基于 FPGA 和 CPLD 的数字系统设计PDF电子书下载

第1章 可编程逻辑介绍 1

1.1本书引言 1

1.2电子电路：模拟和数字 5

1.2.1引言 5

1.2.2连续时间与离散时间 5

1.2.3模拟与数字 7

1.3数字逻辑的历史 8

1.4可编程逻辑与离散逻辑 10

1.5可编程逻辑器件与处理器 12

1.6可编程逻辑的类型 14

1.6.1简单可编程逻辑器件（SPLD） 14

1.6.2复杂可编程逻辑器件（CPLD） 15

1.6.3现场可编程门阵列（FPGA） 16

1.7 PLD配置技术 17

1.8可编程逻辑供应商 19

1.9可编程逻辑的设计方法和工具 19

1.9.1引言 19

1.9.2典型的PLD设计流程 20

1.10技术趋势 21

参考文献 22

习题 23

第2章 电子系统设计 25

2.1引言 25

2.2串行产品开发过程与并行工程过程 30

2.2.1引言 30

2.2.2串行产品开发过程 30

2.2.3并行工程过程 31

2.3流程图 32

2.4框图 34

2.5 Gajski-Kuhn图 35

2.6硬件-软件协同设计 36

2.7正式验证 37

2.8嵌入式系统和实时操作系统 38

2.9电子系统级设计 39

2.10创建设计规范 40

2.11统一建模语言 40

2.12阅读元件数据手册（Data Sheet） 42

2.13数字输入／输出 43

2.13.1引言 43

2.13.2逻辑值定义 45

2.13.3噪声容限 47

2.13.4逻辑电路连接 48

2.14并行和串行接口 52

2.14.1引言 52

2.14.2并行I/O 55

2.14.3串行I/O 57

2.15系统复位 60

2.16系统时钟 62

2.17电源 62

2.18功率管理 64

2.19印制电路板和多芯片组件 64

2.20片上系统和系统级封装 66

2.21机电一体化系统 66

2.22知识产权 67

2.23 CE和FCC标志 68

参考文献 69

习题 70

第3章PCB设计 72

3.1引言 72

3.2什么是PCB 73

3.2.1定义 73

3.2.2 PCB的结构 74

3.2.3典型元件 81

3.3设计、生产和测试 83

3.3.1 PCB设计 83

3.3.2 PCB生产 87

3.3.3 PCB测试 87

3.4环境因素 88

3.4.1引言 88

3.4.2 WEEE法令 88

3.4.3 RoHS法令 89

3.4.4无铅焊剂 89

3.4.5电磁兼容性 89

3.5 PCB设计案例研究 89

3.5.1概述 89

3.5.2系统概述 90

3.5.3 CPLD开发板 91

3.5.4 LCD和十六进制键盘 93

3.5.5 PC接口板 95

3.5.6数字I／O板 96

3.5.7模拟I／O板 98

3.6技术趋势 100

参考文献 100

习题 101

第4章 设计语言 103

4.1引言 103

4.2软件编程语言 104

4.2.1引言 104

4.2.2 C语言 104

4.2.3 C+++ 106

4.2.4 Java 107

4.2.5 Visual Basic 109

4.2.6脚本语言 110

4.2.7 PHP 111

4.3硬件描述语言 113

4.3.1引言 113

4.3.2 VHDL 113

4.3.3 Verilog-HDL 116

4.3.4 Verilog-A 117

4.3.5 VHDL-AMS 119

4.3.6 Verilog-AMS 121

4.4 SPICE 121

4.5 SystemC 123

4.6 SystemVerilog 123

4.7数学建模工具 123

参考文献 125

习题 127

第5章 数字逻辑设计概论 128

5.1引言 128

5.2数字系统 131

5.2.1引言 131

5.2.2十进制与无符号二进制之间的转换 132

5.2.3有符号的二进制数 133

5.2.4格雷码 137

5.2.5 BCD码 137

5.2.6八进制与二进制之间的转换 138

5.2.7十六进制与二进制之间的转换 139

5.3二进制数据处理 143

5.3.1引言 143

5.3.2逻辑运算 143

5.3.3布尔代数 144

5.3.4组合逻辑门 146

5.3.5真值表 147

5.4组合逻辑设计 152

5.4.1引言 152

5.4.2与非逻辑和或非逻辑 161

5.4.3卡诺图 162

5.4.4无关项 167

5.5时序逻辑设计 167

5.5.1引言 167

5.5.2电平敏感锁存器和边沿触发的触发器 170

5.5.3 D锁存器和D型触发器 170

5.5.4计数器设计 174

5.5.5状态机设计 186

5.5.6摩尔机和米利机的比较 193

5.5.7移位寄存器 195

5.5.8数字扫描路径 195

5.6存储器 197

5.6.1引言 197

5.6.2随机存取存储器RAM 198

5.6.3只读存储器ROM 199

参考文献 200

习题 201

第6章VHDL数字逻辑设计介绍 204

6.1引言 204

6.2基于HDL的设计 204

6.3设计输入方法 207

6.3.1引言 207

6.3.2原理图输入 207

6.3.3 HDL设计输入 209

6.4逻辑综合 209

6.5实体、结构体、包以及配置 211

6.5.1引言 211

6.5.2与门（AND Gate）例子 211

6.5.3代码注释 217

6.6第一个设计 218

6.6.1引言 218

6.6.2数据流描述例子 219

6.6.3行为描述例子 220

6.6.4结构化描述例子 222

6.7信号与变量 226

6.7.1引言 226

6.7.2例子：带中间信号的结构体 228

6.7.3例子：带内部变量的结构体 230

6.8类属 231

6.9保留字 235

6.10数据类型 236

6.11并发语句与顺序语句 237

6.12循环和程序控制 238

6.13 VHDL的编码风格 239

6.14组合逻辑设计 240

6.14.1引言 240

6.14.2复杂逻辑门 240

6.14.3一位半加器 241

6.14.4 4选1多路器 243

6.14.5温度计-二进制编码器 248

6.14.6 7段显示驱动 249

6.14.7三态缓冲器 256

6.15时序逻辑设计 260

6.15.1引言 260

6.15.2锁存器与触发器 261

6.15.3计数器设计 265

6.15.4状态机设计 269

6.16存储器 278

6.16.1介绍 278

6.16.2随机存储器 278

6.16.3只读存储器 280

6.17无符号运算与有符号运算 282

6.17.1引言 282

6.17.2加法器示例 283

6.17.3乘法器示例 285

6.18设计验证：VHDL测试平台 289

6.19文件I／O式测试平台开发 291

参考文献 300

习题 301

第7章 数字信号处理导论 303

7.1引言 303

7.2 Z变换 317

7.3数字控制 326

7.4数字滤波 336

7.4.1引言 336

7.4.2无限冲激响应滤波器 341

7.4.3有限冲激响应滤波器 342

参考文献 343

习题 343

第8章 数字逻辑与现实世界的接口：A／D转换、D／A转换和电力电子技术 345

8.1引言 345

8.2数模转换 349

8.2.1概述 349

8.2.2 DAC特性 351

8.2.3 DAC类型 355

8.2.4 DAC控制例子 358

8.3模数转换 362

8.3.1引言 362

8.3.2 ADC特性 364

8.3.3 ADC的类型 366

8.3.4信号混叠 370

8.4电力电子器件 371

8.4.1概述 371

8.4.2二极管 372

8.4.3功率晶体管 374

8.4.4晶闸管 380

8.4.5栅极可关断晶闸管 387

8.4.6非对称晶闸管 387

8.4.7双向晶闸管 388

8.5散热和散热器 389

8.6运算放大器电路 391

参考文献 392

习题 393

第9章 电子系统测试 394

9.1引言 394

9.2集成电路测试 397

9.2.1引言 397

9.2.2数字集成电路测试 399

9.2.3模拟集成电路测试 402

9.2.4模数混合集成电路测试 404

9.3印制电路板测试 405

9.4边界扫描测试 406

9.5软件测试 410

参考文献 411

习题 412

第10章 系统级设计 413

10.1引言 413

10.2电子系统级设计 417

10.3案例分析1：直流电机控制 421

10.3.1引言 421

10.3.2电机控制系统概述 421

10.3.3 MATLAB／Simulink模型创建和仿真 423

10.3.4将设计转换为VHDL 425

10.3.5结语 438

10.4案例分析2：数字滤波器设计 439

10.4.1引言 439

10.4.2滤波器概述 441

10.4.3 MATLAB／Simulink模型创建和仿真 441

10.4.4设计转化为VHDL 442

10.4.5结语 449

10.5自动转换 449

10.6未来发展方向 450

参考文献 450

习题 451

其他参考文献 452

书籍 452

期刊、会议、会议论文 454

互联网资源 455

器件手册 456

标准 456

其他 457

术语表 458