XILINX数字系统现场集成技术PDF电子书下载

1 概述 1

1．1 数字系统与专用集成电路（ASIC） 1

1．1．1 现代信息产业的特征——数字化 1

1．1．2 数字系统的核心——专用集成电路（ASIC） 2

1．2 数字系统的工艺集成技术与现场集成技术 5

1．2．1 工艺集成技术 5

1．2．2 现场集成技术 17

2 Xilinx现场可编程逻辑器件的结构原理 37

2．1 Xilinx可编程逻辑器件的分类 37

2．1．1 高密度型和低成本型的可编程逻辑器件 37

2．1．2 SRAM编程型和FLASH编程型的可编程逻辑器件 39

2．1．3 器件向低功耗、大规模、系统级方向发展 42

2．2 Xilinx低成本普及型FPGA的结构及工作原理 43

2．2．1 Spartan-XL系列FPGA 43

2．2．2 Spartan-II系列FPGA 61

2．3．1 VirtexTM-E 1．8V系列FPGA 68

2．3 Xilinx高密度系统级FPGA的结构与工作原理 68

2．3．2 VirtexTM-E系列FPGA先进的结构特征 74

2．3．3 VirtexTM 2．5V系列FPGA的结构和功能原理 78

2．3．4 专门单元的设计及使用原理 81

2．4 Xilinx CPLD的基本结构与工作原理 91

2．4．1 低功耗的Cool Runner CPLD结构原理 91

2．4．2 XC9500系列CPLD结构和工作原理 96

3．2 FPGA现场集成的设计流程 110

3．1 概述 110

3 开发系统与设计流程 110

3．3 Foundation开发系统 111

3．3．1 Foundation项目管理器 112

3．3．2 设计输入工具 114

3．3．3 设计综合/实现工具 120

3．4 开发系统的环境设定 131

3．4．1 软件工具的环境要求 131

3．4．2 系统的目录结构及文件 132

3．4．3 环境配置 134

3．4．4 关于设计项目结构 135

3．4．5 关于Foundation的库资源 137

3．4．6 开发工具属性的设定 137

3．5 IP Core资源的使用及Core Generator工具 141

3．5．1 概述 141

3．5．2 Core Generator工具介绍 141

3．5．3 VHDL输入设计时Core Generator系统的应用 143

3．6 设计实例 147

3．6．1 实例的功能说明 147

3．6．2 设计输入过程 148

3．6．3 设计仿真过程 157

3．6．4 设计实现过程 160

3．6．5 编程和测试 161

3．7 ISE开发系统 161

3．7．1 运行Foundation Series ISE软件 162

3．7．2 项目导航器 162

3．7．3 设计输入 165

3．7．4 设计综合 166

3．7．5 设计约束 167

3．7．6 设计实现 168

3．7．7 设计仿真 171

3．7．8 器件编程 172

4 VHDL设计方法 173

4．1 概述 173

4．1．1 VHDL的能力 174

4．1．3 VHDL的设计步骤 175

4．1．2 VHDL的不足之处 175

4．2 VHDL的模型结构 176

4．2．1 设计实体 176

4．2．2 实体说明 176

4．2．3 构造体 178

4．3 VHDL语言的基本要素 181

4．3．1 标识符 181

4．3．2 数据对象 183

4．3．3 数据类型和子类型 186

4．3．4 运算符 193

4．4 VHDL基本描述语句 199

4．4．1 并行语句 200

4．4．2 顺序语句 208

4．4．3 其他常用语句 215

4．5 VHDL设计的库、程序包和配置 228

4．5．1 VHDL设计的库资源 228

4．5．2 VHDL设计的程序包 229

4．5．3 VHDL的元件配置 237

4．6 VHDL的基本设计 241

4．6．1 组合逻辑电路的设计 241

4．6．2 同步逻辑电路（Synchronous Logic） 248

4．6．3 典型设计实例 257

4．6．4 建立测试平台 266

5．1 同步电路设计技巧 272

5．1．1 同步电路与异步电路的基本概念 272

5 数字系统设计与现场集成技巧 272

5．1．2 FPGA现场集成中常见的问题 274

5．1．3 同步逻辑电路设计中的基本技巧 279

5．2 多级逻辑设计技巧 281

5．2．1 FPGA实现中的基本时延 282

5．2．2 流水线的基本概念 283

5．2．3 流水线应用的设计 284

5．3．1 数字系统现场集成的系统级设计过程 286

5．3 数字系统的FPGA现场集成设计中的基本问题 286

5．3．2 现场集成设计中的仿真 287

5．3．3 可编程器件的选择方案 288

5．3．4 低功耗设计 295

5．4 FPGA应用设计中的技巧 297

5．4．1 阶层化设计 297

5．4．2 为优化逻辑而进行复制 300

5．4．3 状态机设计 302

5．4．4 标签的使用 303

5．5．1 高速电路的定义 304

5．5 高速电路设计 304

5．5．2 输入输出阻抗影响电路的负载能力 305

5．5．3 阻抗匹配 305

5．5．4 电源对系统的干扰 306

5．5．5 接地 307

5．5．6 串扰抑制 307

6 现场集成技术的应用 309

6．1 锁相环技术在现场集成设计中的应用 309

6．1．1 时钟延时和相位偏移 309

6．1．2 锁相环基本原理 311

6．1．3 DLL单元库及设计考虑 312

6．1．4 应用实例 313

6．2 线性反馈移位寄存器LFSR的现场集成设计 322

6．2．1 VirtexTM系列FPGA中的CLB结构 322

6．2．2 扩频码的产生 324

6．2．3 线性反馈移位寄存器LFSR 324

6．2．4 实现方法 326

6．3 PCI总线接口的现场集成设计 327

6．3．1 用FPGAs实现PCI接口的灵活性 328

6．3．2 PCI总线接口结构 329

6．3．3 PCI接口的设计原理及系统构造 330

6．3．4 采用IP核资源的系统现场集成设计 334

6．3．5 实例的设计流程 336

6．3．6 设计技巧 340

6．4 1．6GB/s DDR SDRAM控制器的现场集成设计 343

6．4．1 DDR SDRAM的设计原理及系统结构 343

6．4．2 DDR SDRAM的实现 352

6．4．3 线路板设计分析 354

6．4．4 线路板布局设计 357

附录 359

附录一 Xilinx FPGA和CPLD一览 359

附录二 Xilinx FPGA（CPLD）开发系统一览 362

调查表 363

参考文献 365