VHDL與FPGA設(shè)計(jì)

內(nèi)容概要

定位在學(xué)習(xí)VHDL和FPGA設(shè)計(jì)的初學(xué)者
即深入淺出地講述了VHDL程序設(shè)計(jì)方法，又結(jié)合Modelsim、FPGA Express和Xilinx Foundation軟件詳細(xì)講述了FPGA設(shè)計(jì)的功能仿真，綜合，布局布線和時(shí)序仿真等
結(jié)合EDA設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，剖析了VHDL語言在FPGA設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)難點(diǎn)，并將這些設(shè)計(jì)思想貫穿全書始終
本書讀者對象為大中專院校相關(guān)專業(yè)的高年級本科生和研究生，以及從事EDA設(shè)計(jì)的研發(fā)工程師
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書籍目錄

第0章 前 言 1
0-1 VHDL的發(fā)展 2
0-2 VHDL的優(yōu)點(diǎn) 3
0-3 所須具備的概念 3
0-4 "SRAM Base"vs."Anti-Fuse" 4
0-5 本書的內(nèi)容 5
0-6 使用工具 7
第1章 設(shè)計(jì)的基本概念 9
1-1 設(shè)計(jì)階段的劃分 10
1-2 VHDL設(shè)計(jì)的流程 10
1-3 Design Entry-Schematics vs. VHDL 12
1-4 Function Simulation VHDL 12
1-5 Synthesis 13
1-6 Place & Route 14
1-7 Timing Simulation 14
1-8 小結(jié) 14
第2章 架構(gòu)（Architecture） 17
2-1 Simulator的使用 18
2-2 基本架構(gòu) 24
2-2-1　Library 26
2-2-2　Use 28
2-2-3　Entity 29
2-2-4　Port 30
2-3 Architecture 32
2-4 命名法則與注釋 33
2-5 擴(kuò)展的聲明 33
2-5-1　Package 34
2-5-2　Package Body 36
2-6 小結(jié) 38
問題 38
第3章 數(shù)據(jù)類型（Type） 41
3-1 Standard Package定義的數(shù)據(jù)類型 42
3-1-1　標(biāo)量型數(shù)據(jù)類型 42
3-1-2　枚舉型數(shù)據(jù)類型 43
3-1-3　復(fù)合型的數(shù)據(jù)類型 44
3-2 IEEE Package定義的數(shù)據(jù)類型 44
3-3 復(fù)合型數(shù)據(jù)類型 48
3-3-1　Array 48
3-3-2　Record 48
3-4 文件型數(shù)據(jù)類型 49
3-5 小結(jié) 51
問題 52
第4章 運(yùn)算符（Operator） 53
4-1 1076-1987與1076-1993 Operator的差異 54
4-2 Logical Operator 54
4-3 Relational Operator 56
4-4 Shift Operator 58
4-4-1　IEEE 1076-1993中的Shift Operator 59
4-4-2　衍生的移位處理 61
4-5 Adding Operator 64
4-5-1　加減法運(yùn)算處理 64
4-5-2　連接(Concatenation)處理 67
4-6 Sign Operator 68
4-7 Multiplying Operator 68
4-8 Miscellaneous Operator 69
4-9 Operator的優(yōu)先級 70
4-10 小結(jié) 72
問題 72
第5章 組合邏輯電路（Combinational Logic） 73
5-1 基本的Combinational Logic 74
5-1-1　And 74
5-1-2　Or 76
5-1-3　Not及其他 77
5-2 較復(fù)雜的Combinational Logic 77
5-2-1　When-Else 77
5-2-2　With-Select-When 78
5-3 Process中的Combinational Logic 79
5-4 Delay對Combinational Logic的影響 84
5-5 小結(jié) 85
問題 86
第6章 時(shí)序邏輯電路（Sequential Logic） 87
6-1 Process的語法結(jié)構(gòu) 88
6-2 If語句 92
6-3 Wait語句 96
6-3-1　Wait Until語句 96
6-3-2　Wait For語句 98
6-3-3　Wait On語句 100
6-4 Case語句 102
6-5 Sync與Async Reset 103
6-6 Loop 105
6-6-1　與While及For合用 105
6-6-2　Loop的嵌套 107
6-6-3　Next語句 109
6-6-4　Exit語句 111
6-7 Assert語句 113
6-8 小結(jié) 116
問題 117
第7章 函數(shù)（Function）與過程（Procedure） 119
7-1 Function的聲明及使用 120
7-2 類型轉(zhuǎn)換的Function 122
7-3 重載函數(shù)（Overload Function） 126
7-4 Procedure 129
7-5 小結(jié) 132
問題 133
第8章 屬性（Attribute）與配置（Configuration） 135
8-1 返回信號狀態(tài)的屬性 136
8-1-1　Event屬性 136
8-1-2　Active屬性 137
8-1-3　Last_event屬性 137
8-1-4　Last_value及Last_active屬性 139
8-2 返回單一數(shù)值的屬性 140
8-3 返回?cái)?shù)值范圍的屬性 142
8-4 Configuration 144
8-4-1　Architecture Configuration 144
8-4-2　Component Configuration 147
8-4-3　Generic Configuration 151
8-5 小結(jié) 154
問題 155
第9章 層次式設(shè)計(jì)（Hierarchy Design） 157
9-1 Component Instantiation 158
9-2 Design Partition 163
9-3 設(shè)計(jì)方法的講述 164
9-3-1　Input Latch & Float->Fix 164
9-3-2　Adder 166
9-3-3　Fix->Float & Output Latch 168
9-4 頂層設(shè)計(jì)及仿真 170
9-4-1　頂層設(shè)計(jì)的連接 170
9-4-2　設(shè)計(jì)仿真 172
9-5 小結(jié) 174
問題 174
第10章 功能仿真（Function Simulation） 177
10-1 Dependency 178
10-2 ModelSim中的Options 179
10-3 建立Simulation Macro 184
10-3-1　建立基本的Marco 184
10-3-2　雙向Bus的仿真Macro 187
10-4 Testbench Simulation 189
10-5 Textio仿真 192
10-6 Simulation Library的建立 198
10-6-1　Core Generator的使用 199
10-6-2　Simulation Library的建立 202
10-6-3　Design的處理 205
10-6-4　進(jìn)行Simulation 208
10-7 層次式的仿真及調(diào)試 208
10-8 小結(jié) 210
問題 211
第11章 合成（Synthesis） 213
11-1 Synthesizer的使用 214
11-2 預(yù)布局仿真（Pre-Layout Simulation） 218
11-3 一些不能合成的例子 219
11-3-1　時(shí)間延遲的要求 219
11-3-2　不合乎硬件設(shè)計(jì) 222
11-3-3　起始值的設(shè)定 223
11-4 Constraint的設(shè)置方法 227
11-5 Block Box的Synthesis 233
11-6 層次式設(shè)計(jì)的Synthesis 234
11-7 小結(jié) 235
問題 236
第12章 布局布線（Place & Route） 237
12-1 Place & Route工具的使用 238
12-2 Constraint的設(shè)定 241
12-2-1　Timing Constraint 241
12-2-2　非Timing Constraint 246
12-3 Report Analyze 247
12-4 層次式設(shè)計(jì)的Place & Route 249
12-5 小結(jié) 250
問題 251
第13章 時(shí)序仿真（Timing Simulation） 253
13-1 編譯VHDL Netlist File 254
13-2 Timing Simulation 255
13-2-1　信號GSR所造成的問題 256
13-2-2　Setup Time Check造成的錯誤 259
13-3 SDF File 261
13-3-1　SDF的內(nèi)容 261
13-3-2　表頭部分 261
13-3-3　基本單元 263
13-3-4　時(shí)序檢查 264
13-4 仿真分析 266
13-5 規(guī)格的設(shè)定 273
13-6 運(yùn)用Textio做數(shù)據(jù)對比的Timing Simulation 274
13-7 Timing Simulation的好處 278
13-8 小結(jié) 278
問題 279
第14章 狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)（State Machine Design） 281
14-1 State Machine的建立 282
14-1-1　程序代碼的撰寫 283
14-1-2　設(shè)計(jì)的Function Simulation 287
14-1-3　設(shè)計(jì)的Synthesis及Place& Route 289
14-1-4　時(shí)序仿真（Timing Simulation） 290
14-2 狀態(tài)機(jī)的修改 291
14-2-1　程序代碼的修改 292
14-2-2　修改設(shè)計(jì)的功能仿真（Function Simulation） 294
14-2-3　設(shè)計(jì)的合成（Synthesis）與布局布線（Place & Rute） 295
14-2-4　時(shí)序仿真（Timing Simulation） 297
14-3 One-hot與Binary Decode 298
14-4 小結(jié) 299
問題 299
第15章 并行處理（Pipelined Processing） 301
15-1 未使用并行處理的乘法器 302
15-2 增加Input Latch的乘法器 308
15-3 將乘法器一分為二的設(shè)計(jì) 310
15-4 改善已有的設(shè)計(jì) 314
15-5 并行處理的缺點(diǎn) 315
15-6 小結(jié) 316
附 錄 317

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