數(shù)字與片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)教程

前言

　　本書(shū)是配合《EDA原理及應(yīng)用》（何賓編著，清華大學(xué)出版社，2009）、《片上可編程系統(tǒng)原理及應(yīng)用》（何賓編著，清華大學(xué)出版社，2009）、《Xilinx可編程邏輯器件設(shè)計(jì)技術(shù)詳解》（何賓編著，清華大學(xué)出版社，2010）而專(zhuān)門(mén)編寫(xiě)的一本針對(duì)數(shù)字系統(tǒng)和片上可編程系統(tǒng)設(shè)計(jì)的教學(xué)實(shí)踐用書(shū)。隨著可編程邏輯器件集成度和功能的增強(qiáng)，基于可編程邏輯器件的設(shè)計(jì)朝著復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)和片上可編程系統(tǒng)的方向發(fā)展，并且在逐步改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)手段。為了使讀者在學(xué)習(xí)相關(guān)設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上，掌握這些新的設(shè)計(jì)方法和手段，特編寫(xiě)該書(shū)?！　”緯?shū)將數(shù)字系統(tǒng)和片上可編程系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法融合到具體的設(shè)計(jì)實(shí)例中，書(shū)中設(shè)計(jì)案例的開(kāi)發(fā)使用了美國(guó)Xilinx公司的XilinxISE的DesignSuitel0.1軟件工具包，并且在美國(guó)Digilent公司的Nexys2板卡上進(jìn)行驗(yàn)證和測(cè)試。在編寫(xiě)設(shè)計(jì)本書(shū)設(shè)計(jì)實(shí)例的過(guò)程中，按照設(shè)計(jì)實(shí)例的難度由易到難來(lái)安排本書(shū)內(nèi)容，這樣使讀者更容易自學(xué)和系統(tǒng)掌握設(shè)計(jì)方法。　　本書(shū)設(shè)計(jì)案例主要包含數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)和片上可編程系統(tǒng)設(shè)計(jì)兩方面的內(nèi)容。數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面主要包含了組合邏輯電路設(shè)計(jì)、算術(shù)邏輯單元設(shè)計(jì)、時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)、有限自動(dòng)狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)接口設(shè)計(jì)、FCl6CPU設(shè)計(jì)、俄羅斯方塊游戲設(shè)計(jì)和DhipScope軟件調(diào)試數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)幾個(gè)部分的內(nèi)容；片上可編程系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面主要包含基于EDK的設(shè)計(jì)流程和web服務(wù)器的設(shè)計(jì)。

內(nèi)容概要

本書(shū)通過(guò)大量的設(shè)計(jì)實(shí)例，系統(tǒng)而又全面地介紹了數(shù)字系統(tǒng)和片上可編程系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)技巧。全書(shū)共分為11章，內(nèi)容包括Nexys2開(kāi)發(fā)平臺(tái)介紹、組合邏輯電路設(shè)計(jì)、算術(shù)邏輯單元設(shè)計(jì)、時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)、有限自動(dòng)狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)接口設(shè)計(jì)、FCl6 CPU設(shè)計(jì)、俄羅斯方塊游戲設(shè)計(jì)、ChipScope軟件調(diào)試數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)、片上可編程系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程、Web服務(wù)器的設(shè)計(jì)。本書(shū)參考了大量經(jīng)典的設(shè)計(jì)實(shí)例，內(nèi)容新穎，實(shí)踐性強(qiáng)，充分反映了最新的復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)和片上可編程系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和技術(shù)。    本書(shū)可作為高等院校相關(guān)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)、片上可編程系統(tǒng)設(shè)計(jì)和EDA原理及應(yīng)用課程的教學(xué)實(shí)踐用書(shū)，也可作為相關(guān)領(lǐng)域科技人員自學(xué)參考用書(shū)以及Xilinx公司的相關(guān)培訓(xùn)教材。

書(shū)籍目錄

第1章　Nexys2開(kāi)發(fā)平臺(tái)介紹    1．1　Spartan-3E芯片功能及特性    1．2　Nexys2開(kāi)發(fā)平臺(tái)原理及功能第2章　組合邏輯電路設(shè)計(jì)  2．1　基本邏輯門(mén)設(shè)計(jì)    2．1．1　基本邏輯門(mén)設(shè)計(jì)原理    2．1．2　基本邏輯門(mén)的實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證  2．2　多路復(fù)用器設(shè)計(jì)    2．2．1　4-1多路復(fù)用器設(shè)計(jì)原理    2．2．2　4-1多路復(fù)用器的邏輯門(mén)實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證    2．2．3　4-1多路復(fù)用器的case實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證  2．3　七段數(shù)碼管設(shè)計(jì)    2．3．1　七段數(shù)碼管基本功能設(shè)計(jì)    2．3．2  采用按鍵復(fù)用七段數(shù)碼管的實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證    2．3．3　采用時(shí)鐘自動(dòng)掃描復(fù)用七段數(shù)碼管的實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證  2．4　比較器設(shè)計(jì)    2．4．1　4位比較器設(shè)計(jì)    2．4．2　8位比較器設(shè)計(jì)  2．5　編碼器和解碼器的設(shè)計(jì)    2．5．1　3-8譯碼器的邏輯門(mén)設(shè)計(jì)    2．5．2　3-8譯碼器的case語(yǔ)句設(shè)計(jì)    2．5．3　8-3編碼器的邏輯門(mén)設(shè)計(jì)    2．5．4　8-3編碼器的case語(yǔ)句設(shè)計(jì)    2．5．5　8-3優(yōu)先級(jí)編碼器的設(shè)計(jì)　……第3章　算術(shù)單元設(shè)計(jì)第4章　時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)第5章　有限自動(dòng)狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)第6章　計(jì)算機(jī)接口設(shè)計(jì)第7章　FC16　CPPU的設(shè)計(jì)第8章　俄羅斯方塊游戲設(shè)計(jì)第9章　ChopScope軟件調(diào)試數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)第10章　片上可編程系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程第11章　Web服務(wù)器的設(shè)計(jì)附錄A Nexys2板的ISE教程附錄B Nexys2開(kāi)發(fā)板電路圖參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　本章介紹EDK10.1SP3軟件的使用方法和設(shè)計(jì)流程。在介紹這部分內(nèi)容時(shí)，使用Nexys-II板卡。本章內(nèi)容主要包括：工程的建立、添加IP到硬件；添加定制IP到系統(tǒng)、編寫(xiě)應(yīng)用程序、使用SDK工具、設(shè)計(jì)的軟件和硬件調(diào)試等部分?！　”菊峦ㄟ^(guò)實(shí)例介紹，使讀者基本上掌握使用Xmnx的FPGA芯片，在EDK軟件平臺(tái)上進(jìn)行片上可編程系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。讀者應(yīng)在硬件平臺(tái)上通過(guò)實(shí)際操作來(lái)掌握該設(shè)計(jì)流程。　　10.1 工程的建豆　　X.1inx推薦使用BSB向?qū)?lái)為一個(gè)新的嵌入式設(shè)計(jì)工程創(chuàng)建一個(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)，BSB可能包含設(shè)計(jì)所需要的所有部分。對(duì)于需要更多的定制的系統(tǒng)，BSB能節(jié)省更多的時(shí)間，因?yàn)樗鼮榇蟛糠值奶幚砥髟O(shè)計(jì)自動(dòng)產(chǎn)生共同的硬件和軟件平臺(tái)配置任務(wù)。當(dāng)運(yùn)行BSB向?qū)Ш?，工程包含了所有基本的元素，這些元素可能用來(lái)建立一個(gè)需要更多定制和更復(fù)雜的系統(tǒng)。　　圖10.1給出了所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的完整結(jié)構(gòu)。本章所介紹的設(shè)計(jì)流程都是基于這個(gè)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)完成的。

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