CPLD/FPGA設計與應用高級教程

內容概要

本書結合目前主流的cpld／fpga產品以及最流行的設計理念，系統(tǒng)、詳細地介紹cpld／fpga的硬件結構、硬件描述語言與驗證語言的基礎應用以及高級應用；詳細介紹如何使用verilog hdl語言進行有限狀態(tài)機設計和testbench設計，以及如何使用modelsim進行功能仿真和時序仿真；簡要介紹驗證方法學的基本概念以及驗證語言的比較，并就cpld／fpga的系統(tǒng)應用進行了詳細探討，包括dsp設計、嵌入式處理器設計、hardcopy設計、嵌入式邏輯分析儀的使用以及cpld／fpga的板級設計?！　”緯瓤勺鳛殡娮有畔?、通信工程以及相關工科專業(yè)的本科高年級學生和研究生教材，也可作為全國大學生電子設計競賽的培訓教材，以及從事電子電路系統(tǒng)設計與cpld／fpga／asic設計的工程技術人員的參考用書。

書籍目錄

第1章 概述 　1.1 數字電路基礎及發(fā)展演變 　1.2 cpld／fpga的介紹 　1.3 設計語言及其方法的介紹 　1.4 硬件語言與軟件語言的區(qū)別 　1.5 設計與驗證流程 　1.6 cpld／fpga的前景與展望 　1.7 本章小結 　1.8 思考與練習 第2章 cpld／fpga硬件結構 　2.1 pld的分類 　2.2 乘積項結構的基本原理 　2.3 查找表結構的基本原理 　2.4 傳統(tǒng)cpld的基本結構 　2.5 傳統(tǒng)fpga的基本結構 　2.6 最新cpld的基本結構 　2.7 最新fpga的基本結構 　2.8 cpld與fpga的選擇 　2.9 cpld／fpga的配置 　2.10 本章小結 　2.11 思考與練習 第3章 verilog hdl語法基礎 　3.1 verilog hdl的特點 　3.2 verilog hdl的描述方式 　3.3 模塊和端口 　3.4 注 釋 　3.5 常量、變量與邏輯值 　3.6 操作符 　3.7 操作數 　3.8 參數指令 　3.9 編譯指令 　3.10 系統(tǒng)任務和系統(tǒng)函數 　3.11 實例1：串并轉換程序設計 　3.12 本章小結 　3.13 思考與練習 第4章 verilog的描述與參數化設計 　4.1 數據流描述 　4.2 行為級描述 　4.3 結構化描述　4.4 高級編程語句 　4.5 參數化設計 　4.6 混合描述 　4.7 實例2：i2c slave控制器的設計 　4.8 本童小結 　4.9 思考與練習 第5章 有限狀態(tài)機設計 　5.1 有限狀態(tài)機的基本概念 　5.2 狀態(tài)機描述的基本語法 　5.3 狀態(tài)編碼 　5.4 狀態(tài)初始化 　5.5 full case與parallel case 　5.6 狀態(tài)機的描述 　5.7 實例3：pci slave接口設計 　5.8 本章小結 　5.9 思考與練習 第6章 約束與延時分析 　6.1 約束的目的 　6.2 引腳約束及電氣標準設定 　6.3 時序約束的基本概念 　6.4 時序約束的本質 　6.5 靜態(tài)延時分析 　6.6 統(tǒng)計靜態(tài)延時分析 　6.7 動態(tài)延時分析 　6.8 實例4：建立時間和保持時間違例分析 　6.9 時序違例及解決方式　6.10 實例5：四角測試中的時序分析 　6.11 實例6：lpc slave接口設計 　6.12 本章小結 　6.13 思考與練習 第7章 rtl設計原則及技巧 　7.1 rtl設計的主要原則 　7.2 rtl設計的主要技巧 　7.3 組合邏輯設計 　7.4 時序邏輯設計 　7.5 代碼風格 　7.6 實例8：信號消抖時的亞穩(wěn)態(tài)及解決方案 　7.7 本章小結 　7.8 思考與練習 第8章 仿真與testbench設計 　8.1 仿真概述 　8.2 仿真器的選擇 　8.3 modelsim簡介與仿真 　8.4 testbench設計 　8.5 testbench結構化 　8.6 實例9：基于modelsim的i2c slavetestbench設計 　8.7 實例10：基于modelsim的lpc slave接口仿真設計 　8.8 實例11：基于modelsim的信號消抖程序仿真設計 　8.9 本章小結 　8.10 思考與練習 第9章 cpld／fpga的驗證方法學 　9.1 驗證與仿真 　9.2 驗證與測試 　9.3 驗證的期望 　9.4 驗證的語言 　9.5 斷 言 　9.6 驗證的分類 　9.7 代碼覆蓋 　9.8 驗證工具 　9.9 驗證計劃 　9.10 dft 　9.11 版本控制 　9.12 實例12：基于fsm的sva斷言驗證設計 　9.13 本章小結 　9.14 思考與練習 第10章 cpld／fpga的高級應用 　10.1 基于dsp的fpga設計 　10.2 基于嵌入式處理器的fpga設計 　10.3 典型的sopc運用：nios ii簡介及應用 　10.4 基于hardcopy技術的fpga設計 　10.5 嵌入式邏輯分析儀 　10.6 本章小結 　10.7 思考與練習 第11章 cpld／fpga系統(tǒng)設計 　11.1 常用電平標準及其接口設計 　11.2 信號完整性概述 　11.3 高速設計與serdes 　11.4 電源完整性概述 　11.5 功耗與熱設計 　11.6 pcb設計與cpld／fpga系統(tǒng)設計 　11.7 實例16：基于μc／os-ii的fpga系統(tǒng)設計 　11.8 本章小結 　11.9 思考與練習 參考文獻

章節(jié)摘錄

　　與等效性檢查和模型檢查不同的一個類別是自動推理，它使用邏輯推理來證明具體實現(xiàn)和相關的規(guī)范是否一致，就好像一個數學形式的論證和推演一樣，因此自動推理是建立在定理證明理論之上，驗證者需要先提取系統(tǒng)的模型并表示為邏輯的命題、謂語、引理和定理等，并且確定待驗證的性質。驗證者通過不斷的引導、不斷地對現(xiàn)有條件包括已證明的定理應用規(guī)則來產生新的定理，直到推出所需要的定理為止?！　∽詣油评硐鄬τ谀Ｐ蜋z查和等效性檢查而言，最大的優(yōu)點莫過于它既可以應用于無窮狀態(tài)轉換系統(tǒng)，又可以應用于有限的狀態(tài)系統(tǒng)。人為因素在自動推理中占有很重要的位置——依照目前的技術，自動推理還不能由計算機來自動完成，需要驗證者具有相當豐富的證明經驗才能得以實現(xiàn)?！　〉刃詸z查、模型檢查以及自動推理互相補充，在驗證過程中同時應用?！　∪绻问津炞C與仿真和斷言結合，那么又可以分為靜態(tài)形式驗證和動態(tài)形式驗證。　　仿真器可以覆蓋很大的范圍，但是需要動態(tài)地產生測試激勵或者驗證環(huán)境。另外有些仿真并不能完全覆蓋設計中的每一項，特別是深藏在設計中的大量的交互邏輯行為。靜態(tài)形式驗證中的最大的特點就是采用一個合適的工具讀取設計的功能描述，然后盡可能地對邏輯進行分析以確保異常的狀況不會出現(xiàn)。它不需要仿真器就可以檢查所有的狀態(tài)空間，并且非常精準。但是它只能檢測設計中的一小部分，隨著空間的呈指數型增大就有可能出現(xiàn)“狀態(tài)空間爆炸”，因此在這種情況下使用靜態(tài)形態(tài)驗證就不再適合?！　榱私鉀Q靜態(tài)形態(tài)驗證的局限性，動態(tài)形式驗證把仿真和靜態(tài)形式驗證相結合來實現(xiàn)形式驗證。動態(tài)形式驗證會直接設置一個邊界條件——在設計中很難遇到或者很難達到的功能性條件。在邊界條件里面使用靜態(tài)形態(tài)驗證工具盡最大可能來評估邊界條件，而不采用仿真器。一旦達到一個邊界條件，或者說靜態(tài)形態(tài)驗證已經完成了對邊界條件的評估后，控制權就交給仿真器繼續(xù)原來的仿真。

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