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商品描述
本書由淺入深、由表及里,從FPGA技術的探索到資源的發現與利用,從硬件版圖規劃與設計到邏輯電路驗證與實現,從模塊化功能的研究與積累到系統集成的綜合與Timingquest時序優化,系統、全面地介紹Altera FPGA的開發流程。本書的所有例程均經過千錘百煉,相關FPGA設計的資源均由筆者多年整理歸納,希望讀者能夠妥善利用。
作者簡介
於瀟宇,網名湘雨瀟瀟,2014年於哈爾濱工業大學獲博士學位,隨後在南洋理工大學從事博士後研究工作。2016年加入騰訊,任架構平臺部高級研究員,長期從事面向數據中心的FPGA AI架構和開發工作,對硬件加速系統及架構有著深厚的功力。
目錄大綱
第一部分 FPGA基礎理論
第1章 淺談FPGA技術、優勢、學習途徑
1.1 FPGA的誕生、發展與未來
1.1.1 FPGA的誕生
1.1.2 FPGA的發展與未來
1.1.3 博弈,在入門之前
1.2 Altera FPGA介紹及其發展、應用
1.2.1 Altera公司介紹
1.2.2 Altera公司產品介紹
1.2.3 Altera FPGA的開發平臺
1.2.4 Altera FPGA的動態與應用
1.2.5 A1tera FPGA的應用
1.2.6 對比ARM與DSP,認清FPGA
1.3 善用網絡資源,不斷總結自我
第2章 MAX II CPLD/Cyclone IV FPGA PCB硬件設計
2.1 淺談PCB Layout
2.2 MAX II CPLD核心電路設計
2.2.1 MAX II CPLD背景及簡介
2.2.2 EPM240T100C5N設計需求研究分析
2.2.3 EPM240T100C5N核心板原理圖設計
2.2.4 EPM240T100C5N核心板佈局布線
2.3 Cvclone IV FPGA核心電路設計
2.3.1 Cyclone IV FPGA簡介
2.3.2 EP4CE15F12C8N設計需求研究分析
2.3.3 Cyclone IV FPGA核心原理圖設計
2.3.4 FPGA核心板Layout註意事項
2.4 FPGA/CPLD電路焊接、調試經驗總結
2.5 本書配套FPGA開發平臺硬件介紹
2.5.1 VIP_Board硬件資源介紹
2.5.2 VIP_Board相關外設實物介紹
第3章 Quartus II軟件安裝與Venlog HDL簡介
3.1 Quartus II軟件安裝
3.1.1 寫在前面的話
3.1.2 Quartus II 18.0軟件下載
3.1.3 Quartus II 18.0軟件安裝
3.1.4 USB Blaster下載器驅動程序的安裝
3.2 Verilog HDL設計
3.2.1 Verilog HDL與VHDL的對比
3.2.2 Verilog HDL的發展
3.2.3 Verilog HDL的應用
3.3 Testbench文件架構
3.3.1 Testbench的介紹
3.3.2 Testbench代碼設計風格
3.4 Quartus II工程目錄定義約定
第二部分 FPGA初級入門
第4章 4位計數器的設計與模擬驗證
4.1 寫在前面的話
4.2 FPGA/CPLD開發流程
4.3 基於Quartus II 18.0的4位計數器設計流程
4.3.1 Quartus II工程的創建
4.3.2 4位計數器的邏輯電路設計
4.3.3 Quartus II編譯流程與工程設置分析
4.4 基於Modelsim-Intel 10.5b的4位計數器模擬驗證流程
4.4.1 關於FPGA設計的各種模擬概念分析
4.4.2 Modelsim版本的簡要介紹
4.4.3 Modelsim工程的創建
4.4.4 Testbench激勵文件的編寫
4.4.5 Modelsim波形的模擬與分析
4.5 設計思路的驗證與總結
第5章 LED驅動電路設計
5.1 LED驅動電路設計方案1——入門
5.1.1 LED驅動電路設計方案
5.1.2 8位LED的自加顯示實驗
5.2 LED驅動電路設計方案2——升級
5.2.1 LED驅動電路設計方案
5.2.27 4HC595驅動分析與實現
5.3 8位LED跑馬燈顯示實驗
5.4 LED特效呼吸燈的設計
5.4.1 PWM協議的基本介紹
5.4.2 LED呼吸燈的設計
第6章 獨立按鍵與矩陣鍵盤的FPGA驅動電路實現
6.1 按鍵及其工作模式介紹
6.1.1 按鍵抖動原理分析
6.1.2 硬件消抖動
6.1.3 軟件消抖動
6.2 獨立按鍵的FPGA驅動電路設計
6.2.1 獨立按鍵電路設計
6.2.2 FSM狀態機的Verilog HDL介紹
6.2.3 FPGA按鍵驅動電路設計方案1
6.2.4 FPGA按鍵驅動電路設計方案2
6.3 矩陣鍵盤的FPGA驅動電路設計
6.3.1 工作原理及電路設計
6.3.2 FPGA矩陣鍵盤驅動電路設計
第7章 “Hello Word”的LCD1602顯示驅動電路實現
7.1 LCD1602介紹及硬件設計
7.1.1 LCD1602字符液晶介紹
7.1.2 LCD1602硬件電路設計
7.1.3 LCD1602的時序及初始化分析
7.2 LCD1602的FPGA驅動電路實現
7.2.1 LCD1602的C語言實現方案
7.2.2 LCD1602的Verilog HDL實現方案
第8章 優化設計FPGA全局時鐘管理模塊
8.1 異步覆位,同步釋放機制
8.1.1 組合電路中的競爭一冒險
8.1.2 時序電路中的競爭一冒險
8.2 無PLL的全局時鐘管理模塊設計
8.3 Quartus II IP核介紹及PLL的定製
8.3.1 Quartus II IP核的介紹
8.3.2 PLL IP核的定製與分析
8.4 帶PLL的全局時鐘管理模塊設計
第9章 基於FPGA與MCU通信的SPI總線協議設計
9.1 SPI總線協議介紹及硬件的設計
9.1.1 SPI總線協議介紹
9.1.2 STM8的硬件電路設計
9.1.3 SPI總線協議時序分析
9.2 SPI總線協議的通信實現
9.2.1 STM8的SPI總線收發設計
9.2.2 邊沿檢測電路的FPGA實現
9.2.3 SPI通信的數據接收模塊設計
9.2.4 SPI通信的數據發送模塊設計
第10章 基於FPGA與PC通信的UART