第1章 绪论 1
1.1 可编程逻辑器件介绍 1
1.2 FPGA/CPLD设计入门 5
1.2.1 FPGA/CPLD设计的基本方法 5
1.2.2 FPGA/CPLD设计的基本流程 6
1.3 基于可编程技术的计算机系统实验方法 8
第2章 可编程技术初步与实验环境 10
2.1 VHDL基础 10
2.1.1 VHDL简介 10
2.1.2 VHDL语言基础 11
2.1.3 VHDL基本结构 18
2.1.4 VHDL主要功能语句 22
2.1.5 基本VHDL程序分析 31
2.2 Quartus Ⅱ软件入门 43
2.2.1 设计流程 43
2.2.2 Quartus Ⅱ设计输入 49
2.2.3 综合 53
2.2.4 布局布线 57
2.2.5 基于模块的设计 59
2.2.6 仿真 60
2.2.7 时序分析器 63
2.2.8 时序逼近 65
2.2.9 功耗分析 66
2.2.10 编程和配置 67
2.2.11 调试 69
2.2.12 工程改革管理 71
2.2.13 形式验证 73
2.2.14 系统级设计 73
2.3 FPGA实验开发平台简介 75
2.3.1 康芯GW48-CP＋＋实验开发系统 76
2.3.2 实验系统的主板结构和使用方法 77
2.3.3 实验系统电路结构图 84
2.3.4 实验系统引脚分配表 93
2.3.5 实验台电路结构选择与引脚锁定方法 95
第3章 可编程技术实验设计 102
3.1 可编程技术基础实验 102
3.1.1 熟悉FPGA软硬件开发环境 102
3.1.2 利用VHDL设计十进制加法计数器 123
3.1.3 利用原理图设计2-4译码器 135
3.1.4 Altera元器件库宏功能模块 144
3.1.5 元器件自定义与使用 148
3.1.6 利用原理图层次化方法设计1位全加器 152
3.1.7 Quartus Ⅱ的混合输入及层次化设计 155
3.2 可编程技术实验常见问题与解决方法 158
3.2.1 Quartus Ⅱ软件使用常见问题与解决方法 158
3.2.2 “编译”过程常见问题与解决方法 158
3.2.3 “仿真”过程常见问题与解决方法 159
3.2.4 “编程下载”过程常见问题与解决方法 160
3.2.5 “实验台操作”过程常见问题与解决方法 161
第4章 组合逻辑电路实验设计 162
4.1 组合逻辑电路设计方法 162
4.1.1 组合逻辑电路的特点 162
4.1.2 组合逻辑电路的设计方法 162
4.2 基本门电路实验 163
4.3 典型组合电路实验 166
4.3.1 半加器 166
4.3.2 全加器 168
4.3.3 全加／全减器 170
4.3.4 多数表决电路 174
4.3.5 比较电路 177
4.4 可靠性编码电路实验 182
4.4.1 偶校验发生器、检测器电路 182
4.4.2 步进码发生器电路 186
4.5 编、译码及代码转换电路实验 189
4.5.1 3-8线译码器电路 190
4.5.2 余三码编码器电路 193
4.5.3 余三码到8421码转换电路 197
4.5.4 显示译码器电路 200
第5章 时序逻辑电路实验设计 205
5.1 时序逻辑电路设计方法 205
5.1.1 时序逻辑电路的特点 205
5.1.2 时序逻辑电路的表示方法 205
5.1.3 时序逻辑电路的设计方法与步骤 206
5.2 触发器及其功能测试实验 207
5.2.1 基本触发器电路 207
5.2.2 时钟触发器电路 210
5.3 寄存器及其应用实验 215
5.3.1 数据寄存器 215
5.3.2 移位寄存器 218
5.3.3 双向移位寄存器 221
5.4 计数器实验 224
5.4.1 异步模8加1计数器电路 224
5.4.2 异步模6加1计数器电路 228
5.4.3 BCD8421码同步计数器电路 231
5.4.4 4位扭环形同步计数器电路 235
5.4.5 模10指定规律同步计数器电路 239
5.5 脉冲信号电路实验 242
5.5.1 序列信号发生器电路 242
5.5.2 序列信号检测器电路 246
第6章 计算机部件实验设计 250
6.1 运算器实验 250
6.2 存储器实验 254
6.2.1 ROM实验 255
6.2.2 RAM实验 260
6.2.3 FIFO实验 265
6.3 时序电路实验 267
6.4 程序计数器与地址寄存器（PC_AR）实验 271
6.5 总线传输实验 274
第7章 计算机组成实验设计 278
7.1 基本模型机系统实验 278
7.1.1 基本模型机系统原理 278
7.1.2 微控制器设计 288
7.1.3 基本模型机系统设计 294
7.2 带移位运算的模型机系统实验 300
7.3 复杂模型机系统实验 305
第8章 基于Nios Ⅱ的SOPC实验设计 314
8.1 SOPC介绍 314
8.1.1 SOPC概念及特点 314
8.1.2 Nios Ⅱ介绍 315
8.1.3 基于Nios Ⅱ的SOPC开发流程 315
8.2 Nios Ⅱ基础实验 317
8.3 基于Nios Ⅱ的电机控制实验 333
第9章 基于FPGA的综合性实验设计 336
9.1 十进制数字频率计 336
9.2 洗衣机控制器 342
9.3 复印机控制器 344
9.4 汽车灯控制器 347
9.5 电风扇控制器 350
9.6 自动售货机控制器 352
9.7 密码锁 356
9.8 智能交通灯控制器 361
9.9 数字电子时钟 368
9.10 IC卡计费器 374
参考文献 385