基于FPGA的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

內(nèi)容概要

自在專用硅片上構(gòu)造數(shù)字電路設(shè)計(jì)以來(lái)，數(shù)字設(shè)計(jì)在現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列 (FPGA) 中越來(lái)越多地實(shí)施。實(shí)現(xiàn)FPGA系統(tǒng)的有效設(shè)計(jì)，需要深刻理解VLSI問(wèn)題和約束條件以及近期的FPGA專用技術(shù)。本書介紹了作為FPGA的設(shè)計(jì)者所應(yīng)該掌握的全部專題，包括怎么做以及為什么這樣做。首先介紹了VLSI的要點(diǎn)，包括其制造、電路、互聯(lián)、組合、順序邏輯設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)體系，其次介紹了反映現(xiàn)代VLSI設(shè)計(jì)方法的知識(shí)，可充分發(fā)揮FPGA的最有價(jià)值的特性，從而緩解其限制條件。    本書特點(diǎn)：    ·講述VLSI特性如何影響FPGA及基于FPGA的邏輯設(shè)計(jì)；    ·傳統(tǒng)的邏輯設(shè)計(jì)技術(shù)與基于FPGA的邏輯設(shè)計(jì)之間的聯(lián)系；    ·掌握FPGA的構(gòu)造基本的可編程FPGA的結(jié)構(gòu)；    ·規(guī)定和優(yōu)化邏輯以解決其尺寸、速度和功耗問(wèn)題；    ·用做優(yōu)化邏輯和設(shè)計(jì)的軟件工具---Verilog和VHDL；    ·大型數(shù)字系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，包括寄存器傳輸設(shè)計(jì)思路；    ·構(gòu)建大型平臺(tái)和多FPGA系統(tǒng)；    ·處理設(shè)計(jì)中多方面問(wèn)題的完整的DSP實(shí)例研究。

作者簡(jiǎn)介

Wayne Wolf 普林斯頓大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系電子工程聯(lián)合學(xué)院教授，研究方向?yàn)榍度胧接?jì)算、多媒體系統(tǒng)、VLSI和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。他是IEEE及ACM會(huì)員、IEEE計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)核心成員。2003年獲得ASEE/EED及HP Frederick E. Terman獎(jiǎng)項(xiàng)。

書籍目錄

PrefaceChapter 1 FPGA-Based Systems  1.1  Introduction  1.2  Basic Concepts    1.2.1  Boolean Algebra    1.2.2  Schematics and Logic Symbols  1.3  Digital Design and FPGAs    1.3.1  The Role of FPGAs    1.3.2  FPGAs Types    1.3.3  FPGAs vs.Custom VLSI  1.4  FPGA-Based System Design    1.4.1  Goals and Techniques    1.4.2  Hierarchical Design    1.4.3  Design Abstraction    1.4.4  Methodologies  1.5  Summary  1.6  ProblemsChapter 2 VLSI Technology  2.1  Introduction    2.2  Manufacturing Processes  2.3  Transistor Characteristics  2.4  CMOS Logic Gates    2.4.1  Static Complementary Gates    2.4.2  Gste Delay    2.4.3  Power Consumption    2.4.4  Driving Large Loads    2.4.5  Low-Power Gates    2.4.6  Switch Logic  2.5  Wites    2.5.1  Wire Structures    2.5.2  Wire Parasitics    2.5.3  Models for Wires    2.5.4  Delay Through an RC Transmission Line    2.5.5  Buffer Insertion in RC Transmission Lines    2.5.6  Crosstalk Between RC Wires  2.6  Registers and RAM    2.6.1  Register Structures    2.6.2  Random-Access Memory  2.7  Rackages and Rads    2.7.1  Packages        2.7.2  Pads  2.8  Summary  2.9  ProblemsChapter 3 FPGA Fabrics  3.1  Introduction  3.2  FPGA Architectures  3.3  SRAM-Based FPGAs    3.3.1  Overview    3.3.2  Logic Elements    3.3.3  Interconnection Networks    3.3.4  Configuration  3.4  Permanently Programmed FPGAs    3.4.1  Antifuses    3.4.2  Flash Configuration    3.4.3  Logic Blocks    3.4.4  Interconnection Networds    3.4.5  Programming  3.5  Chip I/O  3.6  Circuit Design of FPGA Fabrics    3.6.1  Logic Elements    3.6.2  Interconnect  3.7  Architecture of FPGA Fabrics    3.7.1  Logic Element Parameters    3.7.2  Interconnect Architecture    3.7.3  Pinout  3.8  Summary  3.9  ProblemsChapter 4 Combinational Logic  4.1  Introduction  4.2  The Logic Design Process  4.3  Hardware Description Languages    4.3.1  Modeling with HDLs    4.3.2  Verilog    4.3.3  VHDL  4.4  Combinational Network Delay    4.4.1  Delay Specifications    4.4.2  Gate and Wire Delay    4.4.3  Fanout    ……Chapter 5 Sequential MachinesChapter 6 ArchitectureChapter 7 Large-Scale SystemsAppendix A GlossaryAppendix B Hardware Desscription LanguagsReferencesIndex

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