工作原理，学习如何生成稳定、低抖动的时钟信号，以及如何实现多时钟域的同步与异步处理，这是设计鲁棒性的重要保障。 I/O接口与全局资源： 了解FPGA如何与外部世界交互，包括各种高速接口标准（如DDR、PCIe）的原理与基本配置。同时，也将介绍全局复位、全局使能等特殊资源，它们在大型设计中起着至关重要的作用。 HDL语言：驱动FPGA的语言 硬件描述语言（HDL）是表达数字逻辑设计的通用语言，其中Verilog HDL因其简洁高效而成为FPGA开发的主流选择。本书将为您提供一个扎实的Verilog HDL学习路径： 基础语法与数据类型： 从最基本的门级电路描述，到行为级和结构级建模，您将逐步掌握Verilog HDL的语法精髓。我们将详细讲解各种数据类型（reg, wire, integer等）、运算符、过程块（always, initial）以及模块实例化。 组合逻辑与时序逻辑设计： 理解HDL如何准确地描述组合逻辑（如加法器、译码器）和时序逻辑（如触发器、寄存器、状态机）。我们将通过大量实例，演示如何使用if-else, case语句，以及如何设计同步和异步复位电路。 有限状态机（FSM）设计： 状态机是数字系统控制逻辑的核心。本书将系统性地讲解 Moore 型和 Mealy 型状态机的设计方法，包括状态编码、状态转移逻辑和输出逻辑的设计。您将学会如何从需求出发，设计出清晰、易于理解且高效的状态机。 参数化设计与高级特性： 学习如何利用参数化（parameter）来增强代码的可重用性和灵活性，使设计能够适应不同的FPGA型号和需求。我们将探讨生成器（generate）语句、任务（task）和函数（function）等高级特性，帮助您写出更优雅、更高效的代码。 Vivado工具链：实现设计的利器 现代FPGA设计离不开强大的EDA（电子设计自动化）工具。Xilinx Vivado是业界领先的FPGA开发套件，本书将以Vivado为核心，带领您完成整个设计流程： 项目创建与工程管理： 掌握Vivado的基本操作，包括创建新项目、添加源文件、设置约束文件（XDC）以及管理工程。 综合（Synthesis）： 理解综合的目标是将HDL代码转换成门级网表。我们将深入讲解综合过程中的关键选项，如目标器件、时钟频率、逻辑优化等，并指导您如何解读综合报告，识别潜在的设计问题。 实现（Implementation）： 实现过程包括布局（Placement）和布线（Routing），即将门级网表映射到FPGA的物理资源上。本书将详细讲解实现过程中的各个阶段，包括时序收敛（Timing Closure）策略，如何分析时序报告，以及使用各种优化手段来满足时序要求。 仿真（Simulation）： 仿真是在硬件实现前验证设计逻辑正确性的重要环节。我们将介绍Vivado自带的仿真器，以及如何编写测试平台（Testbench）来全面测试您的设计。您将学会如何设置仿真环境，观察信号波形，并定位逻辑错误。 比特流生成与下载： 掌握如何生成FPGA的配置文件（比特流），以及如何通过JTAG等接口将比特流下载到FPGA开发板上进行硬件调试。 IP核的使用与定制： Vivado提供了丰富的IP核库，可以快速实现常用功能（如DDR控制器、PCIe接口、AXI总线接口等）。本书将指导您如何高效地查找、实例化和配置IP核，以及如何根据项目需求进行适度的定制。 实践与进阶：从理论到应用的飞跃 理论知识的掌握固然重要，但真正的能力在于将理论付诸实践。本书将通过一系列精心设计的实验，帮助您巩固所学知识，并体验FPGA开发的乐趣： 基础实验： LED闪烁、按键控制、数码管显示、UART通信等经典实验，帮助您熟悉基本的HDL编码和Vivado操作流程。 组合逻辑设计实例： 实现各种算术运算器、优先级编码器、多路选择器等，加深对组合逻辑建模的理解。 时序逻辑设计实例： 设计移位寄存器、计数器、移位寄存器序列发生器等，掌握时序逻辑设计的关键技巧。 状态机设计实例： 设计交通灯控制器、简易机的状态控制等，熟练掌握状态机的完整设计流程。 接口设计与通信： 实现SPI、I2C等常用外部接口通信，或者尝试一些简单的SDRAM读写操作，体验FPGA与外部器件的交互。 高级设计方法： 探讨流水线（Pipelining）技术以提高吞吐量，以及如何使用AXI总线协议进行片上系统（SoC）的互联。 调试技巧与方法： 学习使用Vivado Logic Analyzer（ILA）等片上调试工具，实时监测FPGA内部信号，快速定位硬件问题。 展望未来：FPGA的无限可能 FPGA的应用领域极其广泛，从通信、计算、工业控制到航空航天、人工智能，无处不在。本书的最后一章将带领您展望FPGA技术的未来发展趋势，包括： SoC与嵌入式系统： 了解FPGA如何与ARM等处理器集成，构建功能强大的片上系统。 高吞吐量计算（HPC）： 探索FPGA在加速科学计算、大数据处理和机器学习等领域的潜力。 定制化硬件加速： 理解FPGA如何为特定算法提供优化的硬件实现，实现超越通用处理器的性能。 新兴应用领域： 简要介绍FPGA在5G通信、自动驾驶、物联网（IoT）等前沿技术中的应用。 这本著作的编写，旨在为您构建一个坚实而全面的FPGA开发知识体系。我们相信，通过系统学习和大量的实践，您将能够自信地驾驭FPGA技术，在数字创新的道路上不断前行，设计出更具竞争力、更具影响力的数字产品。准备好迎接这场激动人心的数字探索之旅吧！

评分☆☆☆☆☆

初次翻阅这本书，最吸引我的是其“原理与实践”并重的定位。我希望书中能深入剖析FPGA的底层硬件架构，例如LUT（查找表）、FF（触发器）、RAM块、DSP块等基本逻辑单元的工作原理，以及它们是如何组合成更复杂的逻辑功能的。理解这些基础，对于写出高效、可综合的Verilog代码至关重要。 我非常期待书中能详细讲解Verilog HDL的各种语法特性，并提供大量高质量的示例代码。不仅仅是基础的赋值、always块、模块实例化，我更希望看到对状态机设计、时序控制、异步复位同步释放等高级特性的深入阐述，以及如何在实际设计中避免潜在的问题，例如竞争冒险和亚稳态。 Vivado的开发流程也是我学习的重点。我希望书中能提供一个完整的Vivado使用指南，从项目创建、代码编写、仿真验证，到逻辑综合、布局布线、时序分析，再到最后的比特流生成和下载，能够清晰地指导我完成整个FPGA开发周期。特别是时序约束的设置和优化，这是确保FPGA稳定运行的关键，我希望书中能提供一些实用的技巧和案例。 此外，这本书的“实践”部分，我希望能够看到一些具有代表性的FPGA应用案例。例如，一个简单的数字信号处理模块，一个通信接口的设计，或者一个基础的嵌入式系统。通过这些实际案例，我能够更好地将理论知识转化为实际能力，并理解FPGA在不同领域的应用。 最后，我希望这本书能培养我的“工程思维”。除了技术细节，我还希望能够学习到一些良好的设计习惯和调试方法，例如如何编写可读性强的代码，如何进行模块化设计，以及如何在遇到问题时，有条理地进行分析和解决。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，我的第一反应是它看起来很厚实，内容应该很丰富。我最关心的是书中对FPGA底层架构的解释是否足够深入。毕竟，FPGA的强大之处在于其可编程的逻辑单元和灵活的布线资源，理解这些底层机制，对于写出高效、优化的Verilog代码至关重要。我希望能看到对CLB、DSP Slice、BRAM等关键资源更细致的剖析，以及它们是如何被综合工具映射到Verilog代码中的。 在Verilog HDL方面，我非常期待书中能详细讲解那些容易出错但又至关重要的概念，例如敏感列表的写法、阻塞赋值与非阻塞赋值的区别、时序逻辑的状态机设计原则，以及如何避免常见的时序问题，如竞争冒险和亚稳态。我希望书中提供的示例代码能够清晰易懂，并且覆盖各种典型的设计场景，能够让我从中学习到良好的编码风格和设计思路。 Vivado开发流程也是我非常关注的重点。作为Xilinx的主流开发环境，我希望能更深入地了解Vivado的各个模块，包括RTL分析、综合、实现（布局布线）以及仿真。特别是时序约束的设置，这直接影响到FPGA能否稳定运行在目标频率下。我希望书中能提供一些实用的约束技巧，以及如何通过Vivado的报告来分析和优化时序。 此外，一本好的FPGA教材，应该能够引导读者从简单的设计逐步过渡到复杂的系统设计。我希望书中能有一些关于片上系统（SoC）设计的介绍，例如如何整合CPU核、外设接口以及自定义逻辑模块，构建一个完整的嵌入式系统。这对于我理解FPGA在现代电子产品中的应用非常有帮助。 最后，我非常看重书中是否能提供一些实际的工程案例，而不是仅仅停留在理论和简单的demo。例如，一个简单的ADC数据采集与处理系统，或者一个基础的图像识别模块。这样的案例能让我将书中所学的知识融会贯通，并更好地理解FPGA在实际项目中的应用价值。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《包邮 Xilinx FPGA原理与实践—基于Vivado和Verilog HDL 十三五规划教材书籍》的时候，我本来是抱着学习FPGA入门的心态去的，想找一本系统介绍FPGA原理，并且能结合实际操作的书籍。翻开目录，看到“FPGA基本结构”、“Verilog HDL语法”、“时序逻辑设计”、“组合逻辑设计”这些基础章节，心想着这下总算有条清晰的学习路线图了。 我尤其期待的是书中关于“接口设计”和“片上系统（SoC）”的讲解。现代FPGA的应用越来越广泛，各种通信接口如SPI、I2C、UART，甚至是更高级的PCIe、DDR等，都是项目中经常遇到的。我希望这本书能深入浅出地讲解这些接口的工作原理，并给出具体的Verilog实现示例。毕竟，理论知识固然重要，但能否将其转化为可执行的代码，才是检验学习成果的关键。 另外，书名中提到了“Vivado”，这可是Xilinx当前主流的开发工具，我相信书中一定会有详细的Vivado使用教程。从项目创建、代码编写、仿真调试，到综合、实现、生成比特流，最后下载到FPGA开发板上的整个流程，我希望能得到清晰的指引。特别是Vivado的一些高级功能，比如IP核的调用、时序约束的设置、功耗分析等等，如果能有详细介绍，那简直是锦上添花了。 最后，我一直在思考如何将FPGA的能力运用到更复杂的应用中，比如嵌入式系统和人工智能领域。这本书虽然是一本原理与实践的书籍，但我希望它能在“实践”的部分，能够提供一些具有启发性的案例，例如一个简单的图像处理模块，或者一个基于FPGA的信号采集系统。这样，我才能更好地理解FPGA的强大之处，并将其应用到自己的学习和研究项目中。 当然，一本好的教材，除了理论知识和操作指导，更应该培养读者的工程思维和解决问题的能力。我希望这本书能在讲解每一个概念、每一个模块时，都能考虑到实际应用中的常见问题和陷阱，并给出相应的解决方案。比如，在讲解时序时，如何避免亚稳态；在设计模块时，如何提高代码的可读性和复用性；在调试时，如何快速定位和解决问题等等。这些经验性的指导，往往比单纯的理论知识更宝贵。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简洁大方，给我一种专业、可靠的感觉。我最期待的，是书中关于FPGA设计中的“性能优化”和“资源管理”的部分。随着FPGA设计复杂度的不断提高，如何高效地利用FPGA的资源，并在满足时序要求的前提下，尽可能地提高设计性能，一直是工程师们面临的重要挑战。 我希望书中能详细讲解如何通过合理的Verilog代码结构、精巧的状态机设计、以及巧妙的时序控制来优化设计。同时，对于Vivado工具的使用，我也希望能够学到一些高级的技巧，比如如何利用ILA（Integrated Logic Analyzer）进行在线调试，如何使用CDC（Clock Domain Crossing）工具来处理多时钟域问题，以及如何通过时序报告来定位瓶颈并进行优化。 另外，本书作为“十三五规划教材”，其内容的先进性和实用性应该是有保证的。我尤其对书中可能涉及到的“可重用IP核设计与应用”部分充满期待。如果书中能够介绍如何设计通用的IP核，以及如何在Vivado环境中实例化和使用这些IP核，那将大大提升我的FPGA设计效率。 我对书中可能提供的“FPGA片上调试技术”也非常感兴趣。在实际的项目中，FPGA的调试往往是最耗时、最棘手的环节。如果书中能提供一套系统性的调试方法论，并结合Vivado的强大调试工具，帮助读者快速定位和解决问题，那将非常有价值。 最后，我希望能从这本书中学习到一些“工程实践”的经验，比如如何在团队协作中进行FPGA设计，如何进行版本控制，以及如何编写清晰的设计文档。这些软技能同样重要，能够帮助我更快地成长为一名合格的FPGA工程师。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，我最关注的是它如何将FPGA的理论知识与实际操作紧密结合起来。我希望书中能详细讲解FPGA的基本构成单元，例如查找表（LUT）、触发器（FF）、移位寄存器（SRL）、块RAM（BRAM）和DSP Slice等，并解释它们在Verilog代码中是如何被映射和利用的。 在Verilog HDL方面，我期待书中能提供足够深入的讲解，不仅仅是语法层面，更重要的是设计思想。比如，如何设计高效的状态机，如何处理跨时钟域信号，如何进行有效的时序约束，以及如何编写易于维护和重用的代码。我希望书中提供的示例代码能够足够经典，并且具有一定的代表性。 Vivado作为Xilinx的主流开发工具，我希望这本书能提供详尽的使用指导。从项目创建、代码编辑、仿真调试，到综合、实现、时序分析，再到最后的比特流生成和下载，我希望能够获得一个完整、系统的学习路径。尤其是Vivado中的一些高级功能，例如IP集成器、ILA（Integrated Logic Analyzer）的使用，如果能有详细介绍，将非常有帮助。 另外，我一直在思考如何将FPGA的应用延伸到更广泛的领域。我希望书中能在“实践”部分，提供一些具有挑战性的工程案例，例如一个基础的数字信号处理系统，一个简单的图像采集与处理模块，或者一个用于嵌入式系统的通信接口设计。这些案例能够帮助我将学到的知识融会贯通，并激发我的创新思维。 最后，作为一本“十三五规划教材”，我希望这本书的内容能够紧跟行业发展的步伐，并包含一些前沿的FPGA技术和应用。同时，我也希望这本书能够培养我的“工程素养”，例如良好的代码风格、严谨的调试习惯和解决问题的能力，为我未来的职业发展打下坚实的基础。