FPGA系统设计与实例PDF电子书下载

第1章EDA技术与可编程逻辑器件 1

1.1 EDA技术概述 1

1.1.1 VHDL硬件描述语言 1

1.1.2 EDA工具开发流程 2

1.1.3 EDA的发展趋势 3

1.2可编程逻辑器件概述 4

1.2.1基于乘积项的CPLD结构与工作原理 5

1.2.2基于查找表（Look-Up-Table）的FPGA结构与工作原理 7

1.2.3其他类型的FPGA、CPLD及工程选择 10

1.3 FPGA/CPLD测试技术 11

1.4 CPLD和FPGA的编程与配置 13

1.4.1利用ByteBlasterⅡ并口下载电缆进行配置 13

1.4.2利用ByteBlasterMV并口下载电缆进行配置 18

1.4.3利用MasterBlaster串行／USB通信电缆进行配置 20

1.4.4利用BitBlaster串行下载电缆进行配置 21

1.4.5利用FPGA的专用芯片进行配置 22

1.4.6使用单片机配置FPGA 25

1.4.7使用CPLD配置FPGA 27

第2章 硬件描述语言VHDL 29

2.1 VHDL的特点 29

2.2 VHDL语言程序结构 31

2.2.1 VHDL库 32

2.2.2 VHDL程序包 34

2.2.3实体 35

2.2.4结构体 37

2.2.5配置 38

2.3 VHDL语言中的数据对象与数据类型 41

2.3.1数据对象 41

2.3.2数据类型 44

2.4基本词法单元与操作符 52

2.4.1 VHDL语言中的词法单元包括注释、数字、字符、字符串和位串 52

2.4.2 VHDL语言中的操作符 54

2.5 VHDL基本语句 59

2.5.1并行语句 59

2.5.2顺序语句 69

2.6 VHDL语言与硬件电路的对应 77

2.6.1组合逻辑电路的VHDL描述 77

2.6.2时序逻辑电路的VHDL描述 85

2.7有限状态机 92

2.7.1一般状态机的设计 93

2.7.2 Moore型有限状态机的设计 96

2.7.3 Mealy型有限状态机的设计 104

2.7.4状态编码及剩余状态处理 105

第3章QuartusⅡ功能及应用 110

3.1 QuartusⅡ的设计流程 110

3.1.1设计输入 110

3.1.2综合 111

3.1.3布局布线 112

3.1.4时序分析 112

3.1.5仿真 113

3.1.6编程和配置 113

3.1.7调试 114

3.1.8系统级设计 115

3.2原理图设计方法 116

3.2.1建立Quartus Ⅱ工程文件 116

3.2.2源文件原理图的输入 120

3.2.3时序仿真 123

3.3 VHDL文本输入设计及引脚设置、下载和硬件测试 126

3.3.1 VHDL文本输入设计方法 126

3.3.2引脚设置、下载和硬件测试 127

3.3.3对配置器件的编程下载 130

3.4顶层电路的设计 130

3.5 LPM参数化宏功能模块与IP的应用 133

3.5.1宏模块应用实例 134

3.5.2在系统存储器数据读写编辑器的应用 142

3.5.3其他存储器模块的定制与应用 144

3.5.4 LPM嵌入式锁相环的调用 150

3.5.5 IP核的使用 153

3.6 Signal TapⅡ嵌入式逻辑分析仪的使用 159

3.6.1 Signal TapⅡ使用实例 160

3.6.2 Signal TapⅡ的触发信号的编辑 165

3.7多种LPM模块应用实例 166

第4章 基于VHDL的简单电路的设计 168

4.1 DAC0832接口电路 168

4.1.1 DAC0832接口电路及功能 168

4.1.2 DAC0832接口电路的程序设计 170

4.2 LCD显示器的控制电路 171

4.2.1 MDLS系列液晶显示模块 171

4.2.2显示模块驱动电路的程序设计 174

4.3 LED显示器的控制电路 176

4.3.1 LED静态显示控制电路 176

4.3.2 LED动态显示控制电路 178

4.4分频器的设计 180

4.4.1整数分频器 180

4.4.2非整数分频器 183

4.4.3可控分频器的设计 185

4.5并行脉冲控制电路 191

4.6二进制振幅键控（ASK）调制器与解调器 196

4.6.1二进制振幅键控（ASK）调制器与解调器原理 196

4.6.2 ASK调制电路的VHDL程序 198

4.6.3 ASK解调电路的VHDL程序 200

第5章基于VHDL的应用电路的设计 202

5.1交通控制灯 202

5.1.1系统设计要求 202

5.1.2系统设计方案 202

5.1.3交通控制灯各模块电路的设计 203

5.1.4顶层电路的设计 209

5.2数字秒表 212

5.2.1系统设计要求及设计方案 212

5.2.2各部分模块的设计 212

5.2.3顶层电路的设计 220

5.3智力抢答器 221

5.3.1系统设计要求及设计方案 221

5.3.2系统组成及工作原理 221

5.3.3抢答器各模块的VHDL程序设计 223

5.3.4系统仿真分析 228

5.4电子密码锁 230

5.4.1系统设计要求 230

5.4.2电子密码锁的总体结构 231

5.4.3密码锁各部分电路模块的设计 231

5.4.4密码锁的顶层电路设计 238

5.5 PPM（脉冲位置调制）基带系统 239

5.5.1 PPM基带系统组成框图 239

5.5.2 PPM信号产生电路的设计 239

5.5.3 PPM信号解调器的设计 244

5.5.4 PPM基带系统的顶层电路及仿真 245

5.6 PS/2键盘通信控制电路 246

5.6.1 PS/2键盘通信协议原理 246

5.6.2 PS/2键盘通信控制电路中各模块电路的设计 250

5.6.3系统综合电路及仿真 258

第6章 基于FPGA的综合电路的设计 260

6.1 PWM直流电机控制电路 260

6.1.1直流电机原理 260

6.1.2直流电机驱动电路 260

6.1.3基于FPGA的PWM直流电机控制电路的设计 262

6.2等精度数字频率计 273

6.2.1测量原理 273

6.2.2系统整体设计方案 274

6.2.3频率计测频电路各模块电路的设计 276

6.2.4频率计测频电路的顶层电路设计 282

6.3 LC压控振荡器 284

6.3.1系统总体方案 285

6.3.2 FPGA测控专用芯片各功能模块的设计 289

6.3.3 FPGA测控专用芯片总体电路的设计 294

6.4低频数字相位测量仪 295

6.4.1总体设计原理 295

6.4.2数据采集电路的设计 301

6.5出租车计价器 308

6.5.1系统的要求与系统设计方案 308

6.5.2 FPGA测控电路的设计 313

6.6多功能波形发生器 324

6.6.1多功能波形发生器的设计要求及系统组成 325

6.6.2 FPGA电路的设计 328