第一部分 基于FPGA的数字电路与系统设计 3
第1章 FPGA结构、可重构结构、嵌入模块和设计工具 3
1.1 介绍FPGA 3
1.2 FPGA器件的基础 7
1.2.1 Xilinx FPGA的可配置逻辑模块 7
1.2.2 Altera FPGA的逻辑器件 10
1.3 嵌入模块 11
1.3.1 嵌入存储器 12
1.3.2 嵌入DSP模块 15
1.4 时钟分配和复位 17
1.5 设计工具 19
1.6 执行和原型机 24
1.7 基于FPGA的电路和系统的交互 29
参考文献 35
第2章 基于FPGA器件的综合VHDL 37
2.1 介绍VHDL 37
2.2 数据类型、对象和操作数 43
2.3 组合进程和时序进程 48
2.3.1 组合进程 49
2.3.2 时序进程 52
2.4 函数、进程和模块 56
2.5 类和生成 62
2.6 库、包和文件 67
2.7 行为仿真 72
2.8 原型机 76
参考文献 78
第3章 设计技术 80
3.1 组合电路 80
3.1.1 译码器 83
3.1.2 解码器 83
3.1.3 多路复用器 84
3.1.4 比较器 85
3.1.5 算术电路 85
3.1.6 桶形移位器 86
3.2 顺序电路 86
3.2.1 寄存器 86
3.2.2 移位寄存器 87
3.2.3 计数器 87
3.2.4 有累加器的算术电路 88
3.3 有限状态机 89
3.4 基于FPGA电路和系统的优选 92
3.4.1 高并行性的基于网络的解决方案 93
3.4.2 硬件加速器 98
3.4.3 块化分层FSM运行的并行算法 98
3.5 并行排序的设计实例 99
3.6 并行搜索的设计实例 104
3.7 并行计数器的设计实例 109
3.8 计数网络的设计实例 112
3.9 基于LUT的汉明权重计数器／比较器的设计实例 115
3.10 向量操作的设计实例 121
参考文献 125
第4章 嵌入模块和系统设计 127
4.1 IP芯片 127
4.2 嵌入DSP 136
4.3 FPGA交互 141
4.3.1 Digilent并行端口接口 141
4.3.2 UART接口 149
4.4 软硬件协同设计和协同仿真 160
4.4.1 Digilent并行接口的软硬件协同设计 161
4.4.2 UART接口的软硬件协同设计 168
4.5 可编程片上系统 177
参考文献 181
第5章 基于层次和并行技术规范 182
5.1 模块化层次结构规范 182
5.2 层次有限状态机 186
5.2.1 具有明确模块的HFSM的HDL模板 187
5.2.2 具有不明确模块的HFSM的HDL模板 195
5.3 HFSM的综合 196
5.3.1 具有明确模块的HFSM的综合 196
5.3.2 具有不明确模块的HFSM的综合 203
5.4 并行规范和并行HFSM 204
5.5 基于HFSM模型的软件程序的硬件执行 212
5.6 嵌入式或分布式栈存储器 215
5.7 优化技术 217
5.7.1 层次返回 217
5.7.2 HGS的多入口点 219
5.7.3 快栈解除 219
5.8 实际应用 219
参考文献 225
第二部分 基于FPGA电路和系统的有限状态机的优化方法 231
第6章 Moore FSM逻辑电路的硬件减少 231
6.1 现有方法的一般特点 231
6.2 Moore FSM中的目标转换 237
6.3 Moore FSM的状态代码扩展式 241
6.4 替代逻辑条件综合Moore FSM 248
参考文献 252
第7章 嵌入存储模块设计FSM 254
7.1 Mealy和Moore FSM的简单执行 254
7.2 FSM的结构解体 259
7.3 解码微操作集设计Mealy FSM 262
7.4 解码兼容微操作域设计Mealy FSM 265
7.5 解码结构表行设计MealyFSM 267
7.6 基于MooreFSM的伪等状态优化BIMF 272
参考文献 276
第8章 优化具有嵌入存储块的FSM 278
8.1 MP Mealy FSM的简单执行 278
8.2 LUTer的优化 285
8.3 基于伪等状态优化LUTer 290
8.4 基于微操作集编码优化LUTer 299
参考文献 306
第9章 操作实现转换的FSM 307
9.1 转换操作执行的概念 307
9.2 转换可操作生成的FSM组织 309
9.3 FSM设计实例 312
9.4 具有OAT的FSM的综合进程结构表达 315
9.4.1 具有OAT的FSM的综合进程的基本结构 316
9.4.2 改良综合进程的基本结构 317
9.5 转换操作自动化组织 319
9.5.1 操作自动化的典型结构模型 319
9.5.2 OAT的组织特性 320
9.5.3 OAT组成部分的组织 320
9.6 有转换操作增补集的FSM的综合方法 322
9.7 有OAT的FSM的有效性研究 326
参考文献 330
附录 331
附录A本书使用的VHDL结构和其他支持材料 331
参考文献 352
附录B代码实例 353
参考文献 375