FPGA設計 張義和 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張義和 著

圖書標籤:

• FPGA
• 數字電路
• Verilog
• VHDL
• 可編程邏輯
• 硬件設計
• 電子工程
• 嵌入式係統
• 張義和
• FPGA設計

店鋪： 典則俊雅圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030376039

商品編碼：29791017604

包裝：平裝

齣版時間：2013-07-01

圖書基本信息,請以下列介紹為準
書名	FPGA設計
作者	張義和
定價	52.00元
ISBN號	9787030376039
齣版社	科學齣版社
齣版日期	2013-07-01
版次	1

其他參考信息（以實物為準）
裝幀：平裝	開本：16開	重量：0.4
版次：1	字數：	頁碼：

插圖

目錄

內容提要

Altium Designer所提供的電路原理圖繪圖功能（簡稱電路繪圖），一直都是群雄，它提供各種電路圖結構的設計，包括單張式電路圖、平坦式電路圖、階層式電路圖，以及高效能的重復階層式電路圖，等等。 《FPGA設計》的主要目的是探討FPGA設計，包括以VHDL為主的數字邏輯基礎能力訓練與應用技巧，並搭配NanoBoard 3000進行係統設計。 《FPGA設計》內容豐富、結構閤理、圖文並茂、語言清晰。適閤各大中型院校電工、電子、自動化及相關專業師生參考閱讀，同時適閤作為電路設計工程師的參考用書。

編輯推薦

作者介紹

序言

《數字邏輯與硬件描述語言入門》 內容簡介： 本書旨在為初學者提供一套係統、紮實的數字邏輯電路設計基礎，並重點介紹業界廣泛應用的硬件描述語言（HDL）Verilog。通過循序漸進的講解和豐富的實踐案例，幫助讀者掌握從基本邏輯門到復雜數字係統的設計方法，並能熟練運用HDL進行邏輯電路的建模、仿真和綜閤。 第一章 數字邏輯基礎 本章將帶領讀者走進數字邏輯的奇妙世界，從最基本的概念入手。我們將深入剖析邏輯門（AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR）的工作原理，理解它們在實現邏輯功能中的核心作用。隨後，我們將學習如何組閤這些基本門來構建更復雜的邏輯電路，例如組閤邏輯電路，包括加法器、減法器、多路選擇器、譯碼器和編碼器等，並詳細解析它們的真值錶、邏輯錶達式和電路實現。 為瞭使邏輯設計更加規範化和模塊化，我們將介紹布爾代數的基本定律和定理，如交換律、結閤律、分配律、德摩根定律等，並演示如何利用這些代數工具進行邏輯錶達式的化簡，從而優化電路設計，減少器件數量和功耗。 時序邏輯是數字係統設計的重要組成部分，本章也將對此進行詳細闡述。我們將深入理解觸發器（D觸發器、JK觸發器、T觸發器、SR觸發器）的工作原理，它們如何存儲信息並實現狀態的轉移。在此基礎上，我們將學習如何構建時序邏輯電路，例如寄存器、計數器（同步計數器、異步計數器）和移位寄存器，它們在數據存儲、處理和傳輸等應用中扮演著關鍵角色。 最後，本章將引入有限狀態機（FSM）的概念，包括摩爾型和米利型FSM，並通過圖示和狀態轉移錶的分析，展示如何設計和實現具有特定行為模式的數字係統。我們將通過一些簡單的實例，例如交通燈控製器、序列檢測器等，來鞏固所學的數字邏輯設計知識。 第二章 Verilog HDL 語言基礎 本章將為讀者打開通往現代數字電路設計大門的一把鑰匙——Verilog硬件描述語言。我們將從Verilog的基本語法和結構齣發，介紹如何使用它來描述數字電路。 首先，我們將學習Verilog的基本結構單元，例如模塊（module）、端口（port）的聲明和使用，理解如何定義輸入、輸齣和雙嚮端口。隨後，我們將深入探討Verilog的賦值語句，包括阻塞賦值（=）和非阻塞賦值（<=），並詳細解析它們在組閤邏輯和時序邏輯中的行為差異，這是正確編寫Verilog代碼的關鍵。 本章將係統介紹Verilog的兩種主要描述方式：行為級建模和結構級建模。行為級建模使用過程塊（always塊）來描述電路的行為，我們將學習如何使用`always @()`來描述組閤邏輯，以及如何使用`always @(posedge clk)`或`always @(negedge clk)`來描述時序邏輯。我們將深入理解`if-else`語句、`case`語句和循環語句（`for`, `while`, `repeat`）在行為級建模中的應用。 結構級建模則側重於描述電路的結構，即將已有的模塊實例化並連接起來。我們將學習如何使用實例化（instantiation）來構建復雜的電路，例如通過實例化多個加法器模塊來構建多位加法器。 此外，本章還將介紹Verilog中的數據類型，包括`reg`, `wire`, `integer`, `parameter`等，以及它們的使用場景。我們將學習如何使用嚮量（vector）來錶示多位信號，以及如何進行嚮量操作。 通過本章的學習，讀者將能夠使用Verilog編寫簡單的邏輯門、組閤邏輯和時序邏輯模塊，為後續更復雜的項目設計奠定堅實的基礎。 第三章 Verilog HDL 高級特性與建模方法 在掌握瞭Verilog的基本語法後，本章將進一步深入挖掘其高級特性，並介紹更有效的建模方法，以應對更復雜的數字係統設計挑戰。 我們將重點介紹Verilog中的運算符，包括算術運算符（+，-，，/，%），邏輯運算符（&，|，~，^），關係運算符（>, <, >=, <=），相等運算符（==, !=, ===, !==），位選擇運算符（[ ]），以及移位運算符（<<, >>）。熟練掌握這些運算符將大大提高代碼的錶達能力和簡潔性。 本章還將詳細介紹Verilog中的函數（function）和任務（task）。函數用於計算一個返迴值，通常用於組閤邏輯的描述；任務則可以執行一係列操作，可以有零個或多個返迴值，常用於行為級建模和測試激勵的生成。理解它們的區彆和適用場景，能夠幫助我們寫齣更具復用性和模塊化的代碼。 我們將深入探討Verilog中的生成語句（generate statement），這是一種強大的結構化語句，允許根據參數化值來生成重復的電路結構，非常適用於設計高度參數化和可重用的模塊，例如實現可配置寬度的加法器或乘法器。 此外，本章還將介紹Verilog中一些常用的係統函數，例如`$display`, `$monitor`, `$time`, `$finish`等，它們在仿真過程中用於輸齣信息、監控信號和控製仿真流程，是調試代碼不可或缺的工具。 最後，本章將介紹三種主要的Verilog建模範式：行為級建模（Behavioral Modeling）、數據流建模（Dataflow Modeling）和結構級建模（Structural Modeling）。我們將通過對比分析，幫助讀者理解它們各自的優缺點以及適用的設計場景，並強調如何根據實際需求選擇最閤適的建模方式。我們將通過一些經典的數字係統模塊，如存儲器（RAM, ROM）、狀態機控製單元等，來演示這些高級特性和建模方法的實際應用。 第四章 數字係統設計流程與實踐 本章將引領讀者走齣現實的數字係統設計流程，將理論知識轉化為實際可行的項目。我們將詳細介紹從需求分析到最終産品實現的各個階段，並結閤Verilog HDL進行實踐。 首先，我們將深入理解數字係統設計的典型流程。這包括需求規格說明、功能設計、邏輯設計、HDL編碼、仿真驗證、綜閤、布局布綫以及硬件實現（如FPGA或ASIC）。我們將強調在每個階段的關鍵任務和注意事項。 仿真驗證是數字設計中至關重要的一環，本章將詳細介紹如何編寫Verilog測試平颱（Testbench），用於産生激勵信號、監控被測模塊（DUT - Design Under Test）的輸齣，並與預期結果進行比較，以驗證設計的正確性。我們將學習如何設計有效的測試嚮量，覆蓋各種邊界條件和異常情況。 接著，我們將介紹邏輯綜閤的概念。邏輯綜閤是將HDL代碼轉換為門級網錶的過程，這個過程由專門的EDA工具完成。我們將瞭解綜閤工具的工作原理，以及如何通過設置綜閤選項來優化設計，例如麵積（Area）、速度（Speed）和功耗（Power）。 最後，本章將通過一個或多個完整的項目實例，將前麵章節所學的知識融會貫通。這些實例可能包括一個簡單的微處理器控製器、一個圖像處理單元或者一個通信協議接口等。我們將從項目需求齣發，逐步進行功能劃分、模塊設計、Verilog編碼、測試平颱搭建、仿真驗證、綜閤，並最終展示如何在FPGA開發闆上實現和運行設計，讓讀者親身體驗數字係統設計的完整過程，從而建立起將理論轉化為實踐的信心和能力。 通過本書的學習，讀者將不僅能夠理解數字邏輯的內在規律，更能熟練掌握使用Verilog HDL進行高效、可靠的數字係統設計。本書既適閤作為高等院校計算機科學、電子工程等相關專業學生的教材，也適閤作為從事數字電路設計、FPGA開發的工程師的參考書籍。

評分☆☆☆☆☆

深入到具體的技術章節後，我發現作者在對時序約束和功耗管理的論述上，展現齣瞭近乎偏執的嚴謹性。這部分內容，往往是許多教材處理得最為敷衍的“難點”，但這本書卻用瞭大量的篇幅和細緻的案例來剖析它們。特彆是關於跨時鍾域（CDC）處理的章節，作者沒有停留在簡單的握手信號層麵，而是深入探討瞭不同同步策略的適用場景和潛在風險，甚至配有詳細的狀態圖和仿真驗證的思路。這種對工程實際中“坑點”的精準預判和詳盡解答，體現瞭作者深厚的實戰經驗。讀完這些部分，我對於設計魯棒性更強的硬件係統，充滿瞭信心，感覺自己解決問題的能力得到瞭質實的飛躍，不再是簡單地跑通仿真，而是真正理解瞭係統穩定運行背後的“玄機”。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版實在是讓人眼前一亮，那種簡潔而又富有邏輯性的布局，在同類技術書籍中簡直是一股清流。拿在手上就能感受到作者對細節的考究，每一個章節的過渡都顯得那麼自然流暢，仿佛在引導著讀者一步步深入這個復雜的領域。我尤其喜歡它在理論闡述和實際應用之間的那種精妙平衡，既不會讓初學者望而卻步，也不會讓有經驗的工程師覺得內容空洞。書中穿插的一些思考題和自測環節，設計得非常巧妙，它們不僅僅是知識點的復述，更是激發我們主動去探索和驗證的催化劑。每一次翻閱，都能在這些精心設計的結構中找到新的樂趣和啓發，它真的做到瞭將晦澀的原理用最直觀的方式呈現齣來，而不是堆砌枯燥的公式和定義。這種設計上的用心，極大地提升瞭閱讀體驗，讓人願意沉浸其中，細細品味每一個字句背後的深意。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格，介於嚴謹的學術論述和生動的技術分享之間，把握得非常到位。它既保證瞭技術名詞和概念的準確無誤，又避免瞭過度使用晦澀難懂的專業術語，使得閱讀過程非常順暢，幾乎沒有卡殼的地方。尤其是作者在解釋一些底層硬件原理時，所采用的比喻和類比，簡直是化腐朽為神奇。我發現自己對於那些原本以為很難理解的寄存器操作和資源映射過程，一下子就有瞭清晰的畫麵感。這種如同與一位學識淵博的同行輕鬆交談般的閱讀體驗，極大地降低瞭學習麯綫，讓學習不再是一種負擔，而更像是一次愉快的知識探索之旅，非常適閤那些渴望快速掌握核心技能的工程師。

評分☆☆☆☆☆

作者對於係統級思維的強調，可以說是這本書中最讓我震撼的一點。很多教材往往隻關注具體的實現細節，卻忽略瞭如何從宏觀層麵去規劃和設計一個復雜的FPGA係統。然而，這本書從一開始就構建瞭一個清晰的架構藍圖，讓我們明白每一個模塊在整體係統中的角色和相互關係。這種自上而下的設計理念，極大地幫助我解決瞭以往在項目初期常常陷入的“隻見樹木不見森林”的睏境。閱讀過程中，我仿佛有瞭一位經驗豐富的架構師在身邊隨時指點迷津，每當我對某個模塊的設計感到迷茫時，迴頭看看書中所描繪的全局視圖，立刻就能找到方嚮。這種能力培養，遠比單純掌握幾個IP核的使用要寶貴得多，它塑造瞭一種更成熟、更專業的工程思維方式。

評分☆☆☆☆☆

令人稱贊的是，這本書對最新的FPGA設計流程和工具鏈的接納程度非常高，它似乎與業界的發展保持著同步的脈搏。在描述設計流程時，它不僅涵蓋瞭傳統的綜閤與布局布綫，更強調瞭高層次綜閤（HLS）作為現代設計方法論的地位和應用技巧。對於如何有效地利用現代EDA工具進行調試和驗證，書中也提供瞭許多基於真實項目經驗的“小竅門”，這些往往是官方文檔裏找不到的“軟技能”。例如，如何通過特定的調試接口高效地捕獲異常波形，或者如何解讀復雜的資源利用報告以指導代碼優化，這些實戰性的指導，讓這本書的價值遠遠超齣瞭教科書的範疇，更像是一本隨時可以翻閱的“設計寶典”，確保你手中的知識和技能不會隨著技術的快速迭代而過時。