FPGA經典設計實戰指南：架構、實現和優化

Steve Kilts Spectrum Design Solutions工程咨詢公司的共同創始人和首席工程師。他的FPGA設計經驗 豐富，包括音頻、DSP、高速計算和總線架構、集成電路測試、工業自動化和控制、嵌入式微處理器、PCI、醫療系統設計、商業航空和 ASIC 原型開發等應用。他擁有多年為FPGA設計進行性能權衡的經驗，以實現高速、減小面積和低功耗的目標。

譯者序
原書前言
原書致謝
本書內容導圖
第1章 速度架構設計
1.1高吞吐量
1.2低延遲
1.3時序
1.3.1添加寄存器層
1.3.2並行結構
1.3.3邏輯結構扁平化
1.3.4寄存器平衡
1.3.5路徑重新排序
1.4要點總結
第2章 面積架構設計
2.1流水線折疊
2.2基於控制的邏輯重用
2.3資源共享
2.4覆位對面積的影響
2.4.1沒有覆位的資源
2.4.2沒有置位的資源
2.4.3沒有異步覆位的資源
2.4.4覆位RAM
2.4.5使用觸發器置位/覆位引腳
2.5要點總結
第3章 功耗架構設計
3.1時鐘控制
3.1.1時鐘偏移
3.1.2管理偏移
3.2輸入控制
3.3降低供電電壓
3.4雙沿觸發器
3.5修改端接配置
3.6要點總結
第4章 設計示例： 加密標準
4.1AES架構
4.1.1字節替換模塊的一級流水線
4.1.2行移位模塊的零級流水線
4.1.3列混淆模塊的兩級流水線
4.1.4加輪密鑰模塊的一級流水線
4.1.5緊湊型架構
4.1.6部分流水線架構
4.1.7全流水線架構
4.2性能與面積
4.3其他優化
第5章 設計
5.1抽象設計技術
5.2圖形狀態機
5.3DSP設計
5.4軟/硬件協同設計
5.5要點總結
第6章 時鐘域
6.1跨時鐘域
6.1.1亞穩態
6.1.2解決方案1：相位控制
6.1.3解決方案2：兩級觸發器同步
6.1.4解決方案3：FIFO結構
6.1.5分離同步模塊
6.2ASIC原型中的門控時鐘
6.2.1時鐘模塊
6.2.2移除門控
6.3要點總結
第7章 設計示例：I2S和SPDIF
7.1I2S
7.1.1協議
7.1.2硬件架構
7.1.3分析
7.2SPDIF
7.2.1協議
7.2.2硬件架構
7.2.3分析
第8章 實現數學函數
8.1硬件除法
8.1.1乘移法
8.1.2疊代除法
8.1.3Goldschmidt方法
8.2Taylor和Maclaurin級數展開
8.3CORDIC算法
8.4要點總結
第9章 設計示例：浮點單元
9.1浮點格式
9.2流水線架構
9.2.1Verilog實現
9.2.2資源和性能
0章 覆位電路
10.1異步覆位與同步覆位
10.1.1 異步覆位的問題
10.1.2 同步覆位
10.1.3異步置位，同步撤銷
10.2混合覆位類型
10.2.1不可覆位的觸發器
10.2.2內部生成的覆位
10.3多時鐘域
10.4要點總結
1章 仿真
11.1測試平臺架構
11.1.1測試平臺組件
11.1.2測試平臺流程
11.2系統激勵
11.2.1MATLAB
11.2.2總線功能模型
11.3代碼覆蓋率
11.4門級仿真
11.5翻轉覆蓋率
11.6運行時陷阱
11.6.1時間精度
11.6.2毛刺抑制
11.6.3組合延遲建模
11.7要點總結
2章 面向綜合的編碼
12.1決策樹
12.1.1優先級與並行性
12.1.2完整條件
12.1.3多個控制分支
12.2陷阱
12.2.1阻塞與非阻塞
12.2.2for循環
12.2.3組合邏輯環
12.2.4推斷鎖存器
12.3設計組織
12.3.1分區
12.3.2參數化
12.4要點總結
3章 設計示例：安全哈希算法
13.1SHA-1架構
13.2實現結果
4章 綜合優化
14.1速度與面積的權衡
14.2資源共享
14.3流水線操作、重定時和寄存器平衡
14.3.1覆位對寄存器平衡的影響
14.3.2重新同步寄存器
14.4FSM編譯
14.4.1移除不可達狀態
14.5黑盒
14.6物理綜合
14.6.1前向註釋與後向註釋
14.6.2基於圖的物理綜合
14.7要點總結
5章 布圖規劃
15.1設計分區
15.2關鍵路徑布圖規劃
15.3布圖規劃風險
15.4 布圖規劃
15.4.1數據路徑
15.4.2高扇出
15.4.3器件結構
15.4.4可重用性
15.5降低功耗
15.6要點總結
6章 布局和布線優化
16.1 約束
16.2布局和布線之間的關系
16.3邏輯覆制
16.4跨層次優化
16.5I/O寄存器
16.6打包因子
16.7映射邏輯到RAM
16.8寄存器排序
16.9布局種子
16.10引導式布局和布線
16.11要點總結
7章 設計示例：微處理器
17.1SRC架構
17.2綜合優化
17.2.1速度與面積
17.2.2流水線
17.2.3物理綜合
17.3布圖規劃優化
17.3.1分區式布圖規劃
17.3.2關鍵路徑布圖規劃：示例1
17.3.3關鍵路徑布圖規劃：示例2
8章 靜態時序分析
18.1標準分析
18.2鎖存器
18.3異步電路
18.3.1組合邏輯反饋
18.4要點總結
9章 PCB問題
19.1電源
19.1.1電源要求
19.1.2穩壓器
19.2去耦電容
19.2.1概念
19.2.2數值計算
19.2.3電容布局
19.3要點總結
附錄
附錄A AES加密的流水線級
附錄B SRC微處理器的頂層模塊
參考文獻
編輯推薦 實戰導向，深入剖析大量實例，快速提升能力經驗 直擊痛點，少走實踐彎路，濃縮工程經驗與源代碼 全面深入，掌握全流程典型設計，晉階 設計者 本書涵蓋了FPGA設計實踐過程中 可能遇到的多個深層次問題，包括架構設計、具體實現方法、性能優化策略、跨時鐘設計、仿真進階以及綜合布局時序等全面而深入的FPGA設計知識，並濃縮了作者多年的工程實踐經驗，可以幫助讀者彌補工程實踐經驗的不足，免去學習的困難，成為 FPGA設計者。