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第1章FPGA硬件结构与系统设计基础1

1.1 FPGA概述1

1.1.1 FPGA的特点1

1.1.2 FPGA的发展方向3

1.1.3 FPGA的应用领域4

1.2 FPGA体系结构5

1.2.1 FPGA的基本结构5

1.2.2 FPGA常用开发工具介绍8

1.2.3 FPGA的设计流程8

1.3 FPGA常用芯片与选用9

1.3.1 FPGA的常用芯片9

1.3.2 FPGA芯片的选用10

小结11

思考题11

第2章硬件描述语言Veri1og HDL设计基础12

2.1了解Verilog HDL12

2.1.1什么是硬件描述语言12

2.1.2为什么选择Verilog HDL13

2.2 Verilog HDL的模块13

2.2.1端口定义13

2.2.2模块的描述方式14

2.3 Verilog HDL的数据类型和运算符17

2.3.1数据类型17

2.3.2运算符20

2.3.3运算符的优先级24

2.4 VerilogHDL的赋值语句和块语句25

2.4.1理解阻塞与非阻塞25

2.4.2块语句26

2.5 Verilog HDL的条件语句29

2.5.1 if语句29

2.5.2 case语句31

2.6 Verilog HDL循环语句与结构说明语句33

2.6.1循环语句33

2.6.2结构说明语句37

小结39

思考题39

第3章 硬件描述语言VerilogHDL设计进阶40

3.1 Verilog HDL描述方法40

3.2使用Verilog HDL设计组合逻辑电路41

3.2.1 assign语句实现组合逻辑41

3.2.2 always语句实现组合逻辑电路42

3.2.3组合逻辑电路的例子43

3.3使用Verilog HDL设计时序逻辑电路44

3.3.1 always语句实现时序逻辑电路44

3.3.2时序逻辑电路的例子45

3.4同步状态机的原理与设计46

3.4.1什么是状态机46

3.4.2状态机的设计原理47

3.4.3典型的状态机实例48

3.5 Verilog HDL可综合的代码风格50

3.5.1可综合代码编写原则51

3.5.2 FPGA设计时always语句块使用注意事项52

3.6 Verilog HDL仿真验证平台53

3.6.1 Modelsim仿真工具介绍53

3.6.2 Modelsim的使用57

3.6.3编写测试文件60

小结61

思考题61

第4章FPGA开发软件Quartus‖的使用技巧62

4.1 Quartus‖简介62

4.2 Quartus‖软件的安装62

4.3 Quartus‖设计流程64

4.3.1创建工程65

4.3.2编译工程70

4.3.3管脚分配71

4.3.4配置工程73

4.4 SignalTap II的使用方法74

4.4.1 SignalTap II介绍74

4.4.2逻辑分析器的原理75

4.4.3 Signal Tap II的使用77

小结85

思考题85

第5章FPGA在控制领域的应用87

5.1概述87

5.2交通控制灯87

5.2.1交通控制灯的架构87

5.2.2交通控制灯代码设计88

5.2.3使用modelsim进行功能仿真93

5.2.4交通控制灯实例在FPGA开发板上的实现93

5.3 SDRAM控制器设计实例94

5.3.1 SDRAM简介94

5.3.2 SDRAM控制器代码设计99

5.3.3 SDRAM控制器的功能仿真103

5.3.4 SDRAM控制器的硬件实现105

5.4 IIC控制总线实例106

5.4.1 IIC总线介绍106

5.4.2 IIC Controller控制器代码设计109

5.4.3 I I C代码功能仿真118

小结119

思考题120

第6章FPGA在通信领域的应用121

6.1概述121

6.2串行通信接口UART设计121

6.2.1 UART通信协议121

6.2.2 UART模块程序设计122

6.2.3 UART代码功能仿真127

6.2.4 UART基于FPGA开发板的实现129

6.3 CRC校验码设计实例131

6.3.1 CRC校验码原理131

6.3.2 CRC校验码代码设计132

6.3.3 CRC校验码功能仿真134

6.3.4 CRC校验码的硬件实现135

6.4 FSK频移键控设计实例136

6.4.1 FSK频移键控原理136

6.4.2 FSK代码设计136

6.4.3 FSK功能仿真140

6.4.4 FSK基于FPGA开发板的实现141

小结141

思考题141

第7章 基于FPGA的SOPC设计142

7.1概述142

7.2 ALTERA公司的NIOS‖嵌入式处理器142

7.2.1 NIOS‖的特点142

7.2.2 NIOS‖实现方式143

7.3 NIOS‖的开发流程145

7.3.1硬件开发流程146

7.3.2软件开发流程152

7.4基于NIOS ‖处理器的简单程序设计实例154

7.4.1实例内容154

7.4.2实例详解154

7.5基于NIOS‖处理器的数字钟设计158

7.5.1数字钟设计原理158

7.5.2设计步骤158

小结164

思考题164

参考文献165