基于FPGA的EDA/Sopc技术与VHDLPDF电子书下载

第1章　绪论 1

1.1 EDA技术的涵义 1

1.2 EDA技术的发展历程 1

1.3 EDA技术实现目标 2

1.4　硬件描述语言 3

1.5　基于EDA工具的开发流程 4

1.6 EDA的开发厂商与EDA工具软件 6

1.7 EDA的发展趋势 7

1.8　基于FPGA的SOPC技术 8

1.9　互联网上的EDA资源 9

习题 10

第2章　可编程逻辑器件结构、编程与配置 11

2.1　可编程逻辑器件概述 11

2.1.1 PLD的发展进程 12

2.1.2　可编程逻辑器件的分类 12

2.2　基于乘积项的CPLD结构与工作原理 13

2.3　基于查找表（Look-Up-Table）的FPGA结构与工作原理 15

2.4　其他类型的FPGA、CPLD及工程选择 18

2.5 IP内核 18

2.6 FPGA/CPLD测试技术 19

2.7 FPGA/CPLD产品简介 21

2.7.1 Lattice公司CPLD器件系列 21

2.7.2 Xilinx公司的FPGA和CPLD器件系列 21

2.7.3 Altera公司FPGA和CPLD器件系列 21

2.8 CPLD和FPGA的编程与配置 24

2.8.1 利用ByteBlaster Ⅱ并口下载电缆进行配置 25

2.8.2　利用ByteBlasterMV并口下载电缆进行配置 29

2.8.3　利用MasterBlaster串行／USB通信电缆进行配置 31

2.8.4　利用BitBlaster串行下载电缆进行配置 32

2.8.5　利用FPGA的专用芯片进行配置 33

2.8.6　使用单片机配置FPGA 36

2.8.7　使用CPLD配置FPGA 38

习题 39

第3章　硬件描述语言（VHDL） 40

3.1 VHDL简介 40

3.1.1 VHDL的产生 40

3.1.2 VHDL的特点 40

3.2 VHDL程序结构 42

3.2.1 VHDL库 43

3.2.2 VHDL程序包 44

3.2.3　实体 46

3.2.4　结构体 47

3.2.5 配置 48

3.3 VHDL中的数据对象与数据类型 52

3.3.1 数据对象 52

3.3.2　数据类型 54

3.4　基本词法单元与操作符 62

3.4.1 VHDL中的词法单元包括注释、数字、字符、字符串和位串 62

3.4.2 VHDL中的操作符 64

3.5 VHDL基本语句 69

3.5.1 并行语句 69

3.5.2　顺序语句 79

3.6 VHDL与硬件电路的对应 86

3.6.1 组合逻辑电路的VHDL描述 87

3.6.2　时序逻辑电路的VHDL描述 95

3.7　有限状态机 102

3.7.1 一般状态机的设计 103

3.7.2 Moore型有限状态机的设计 106

3.7.3 Mealy型有限状态机的设计 113

3.7.4 状态编码及剩余状态处理 115

第4章　Quartus Ⅱ功能及应用 120

4.1 Quartus Ⅱ功能简介 120

4.1.1　设计输入 120

4.1.2　综合 121

4.1.3　布局布线 122

4.1.4　时序分析 122

4.1.5　仿真 123

4.1.6　编程和配置 123

4.1.7　调试 124

4.1.8　系统级设计 125

4.2　原理图设计方法 126

4.2.1　建立Quartus Ⅱ工程文件 126

4.2.2　源文件原理图的输入 130

4.2.3　时序仿真 133

4.3 VHDL文本输入设计及引脚设置、下载和硬件测试 136

4.3.1 VHDL文本输入设计方法 136

4.3.2　引脚设置、下载和硬件测试 136

4.3.3　对配置器件的编程下载 139

4.4　顶层电路的设计 140

4.5 LPM参数化宏功能模块与IP的应用 142

4.5.1　宏模块应用实例 143

4.5.2　在系统存储器数据读写编辑器的应用 151

4.5.3　其他存储器模块的定制与应用 152

4.5.4 LPM嵌入式锁相环的调用 158

4.5.5 IP核的使用 160

4.6 Signal Tap Ⅱ嵌入式逻辑分析仪的使用 165

4.6.1 SignalTap Ⅱ使用实例 165

4.6.2 SignalTap Ⅱ的触发信号的编辑 169

4.7　多种LPM模块应用实例 171

第5章　常用电路的设计 173

5.1　键盘扫描电路的设计 173

5.1.1　键盘扫描电路框图设计与工作原理 173

5.1.2　顶层电路设计 180

5.2 DAC 0832接口电路及程序设计 180

5.2.1 DAC 0832接口电路及功能 180

5.2.2 DAC 0832接口电路的程序设计 182

5.3 FPGA对LCD的控制电路 184

5.3.1 MDLS系列液晶显示模块 184

5.3.2　显示模块驱动电路的程序设计 186

5.4 LED显示管理电路 188

5.4.1 扫描信号发生器 189

5.4.2　显示缓存器 190

5.4.3　多路选择器 191

5.4.4　七段译码器 192

5.4.5　闪烁模块 193

5.4.6　时钟发生器 195

5.4.7 LED显示管理顶层电路实现 197

5.5 FPGA对LED显示器的控制 198

5.5.1 FPGA实现LED静态显示控制 198

5.5.2 FPGA实现LED动态显示控制 199

5.6　只读存储器 202

5.7　二进制振幅键控（ASK）调制器与解调器设计 203

5.7.1　ASK调制电路的VHDL程序 205

5.7.2　ASK解调电路的VHDL程序 207

5.8　数字密码锁的设计 209

5.9　多功能波形发生器的设计 212

5.9.1 多功能波形发生器的设计要求及系统组成 212

5.9.2 系统的软件部分设计 215

第6章　MATLAB/DSP Builder硬件模块设计 225

6.1 DSP Builder元件库简介 227

6.2 FSK调制器设计 230

6.2.1　建立设计模型 230

6.2.2 Simulink模型仿真 234

6.2.3 SignalCompiler使用方法 236

6.2.4　使用Quartus Ⅱ实现时序仿真 237

6.2.5　使用Quartus Ⅱ硬件测试与硬件实现 238

6.3　直接数字合成DDS设计 238

6.3.1　直接数字合成DDS基本原理 238

6.3.2　用DSP Builder设计DDS 240

6.4 AM调制器设计 242

6.4.1 AM调制原理 242

6.4.2 AM调制器参数设置 244

6.5 FSK硬件环HIL仿真设计 246

6.6　使用FIR IP Core设计FIR滤波器 250

第7章　SOPC技术入门 255

7.1 SOPC技术简介 255

7.2 Nios Ⅱ嵌入式软核概况 257

7.3 SOPC Builder简介 259

7.4　基于Nios Ⅱ的工程的创建与实现 260

7.5　典型Nios Ⅱ系统的创建 267

7.6　简单的片上可编程系统举例 272

7.7　利用ModelSim仿真 275

7.8　嵌入式操作系统 278

参考文献 283