基于FPGA和CPLD的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)

前言

2001年7月間，電子工業(yè)出版社的領(lǐng)導(dǎo)同志邀請各高校十幾位通信領(lǐng)域方面的老師，商量引進(jìn)國外教材問題。與會(huì)同志對出版社提出的計(jì)劃十分贊同，大家認(rèn)為，這對我國通信事業(yè)、特別是對高等院校通信學(xué)科的教學(xué)工作會(huì)很有好處。教材建設(shè)是高校教學(xué)建設(shè)的主要內(nèi)容之一。編寫、出版一本好的教材，意味著開設(shè)了一門好的課程，甚至可能預(yù)示著一個(gè)嶄新學(xué)科的誕生。20世紀(jì)40年代MIT林肯實(shí)驗(yàn)室出版的一套28本雷達(dá)叢書，對近代電子學(xué)科、特別是對雷達(dá)技術(shù)的推動(dòng)作用，就是一個(gè)很好的例子。我國領(lǐng)導(dǎo)部門對教材建設(shè)一直非常重視。20世紀(jì)80年代，在原教委教材編審委員會(huì)的領(lǐng)導(dǎo)下，匯集了高等院校幾百位富有教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的專家，編寫、出版了一大批教材；很多院校還根據(jù)學(xué)校的特點(diǎn)和需要，陸續(xù)編寫了大量的講義和參考書。這些教材對高校的教學(xué)工作發(fā)揮了極好的作用。近年來，隨著教學(xué)改革不斷深入和科學(xué)技術(shù)的飛速進(jìn)步，有的教材內(nèi)容已比較陳舊、落后，難以適應(yīng)教學(xué)的要求，特別是在電子學(xué)和通信技術(shù)發(fā)展神速、可以講是日新月異的今天，如何適應(yīng)這種情況，更是一個(gè)必須認(rèn)真考慮的問題。解決這個(gè)問題，除了依靠高校的老師和專家撰寫新的符合要求的教科書外，引進(jìn)和出版一些國外優(yōu)秀電子與通信教材，尤其是有選擇地引進(jìn)一批英文原版教材，是會(huì)有好處的。一年多來，電子工業(yè)出版社為此做了很多工作。他們成立了一個(gè)“國外電子與通信教材系列”項(xiàng)目組，選派了富有經(jīng)驗(yàn)的業(yè)務(wù)骨干負(fù)責(zé)有關(guān)工作，收集了230余種通信教材和參考書的詳細(xì)資料，調(diào)來了100余種原版教材樣書，依靠由20余位專家組成的出版委員會(huì)，從中精選了40多種，內(nèi)容豐富，覆蓋了電路理論與應(yīng)用、信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理、微電子、通信系統(tǒng)、電磁場與微波等方面，既可作為通信專業(yè)本科生和研究生的教學(xué)用書，也可作為有關(guān)專業(yè)人員的參考材料。此外，這批教材，有的翻譯為中文，還有部分教材直接影印出版，以供教師用英語直接授課。希望這些教材的引進(jìn)和出版對高校通信教學(xué)和教材改革能起一定作用。在這里，我還要感謝參加工作的各位教授、專家、老師與參加翻譯、編輯和出版的同志們。各位專家認(rèn)真負(fù)責(zé)、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、不辭辛勞、不怕瑣碎和精益求精的態(tài)度，充分體現(xiàn)了中國教育工作者和出版工作者的良好美德。

內(nèi)容概要

　　 本書系統(tǒng)地介紹了可編程邏輯器件類型、數(shù)字系統(tǒng)描述的硬件語言與設(shè)計(jì)方法，以及系統(tǒng)的測試和實(shí)現(xiàn)，從理論、方法、工具到實(shí)踐進(jìn)行了全面闡述。全書共10章。第1章介紹了可編程邏輯器件的類型；第2、3章結(jié)合實(shí)例，介紹了電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)背景及其PCB設(shè)計(jì)；第4章介紹了先進(jìn)數(shù)字設(shè)計(jì)中使用的各種編程語言；第5、6章介紹了數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)原理以及運(yùn)用VHDL語言對一系列電路的實(shí)例化；第7、8章介紹了DSP的VHDL實(shí)現(xiàn)以及數(shù)模世界轉(zhuǎn)換的接口；最后，第9、10章介紹了電子系統(tǒng)測試和抽象的高層次設(shè)計(jì)建模。此外，本書各章都有大量的實(shí)例供讀者驗(yàn)證和測試，兼具知識性和實(shí)用性。 　　本書適用于使用PLD進(jìn)行數(shù)字系統(tǒng)開發(fā)的電子與計(jì)算機(jī)工程專業(yè)學(xué)生，也可供工業(yè)界開發(fā)數(shù)字系統(tǒng)的技術(shù)人員參考。

作者簡介

作者：(愛爾蘭)IanGrout 譯者：黃以華LanGrout，于英國Lancaster大學(xué)獲得電子工程學(xué)士（1991年）和博士學(xué)位（1994年）。他在工業(yè)界和學(xué)術(shù)界均從事過微電子電路和電子設(shè)計(jì)與測試的工作，目前他在混合信號集成電路可測性設(shè)計(jì)領(lǐng)域以及數(shù)字電子線路設(shè)計(jì)領(lǐng)域從事可編程邏輯的相關(guān)工作，現(xiàn)任愛爾蘭Limerick大學(xué)電子與計(jì)算機(jī)工程系講師。他從1 998年起就在愛爾蘭Limerick大學(xué)工作，教授可編程邏輯與集成電路設(shè)計(jì)與測試原理課程。此前他是英國Lancaster大學(xué)工程系講師。

書籍目錄

第1章  可編程邏輯介紹  1.1　本書引言  1.2　電子電路：模擬和數(shù)字    1.2.1　引言    1.2.2　連續(xù)時(shí)間與離散時(shí)間    1.2.3　模擬與數(shù)字  1.3　數(shù)字邏輯的歷史  1.4　可編程邏輯與離散邏輯  1.5　可編程邏輯器件與處理器  1.6　可編程邏輯的類型    1.6.1　簡單可編程邏輯器件（SPLD）    1.6.2　復(fù)雜可編程邏輯器件（CPLD）    1.6.3　現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）　1.7　PLD配置技術(shù)　1.8　可編程邏輯供應(yīng)商  1.9　可編程邏輯的設(shè)計(jì)方法和工具    1.9.1　引言    1.9.2　典型的PLD設(shè)計(jì)流程    1.10　技術(shù)趨勢　參考文獻(xiàn)　習(xí)題第2章  電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)  2.1　引言  2.2　串行產(chǎn)品開發(fā)過程與并行工程過程　　2.2.1　引言　　2.2.2　串行產(chǎn)品開發(fā)過程　　2.2.3　并行工程過程　2.3　流程圖　2.4　框圖　2.5　Gajski.Kuhn圖　2.6　硬件一軟件協(xié)同設(shè)計(jì)　2.7　正式驗(yàn)證　2.8　嵌入式系統(tǒng)和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)　2.9　電子系統(tǒng)級設(shè)計(jì)　2.10　創(chuàng)建設(shè)計(jì)規(guī)范　2.11　統(tǒng)一建模語言　2.12　閱讀元件數(shù)據(jù)手冊（Data Sheet）　2.13　數(shù)字輸入／輸出　　2.13.1　引言　　2.13.2　邏輯值定義　　2.13.3　噪聲容限　　2.13.4　邏輯電路連接　2.14　并行和串行接口　　2.14.1　引言　　2.14.2　并行I／O　　2.14.3　串行I／O　2.15　系統(tǒng)復(fù)位　2.16　系統(tǒng)時(shí)鐘　2.17　電源　2.18　功率管理　2.19　印制電路板和多芯片組件　2.20　片上系統(tǒng)和系統(tǒng)級封裝　2.21　機(jī)電一體化系統(tǒng)　2.22　知識產(chǎn)權(quán)　2.23　CE和FCC標(biāo)志　參考文獻(xiàn)　習(xí)題第3章　PCB設(shè)計(jì)  3.1  引言  3.2　什么是PCB    3.2.1　定義    3.2.2　PCB的結(jié)構(gòu)    3.2.3　典型元件  3.3　設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和測試    3.3.1　PCB設(shè)計(jì)    3.3.2　PCB生產(chǎn)    3.3.3　PCB測試  3.4　環(huán)境因素    3.4.1　引言    3.4.2　WEEE法令    3.4.3　RoHS法令    3.4.4　無鉛焊劑    3.4.5　電磁兼容性  3.5　PCP設(shè)計(jì)案例研究……第4章　設(shè)計(jì)語言第5章　數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)概論　第6章　VHDL數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)介紹第7章　數(shù)字信號處理導(dǎo)論第8章　數(shù)字邏輯與現(xiàn)實(shí)世界的接口：AV轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換和電力電子技術(shù)第9章　電子系統(tǒng)測試　第10章　系統(tǒng)級設(shè)計(jì)其他參考文獻(xiàn)術(shù)語表

章節(jié)摘錄

插圖：·設(shè)計(jì)原型。需要什么步驟才能從初始的設(shè)計(jì)概念順利地到達(dá)原型階段呢？步驟是（i）確認(rèn)操作正確并符合需求規(guī)范，（ii）當(dāng)所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品不能正確工作時(shí)，要找出問題并修正它，不論這個(gè)問題是設(shè)計(jì)本身的還是在制造過程中產(chǎn)生的。設(shè)計(jì)原型將在已建成的物理系統(tǒng)中進(jìn)行。·設(shè)計(jì)調(diào)試。調(diào)試在設(shè)計(jì)仿真和設(shè)計(jì)原型的過程中進(jìn)行，以移除設(shè)計(jì)中的缺陷，保證設(shè)計(jì)操作正確?！ぎa(chǎn)品級制造。一旦設(shè)計(jì)原型階段成功完成并且設(shè)計(jì)正確，就可以進(jìn)行設(shè)計(jì)的全面制造。此時(shí)的設(shè)計(jì)就被認(rèn)為是正確的?！ぎa(chǎn)品級測試。在制成的系統(tǒng)上實(shí)施測試以確定系統(tǒng)被正確制造，沒有會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)操作錯(cuò)誤的缺陷。·適應(yīng)未來的設(shè)計(jì)。開發(fā)的設(shè)計(jì)在將來應(yīng)能夠根據(jù)市場需求加以修改并增強(qiáng)操作。·美觀。什么時(shí)候產(chǎn)品需要吸引人的外表？作為一個(gè)例子，如果系統(tǒng)被嵌入到汽車?yán)锩?，不?huì)被汽車（或其他）使用者看到，那么外觀是不必考慮的。但是，如果產(chǎn)品在家庭中使用并會(huì)被展示，那么設(shè)計(jì)師應(yīng)對產(chǎn)品外表的美觀給予極大的關(guān)注?！と藱C(jī)工程。怎樣使用產(chǎn)品？是否需要與用戶進(jìn)行大量的交互，如果需要怎樣設(shè)計(jì)產(chǎn)品才能使系統(tǒng)既直觀又易用？設(shè)計(jì)過程本身不是孤立的活動(dòng)，它必須同時(shí)考慮制造設(shè)計(jì)和測試設(shè)計(jì)的要求。最近幾年中，設(shè)計(jì)和測試之間的交互作用得到了極大重視，并由此引出面向測試的設(shè)計(jì)（DfT）概念。但是，DfT只是DfX（面向產(chǎn)品生命周期各／某環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)）的一個(gè)方面。下面列出的也是通常開發(fā)時(shí)可考慮的方法。

編輯推薦

在數(shù)字領(lǐng)域使用可編程邏輯進(jìn)行設(shè)計(jì)的初學(xué)者可在《基于FPGA和CPLD的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)》中找到所需的一切！可編程邏輯使得芯片上的數(shù)字系統(tǒng)的可融合性、允許更新、可以變化、可以提高性能等特性成為可能，這使得數(shù)字系統(tǒng)價(jià)格更便宜，獲取更迅速?！痘贔PGA和CPLD的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)》著重介紹兩種類型的可編程邏輯：現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）和復(fù)雜可編程邏輯器件（CPLD）。通過詳盡的討論、可運(yùn)行的實(shí)例，以及與電路設(shè)計(jì)原理和常見的設(shè)計(jì)決斷相關(guān)的案例研究，《基于FPGA和CPLD的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)》對上述器件進(jìn)行了深刻闡釋。《基于FPGA和CPLD的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)》還對在可編程邏輯領(lǐng)域廣泛使用的VHDL（VHSIC硬件描述語言）進(jìn)行了介紹和應(yīng)用。設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與概念：●基礎(chǔ)——流程圖、框圖、正規(guī)驗(yàn)證和設(shè)計(jì)規(guī)范●印制電路板（PCB）——設(shè)計(jì)、測試及開發(fā)環(huán)境●軟件和硬件編程語言●使用VHDL設(shè)計(jì)數(shù)字邏輯的原理●數(shù)字信號處理●模擬與數(shù)字的接口——DAC和ADC●系統(tǒng)級設(shè)計(jì)包括兩個(gè)案例研究

圖書封面

評論、評分、閱讀與下載

---

    基于FPGA和CPLD的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì) PDF格式下載

---