FPGA套用技術基礎教程

《FPGA套用技術基礎教程》是一本由電子工業出版社在2009年出版的書籍。該書主要講述了FPGA的基本工作原理和開發套用技術。

基本介紹

• 書名：FPGA套用技術基礎教程
• ISBN：9787121087028
• 頁數：278頁
• 出版社：電子工業出版社
• 出版時間：2009年5月1日
• 開本： 16
• 叢書名：HILINX大學計畫指定教材
• 正文語種：簡體中文

內容簡介

《FPGA套用技術基礎教程》是XILINX大學計畫指定教材。《FPGA套用技術基礎教程》較系統地介紹了FPGA的基本工作原理和開發套用技術。全書共9章，主要內容包括：FPGA概述；FPGA設計基礎；FPGA開發平台；仿真與設計工具安裝及使用說明；ISE套用基礎實驗；ChipScope套用基礎實驗；SOPC基礎實驗；數字電路功能與實現；設計舉例。《FPGA套用技術基礎教程》提供了較為豐富的FPGA的實驗例程和設計例程，讓學習者通過實驗和設計逐步掌握ISE工具軟體及其嵌入式開發套件EDK的使用，並深入了解SOPC設計。為方便教學，《FPGA套用技術基礎教程》配有免費電子教學課件。本教程依託的實驗平台和設計平台是合眾達公司提供的SEED-XDTKXUPV2Pro系統平台，該平台由Xilinx公司的XUPVirtex-ⅡPro開發系統構成，主要器件是Xilinx推出的Virtex-ⅡPro系列器件，嵌入了PowerPC405處理器硬核。本教程中的所有例程均是在9.1版本的仿真環境下進行的。

目錄

第1章 FPGA概述 (1)

1.1 FPGA的基本工作原理(2)

1.2 FPGA的晶片結構(2)

1.3 IP核簡介(5)

1.4 FPGA常見技術(5)

思考題(12)

第2章 FPGA設計基礎(13)

2.1 Verilog HDL基礎知識(13)

2.1.1 概述(13)

2.1.2 Verilog與C語言的比較(13)

2.1.3 自頂向下的設計方法(14)

2.1.4 模組(14)

2.1.5 Verilog HDL基本語法(15)

2.2 嵌入式處理器介紹(24)

2.2.1 嵌入式處理器的體系結構(24)

2.2.2 嵌入式處理器(25)

2.2.3 嵌入式微控制器(26)

2.2.4 嵌入式DSP處理器(27)

2.2.5 嵌入式片上系統(27)

2.2.6 FPGA嵌入式處理器(27)

2.3 FPGA設計流程(33)

思考題(34)

第3章 FPGA開發平台(35)

3.1 FPGA開發平台的結構(35)

3.2 主處理系統XUPV2Pro板卡概述(36)

3.2.1 XUPV2Pro原理框圖(36)

3.2.2 XUPV2Pro 板卡特性簡介(36)

3.3 XUPV2Pro開發板主要模組介紹(39)

3.3.1 時鐘、電源管理模組(39)

3.3.2 下載配置模組——ACE模組(40)

3.3.3 Platform Flash模組(42)

3.3.4 擴展接口模組(42)

3.3.5 MGT模組(43)

3.3.6 串口通信模組(44)

3.3.7 PS/2接口模組(44)

3.3.8 RS232接口模組(44)

3.3.9 乙太網接口模組(45)

3.3.10 音、視頻傳輸模組(46)

3.4 SEED-XDTK_MBOARD板卡介紹(49)

3.5 SEED-XDTK_MBOARD板卡主要模組介紹(50)

3.5.1 顯示模組(50)

3.5.2 控制模組(51)

3.5.3 A/D和D/A轉換模組(52)

思考題(52)

第4章 仿真與設計工具安裝及使用說明(53)

4.1 安裝ISE9.1軟體(53)

4.1.1 ISE概述(53)

4.1.2 ISE9.1軟體的安裝(53)

4.2 安裝EDK9.1軟體(57)

4.2.1 EDK概述(57)

4.2.2 EDK9.1軟體的安裝(57)

4.3 安裝ChipScope Pro 9.1軟體(61)

4.3.1 ChipScope Pro概述(61)

4.3.2 ChipScope Pro 9.1軟體的安裝(61)

4.4 驅動安裝及程式下載流程(65)

4.4.1 Xilinx USB下載電纜的驅動安裝(65)

4.4.2 ISE9.1程式下載流程(66)

4.5 編譯工具KCPSM3的使用(68)

4.5.1 KCPSM3介紹(68)

4.5.2 KCPSM3編譯工具(69)

思考題(70)

第5章 ISE套用基礎實驗(71)

5.1 ISE9.1使用流程實驗(71)

5.2 Architecture Wizard與PACE實驗(78)

5.3 全局時序約束實驗(87)

5.4 綜合技術實驗(94)

5.5 IP核生成工具使用實驗(100)

思考題(108)

第6章 ChipScope套用基礎實驗(109)

6.1 概述(109)

6.2 ChipScope Pro使用流程實驗(109)

6.3 ChipScope Pro Analyzer選項說明(115)

思考題(120)

第7章 SOPC基礎實驗(121)

7.1 SOPC概述(121)

7.2 基本硬體設計實驗(121)

7.3 添加IP核實驗(132)

7.4 Custom IP Core設計實驗(142)

7.5 基本軟體套用實驗(151)

7.6 SDK使用實驗(158)

7.7 HW/SW System調試實驗(175)

思考題(183)

第8章 數字電路功能與實現(184)

8.1 4位全加器實驗(184)

8.2 觸發器實驗(188)

8.3 8位計數器實驗(200)

8.4 8位乘法器實驗(206)

8.5 鎖存器實驗(212)

8.6 七段數碼管顯示解碼器實驗(221)

8.7 七人投票表決器實驗(229)

思考題(235)

第9章 設計舉例(236)

9.1 設計所需的資源分配(236)

9.2 LED控制設計(237)

9.3 LED點陣設計(240)

9.4 鍵盤讀取功能設計(245)

9.5 PS2鍵盤和PS2滑鼠接口功能設計(249)

9.6 並行A/D, D/A功能設計(252)

9.7 串列A/D, D/A功能設計(256)

9.8 LCD顯示功能設計(260)

9.9 RTC讀取功能設計(262)

9.10 USB傳輸功能設計(265)

9.11 乙太網接口功能設計(270)

9.12 256DDR測試功能設計(274)

9.13 視頻採集輸出功能設計(277)

思考題(278)

參考文獻