FPGA應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程

內(nèi)容概要

　　《FPGA應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程（附光盤1張）》是XILINX大學(xué)計(jì)劃指定教材?！禙PGA應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程（附光盤1張）》較系統(tǒng)地介紹了FPGA的基本工作原理和開發(fā)應(yīng)用技術(shù)。全書共9章，主要內(nèi)容包括：FPGA概述；FPGA設(shè)計(jì)基礎(chǔ)；FPGA開發(fā)平臺(tái)；仿真與設(shè)計(jì)工具安裝及使用說明；ISE應(yīng)用基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)；ChipScope應(yīng)用基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)；SOPC基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)；數(shù)字電路功能與實(shí)現(xiàn)；設(shè)計(jì)舉例。《FPGA應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程（附光盤1張）》提供了較為豐富的FPGA的實(shí)驗(yàn)例程和設(shè)計(jì)例程，讓學(xué)習(xí)者通過實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)逐步掌握ISE工具軟件及其嵌入式開發(fā)套件EDK的使用，并深入了解SOPC設(shè)計(jì)。為方便教學(xué)，《FPGA應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程（附光盤1張）》配有免費(fèi)電子教學(xué)課件。　　本教程依托的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和設(shè)計(jì)平臺(tái)是合眾達(dá)公司提供的SEED-XDTK　XUPV2Pro系統(tǒng)平臺(tái)，該平臺(tái)由Xilinx公司的XUP Virtex-II Pro開發(fā)系統(tǒng)構(gòu)成，主要器件是Xilinx推出的Virtex-II Pro系列器件，嵌入了PowerPC 405處理器硬核。本教程中的所有例程均是在9.1版本的仿真環(huán)境下進(jìn)行的?！　　禙PGA應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程（附光盤1張）》內(nèi)容深入淺出，實(shí)例豐富，取材新穎，圖文并茂，敘述詳盡清晰，可作為電子信息類本科生和碩士研究生學(xué)習(xí)FPGA應(yīng)用技術(shù)的教材，也可供從事電子電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)參考。

書籍目錄

第1章 FPGA概述1.1 FPGA的基本工作原理1.2 FPGA的芯片結(jié)構(gòu)1.3 IP核簡介1.4 FPGA常見技術(shù)思考題第2章 FPGA設(shè)計(jì)基礎(chǔ)2.1 Verilog HDL基礎(chǔ)知識(shí)2.1.1 概述2.1.2 Verilog與C語言的比較2.1.3 自頂向下的設(shè)計(jì)方法2.1.4 模塊2.1.5 Verilog HDL基本語法2.2 嵌入式處理器介紹2.2.1 嵌入式處理器的體系結(jié)構(gòu)2.2.2 嵌入式處理器2.2.3 嵌入式微控制器2.2.4 嵌入式DSP處理器2.2.5 嵌入式片上系統(tǒng)2.2.6 FPGA嵌入式處理器2.3 FPGA設(shè)計(jì)流程思考題第3章 FPGA開發(fā)平臺(tái)3.1 FPGA開發(fā)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)3.2 主處理系統(tǒng)XUPV2Pro板卡概述3.2.1 XUPV2Pro原理框圖3.2.2 XUPV2Pro 板卡特性簡介3.3 XUPV2Pro開發(fā)板主要模塊介紹3.3.1 時(shí)鐘、電源管理模塊3.3.2 下載配置模塊——ACE模塊3.3.3 Platform Flash模塊3.3.4 擴(kuò)展接口模塊3.3.5 MGT模塊3.3.6 串口通信模塊3.3.7 PS/2接口模塊3.3.8 RS232接口模塊3.3.9 以太網(wǎng)接口模塊3.3.10 音、視頻傳輸模塊3.4 SEED-XDTK_MBOARD板卡介紹3.5 SEED-XDTK_MBOARD板卡主要模塊介紹3.5.1 顯示模塊3.5.2 控制模塊3.5.3 A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊思考題第4章 仿真與設(shè)計(jì)工具安裝及使用說明4.1 安裝ISE9.1軟件4.1.1 ISE概述4.1.2 ISE9.1軟件的安裝4.2 安裝EDK9.1軟件4.2.1 EDK概述4.2.2 EDK9.1軟件的安裝4.3 安裝ChipScope Pro 9.1軟件4.3.1 ChipScope Pro概述4.3.2 ChipScope Pro 9.1軟件的安裝4.4 驅(qū)動(dòng)安裝及程序下載流程4.4.1 Xilinx USB下載電纜的驅(qū)動(dòng)安裝4.4.2 ISE9.1程序下載流程4.5 編譯工具KCPSM3的使用4.5.1 KCPSM3介紹4.5.2 KCPSM3編譯工具思考題第5章 ISE應(yīng)用基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)5.1 ISE9.1使用流程實(shí)驗(yàn)5.2 Architecture Wizard與PACE實(shí)驗(yàn)5.3 全局時(shí)序約束實(shí)驗(yàn)5.4 綜合技術(shù)實(shí)驗(yàn)5.5 IP核生成工具使用實(shí)驗(yàn)思考題第6章 ChipScope應(yīng)用基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)6.1 概述6.2 ChipScope Pro使用流程實(shí)驗(yàn)6.3 ChipScope Pro Analyzer選項(xiàng)說明思考題第7章 SOPC基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)第8章 數(shù)字電路功能與實(shí)現(xiàn)第9章 設(shè)計(jì)舉例參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　FPGA概述　　隨著數(shù)字電路應(yīng)用越來越廣泛，傳統(tǒng)通用的數(shù)字集成芯片已經(jīng)難以滿足系統(tǒng)的功能要求，而且隨著系統(tǒng)復(fù)雜程度的提高，所需通用集成電路的數(shù)量呈爆炸性增長，使得電路的體積膨大，可靠性難以保證。此外，現(xiàn)代產(chǎn)品的生命周期都很短，一個(gè)電路可能需要在很短的周期內(nèi)做改動(dòng)以滿足新的功能需求，對(duì)于采用通用的數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)的電路系統(tǒng)來說即意味著重新設(shè)計(jì)和重新布線。因此，系統(tǒng)設(shè)計(jì)師們希望自己設(shè)計(jì)專用集成電路芯片（ASIC，Application Specific IC），而且希望ASIC芯片的設(shè)計(jì)周期盡可能短，最好是在實(shí)驗(yàn)室里就能設(shè)計(jì)出合適的ASIC芯片，并且立即投入實(shí)際應(yīng)用之中，因而出現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯器件（FPLD，F(xiàn)ield Programmable Logic Device），其中應(yīng)用最廣泛的當(dāng)屬現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA，F(xiàn)ield Programmable Gate Array）和復(fù)雜可編程邏輯器件（CPLD，Complex Programmable Logic Device）。　　早期的可編程邏輯器件只有可編程只讀存儲(chǔ)器（PROM）、紫外線可擦除只讀存儲(chǔ)器（EPROM）和電可擦除只讀存儲(chǔ)器（EEPROM）三種。由于結(jié)構(gòu)的限制，它們只能完成簡單的數(shù)字邏輯功能?！　‰S后，出現(xiàn)了一類結(jié)構(gòu)上稍復(fù)雜的可編程芯片，即可編程邏輯器件（PLD，Programmable Logic Device），它能夠完成各種數(shù)字邏輯功能。典型的PLD由一個(gè)“與”門和一個(gè)“或”門陣列組成，而任意一個(gè)組合邏輯都可以用“與一或”表達(dá)式來描述，所以，PLD能以乘積和的形式完成大量的組合邏輯功能。　　這一階段的產(chǎn)品主要有PAL（Programmable Array Logic，可編程陣列邏輯）和GAL（Generic Array Logic，通用陣列邏輯）。PAL由一個(gè)可編程的“與”平面和一個(gè)固定的“或”平面構(gòu)成，或門的輸出可以通過觸發(fā)器有選擇地被置為寄存狀態(tài)。PAL器件是現(xiàn)場(chǎng)可編程的，它的實(shí)現(xiàn)工藝有反熔絲技術(shù)、EPROM技術(shù)和．EEPROM技術(shù)。還有一類結(jié)構(gòu)更為靈活的邏輯器件是可編程邏輯陣列（PLA，Programmable Logic Array），它也由一個(gè)“與”平面和一個(gè)“或”平面構(gòu)成，但是這兩個(gè)平面的連接關(guān)系是可編程的。PLA器件既有現(xiàn)場(chǎng)可編程的，也有掩?？删幊痰摹Ｔ赑AL的基礎(chǔ)上，又發(fā)展了一種通用陣列邏輯（GAL），如GAL16V8，GAL22V10等。它采用了。EEPROM工藝，實(shí)現(xiàn)了電可擦除、電可改寫，其輸出結(jié)構(gòu)是可編程的邏輯宏單元，因而它的設(shè)計(jì)具有很強(qiáng)的靈活性，至今仍有許多人使用。這些早期的PLD器件的一個(gè)共同特點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)速度特性較好的邏輯功能，但其過于簡單的結(jié)構(gòu)也使它們只能實(shí)現(xiàn)規(guī)模較小的電路。

編輯推薦

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