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第一部分　基础普及 3

笔记1 初识FPGA 3

一、关于FPGA的一些基本概念 3

二、关于FPGA的基本结构 4

笔记2　应用领域 6

一、逻辑粘合与实时控制 6

二、信号处理与协议实现 7

三、片上系统 7

笔记3　开发流程 9

一、需求分析到模块划分 10

二、设计输入到综合优化 10

三、实现到时序收敛 11

四、仿真测试到板级调试 11

第二部分　设计技巧 17

笔记4　基本语法 17

一、可综合的Verilog语法子集 17

二、if…else与case语句分析 18

三、Verilog代码优化之for语句 27

四、inout用法浅析 30

五、从Technology Map Viewer看4输入LUT 30

六、关于注释 32

七、解读Verilog代码的一点经验 33

笔记5　漫谈状态机设计 34

一、状态机的基本概念 34

二、三种不同状态机写法 35

笔记6　复位设计 43

一、异步复位与同步复位 43

二、复位与亚稳态 45

三、异步复位、同步释放 46

四、PLL配置后的复位设计 47

笔记7 FPGA重要设计思想及工程应用 50

一、速度和面积互换原则 50

二、乒乓操作及串／并转换设计 51

三、流水线设计 52

四、逻辑复制与模块复用 54

五、模块化设计 55

六、时钟设计技巧 59

笔记8　基于FPGA的跨时钟域信号处理 62

一、同步设计思想 63

二、单向控制信号检测 67

三、专用握手信号 69

四、搞定亚稳态 72

五、借助于存储器 76

笔记9　经验点滴 79

一、复用引脚，陷阱多多 79

二、被综合掉的寄存器 80

三、Cyclone器件全局时钟尽在掌控 81

四、M4K使用率 85

第三部分 仿真测试 89

笔记10 简单的Testbench设计 89

一、Testbench的基本概念 89

二、简单Testbench的搭建 90

笔记11 Testbench书写技巧 93

一、封装有用的子程序 93

二、关于变量的定义 95

三、HDL的并行性 96

四、结构化Testbench 96

五、读／写紊乱状态 102

六、防止同时调用task 104

笔记12 测试用例设计 106

一、模拟串口自收发通信 106

二、乘法器全覆盖测试 111

三、可重用MCU读／写设计 115

第四部分 时序分析 121

笔记13 时序分析基础 121

一、静态时序分析的概念 121

二、时钟相关概念 122

三、数据传输路径分析 124

笔记14　基于ISE的时序约束 126

一、全局约束 126

二、分组与OFFSET约束 133

三、特定路径约束 138

四、达到时序收敛 140

笔记15　基于TimeQuest的时序分析 143

一、从Technology Map Viewer分析Clock Setup Slack 143

二、基于TimeQuest的reg2reg之Th分析 145

三、深入剖析I/O约束 147

四、添加时序例外 153

五、多周期约束的基本用法 155

六、Quartus Ⅱ流水线均衡负载设置实例 158

七、读SRAM时序约束分析 165

八、源同步接口的时序模型 167

九、recovery时序优化一例 172

十、基于Chip Planner的时序优化一例 177

第五部分　基础实验 185

笔记16　基于EPM240的入门实验 185

一、学习板简介 185

二、分频计数实验 188

三、按键消抖实验 189

四、Johnson计数器实验 193

五、数码管显示实验 194

六、乘法器设计实验 197

七、VGA接口实验 199

八、串口通信实验 200

九、PS/2键盘解码实验 202

十、I2C通信实验 205

十一、SRAM读／写实验 207

十二、MAX Ⅱ内部振荡时钟使用实例 209

十三、MAX Ⅱ的UFM模块使用实例 212

十四、Quartus Ⅱ调用ModelSim仿真实例 216

笔记17 基于EP1C3的进阶实验 222

一、开发板简介 222

二、AS和JTAG配置方式 225

三、基于74HC595的数码管实验 230

四、PLL配置仿真实验 232

五、基于FIFO的串口发送机设计 239

六、VGA字符显示实验 241

七、基于M4K块配置ROM的字符数据存储VGA显示实验 244

八、基于M4K块的单口RAM配置仿真实验 247

九、基于M4K块的移位寄存器配置仿真实验 249

十、基于SDRAM读／写的串口调试实验 251

第六部分 项目应用 259

笔记18 DIY逻辑分析仪 259

一、背景介绍 259

二、功能需求及模块划分 260

三、数据采集、触发及存储 263

四、基于VGA的显示界面设计 265

笔记19 DIY数码相框 268

一、背景介绍 268

二、功能需求及模块划分 269

三、SPI接口控制 272

四、SD卡数据存储结构与FAT16文件系统 274

五、SD卡初始化及读操作 284

六、SDRAM控制器设计 287

七、BMP格式图片显示 288

第七部分 网络杂文 299

笔记20 Xilinx网站资源导航 299

一、Xilinx软件介绍 300

二、软件版本和软件更新 301

三、软件教程 303

四、硬件资料 305

五、参考资源 306

六、问题解决 306

七、总结 307

笔记21 苦练基本功 308

一、datasheet要看原版 308

二、开发工具要熟练 309

三、焊接功底要扎实 309

四、不要厌烦写文档 310

笔记22 永远忠于年轻时的梦想 313

参考文献 316