深入淺出玩轉(zhuǎn)FPGA

前言

也許人們會忘記你做過多少項目，干過多少工程，但一定會記住你寫過的一本好書。EDN China首次為網(wǎng)友新書作序，其一是承蒙作者吳厚航作為EDN China.com的資深會員對網(wǎng)站社區(qū)一貫的熱情和支持，藉其新書出版之日自當彈冠共慶以序作酬，略盡綿?。黄涠彩窍Ｍ膭罡嗟碾娮庸こ處煻鄬懖┪?、多寫文章、多寫書——將自己的心得和經(jīng)驗與同行們分享。《深入淺出玩轉(zhuǎn)FPGA》同EDN China.com的工程師社區(qū)淵源匪淺。2008年，EDN China.corn的工程師社區(qū)開展了助學活動，低價實用的RF學習板、TCP學習板、CAN學習板、USB學習板吸引了眾多網(wǎng)友的眼球。無疑這樣的活動為很多高校學生以及年輕的工程師們提供了一個既可以動手實踐、又方便交流互動的學習平臺。電子設(shè)計涉及的技術(shù)門類著實太多，只有不斷擴大討論范圍才能滿足廣大電子愛好者學習的欲望?？删幊唐骷O(shè)計是繼單片機、ARM、DSP之后，目前討論最多而技術(shù)門檻也相對較高的一個門類。EDN China.com工程師社區(qū)的FPGA討論組人氣高漲，很多網(wǎng)友都希望能有一個FPGA學習板的助學活動。對于他們來說，F(xiàn)PGA的高門檻也許不僅是技術(shù)，還因為其昂貴的器件價格。但是，盡管不少熱心網(wǎng)友提出了各種想法來為建立FPGA的助學活動出謀劃策，卻一直沒有定論，也一直缺少資深專家來親歷親為支持活動。2008年11月初，一位經(jīng)常在EDN China.corn的博客發(fā)表FPGA方面“酷”文的網(wǎng)友ilove314（即本書作者吳厚航）與我們聯(lián)系，希望能夠搞一次CPLD的助學活動。幾番接觸之后，我們發(fā)現(xiàn)這位網(wǎng)友也的確有備而來，很快就遞交了活動方案的細節(jié)，并且提交了學習板的配套資料、例程代碼、文檔說明等。在活動套件的售價方面，對方的報價也相當具有吸引力。于是，CPLD助學活動的報名提上了議程，并在可編程器件論壇中得到了眾多網(wǎng)友的響應(yīng)。當年12月底，第一批50套助學板發(fā)到了我們手上，據(jù)說當時為了節(jié)約成本，吳厚航和幾位朋友利用業(yè)余時間在一大堆烙鐵、松香和焊錫中親自動手忙了兩個多星期。

內(nèi)容概要

本書收集整理了作者在FPGA學習和實踐中的經(jīng)驗點滴。書中既有日常的學習筆記，對一些常用設(shè)計技巧和方法進行深入探討；也有很多生動的實例分析，這些實例大都是以特定的工程項目為依托，具有一定的借鑒價值；還有一些適合于初學者入門和進階學習的實驗例程；另外還給出了兩個比較完整的DIY工程，讓讀者從系統(tǒng)角度理解FPGA的開發(fā)流程。    本書從工程實踐出發(fā)，旨在引領(lǐng)讀者學會如何在FPGA的開發(fā)設(shè)計過程中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并解決問題。本書附帶的光盤收集了大量的實用例程，同時與本書配套的視頻教程也可以在http://group.ednchina.com/1375/32390.aspx下載。    本書的主要讀者對象為電子、計算機、控制及信息等相關(guān)專業(yè)的在校學生、從事FPGA/CPLD開發(fā)設(shè)計的電子工程師以及所有電子設(shè)計制作的愛好者們。

作者簡介

吳厚航，[網(wǎng)名特權(quán)同學]，就職于上海某研究所，熱愛FPGA開發(fā)設(shè)計工作，擅長記錄、分析及總結(jié)經(jīng)驗與技巧。個人技術(shù)博客深受網(wǎng)友好評，任EDN China網(wǎng)站FPGA／CPLD助學小組組長。

書籍目錄

第一部分 基礎(chǔ)普及　筆記1 初識FPGA　筆記2 應(yīng)用領(lǐng)域　筆記3 開發(fā)流程第二部分 設(shè)計技巧　筆記4基本語法　筆記5 漫談狀態(tài)機設(shè)計　筆記6 復(fù)位設(shè)計　筆記7 FPGA重要設(shè)計思想及工程應(yīng)用　筆記8 基于FPGA的跨時鐘域信號處理　筆記9 經(jīng)驗點滴第三部分 仿真測試　筆記10 簡單的Testbench設(shè)計　筆記11 Testbench書寫技巧　筆記12 測試用例設(shè)計第四部分 時序分析　筆記13 時序分析基礎(chǔ)　筆記14 基于ISE的時序約束　筆記15 基于TimeQuest的時序分析第五部分 基礎(chǔ)實驗　筆記16 基于EPM240的入門實驗　筆記17 基于EP1C3的進階實驗第六部分 項目應(yīng)用　筆記18 DIY邏輯分析儀　筆記19 DIY數(shù)碼相框第七部分 網(wǎng)絡(luò)雜文　筆記20 Xilinx網(wǎng)站資源導(dǎo)航　筆記21 苦練基本功　筆記22 永遠忠于年輕時的夢想?yún)⒖嘉墨I

章節(jié)摘錄

插圖：特權(quán)同學接觸最多的典型控制就是液晶屏的驅(qū)動，因為大多數(shù)液晶屏都是需要實時掃描的，而且場頻、行頻的時序都相對固定。要是使用單片機，即使什么都不做，只響應(yīng)定時中斷都不一定來得及。即使是找來速度更快一些的ARM（市場上也有一些內(nèi)嵌了液晶驅(qū)動外設(shè)的ARM）、DSP等高端處理器直接驅(qū)動液晶，過多的中斷響應(yīng)也會給程序帶來麻煩，這就未免有些得不償失了。所以，F(xiàn)PGA是最好的選擇，從成本考慮，如果只是做簡單的驅(qū)動和數(shù)據(jù)搬運的工作，CPLD也足夠了。此外，如步進電機驅(qū)動、圖像采集等應(yīng)用中都采用了基于FPGA／CPI，D的解決方案，F(xiàn)PGA／CPLD也的的確確在實時控制領(lǐng)域擁有著得天獨厚的優(yōu)勢。二、信號處理與協(xié)議實現(xiàn)1.信號處理  相信很多朋友對數(shù)字信號處理器（DSP）都有相當程度的了解。的確，這樣的微處理器是為數(shù)字信號處理量身打造的，在數(shù)據(jù)運算處理方面有著相當不錯的性能。但是，今天的FPGAA已經(jīng)具有了內(nèi)嵌乘法器、專用運算電路并集成了大量可靈活配置的片內(nèi)RAM等，再加上FPGA的并行性以及可靈活配置的位寬，這些特性使其足以與任何DSP相抗衡。在軟件無線電領(lǐng)域，ASIC、FPGA和DSP三足鼎立，各有優(yōu)勢。ASIC往往針對某一個特定的產(chǎn)品，可升級性和靈活性較低。DSP和FPGA都是可編程的，DSP的軟件編譯和調(diào)試相對FPGA要容易一些，但只適合一些基于順序處理的算法實現(xiàn)，對于并行要求極高的應(yīng)用場合則無能為力了。因此，在這樣的應(yīng)用場合，DSP加FPGA的解決方案是一個折中的選擇。2.協(xié)議實現(xiàn)  FPGA擁有著豐富的電平接口，易于實現(xiàn)各種各樣不同的協(xié)議?，F(xiàn)成的協(xié)議芯片確實不少，但是對于一些標準協(xié)議的非標準應(yīng)用還是應(yīng)該選擇FPGA。有時只要選擇一個合適的IP核，簡單的配置后即可靈活使用。三、片上系統(tǒng)數(shù)字電路高度集成化是現(xiàn)代電子發(fā)展的大勢所趨，片上系統(tǒng)（SoC）的概念也就應(yīng)運而生。它是指在單個芯片上集成一個完整的系統(tǒng)，一般包括系統(tǒng)級芯片控制邏輯模塊、微處理器／微控制器內(nèi)核模塊、數(shù)字信號處理器模塊、存儲器或存儲器控制模塊、與外部通信的各種接口協(xié)議模塊、含有ADC／DAC的模擬前端模塊、電源及功耗管理模塊。SoC是一個具備特定功能、應(yīng)用于特定產(chǎn)品的高度集成電路。

編輯推薦

《深入淺出玩轉(zhuǎn)FPGA》從工程實踐出發(fā)，旨在引領(lǐng)讀者學會如何在FPGA60開發(fā)設(shè)計過程中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并解決問題?！渡钊霚\出玩轉(zhuǎn)FPGA》附帶的光盤中收集了大量的實用例程。也歡迎讀者朋友加入EDN China網(wǎng)站的FPGA助學小組，這里不僅可以免費申請書中涉及的FPGA開發(fā)板（不含芯片和元器件），而且可以下載到特權(quán)同學精心錄制的3 5課時、與《深入淺出玩轉(zhuǎn)FPGA》同名的《深入淺出撫轉(zhuǎn)FPGA》視頻教程。

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