數(shù)字設(shè)計(jì)FPGA應(yīng)用
定 價(jià)：69 元
叢書名：普通高等教育“十三五”電子信息工程專業(yè)規(guī)劃教材 新形態(tài)教材
- 作者：姜書艷，陳學(xué)英，黃志奇主編
- 出版時(shí)間：2018/6/1
- ISBN：9787030566171
- 出 版 社：科學(xué)出版社
- 中圖法分類：TP332.1
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- 紙張：
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本書作為“數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)及應(yīng)用”課程的實(shí)踐教程，從數(shù)字設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)器件到系統(tǒng)組成、從器件的內(nèi)部原理與實(shí)現(xiàn)到數(shù)字系統(tǒng)的組成原理與設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，采用由淺入深、層層遞進(jìn)的實(shí)踐教學(xué)體系，引導(dǎo)學(xué)生從輕松入門到靈活設(shè)計(jì)開發(fā)的興趣，有效地實(shí)現(xiàn)了理論基礎(chǔ)與設(shè)計(jì)實(shí)踐的結(jié)合。書中使用的口袋實(shí)驗(yàn)平臺(tái)具有小巧、強(qiáng)大與便攜性的特點(diǎn)，可隨時(shí)激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造激情，隨地展現(xiàn)出他們的想法、成果，從而有效地培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立動(dòng)手能力、理論聯(lián)系實(shí)際能力及實(shí)踐創(chuàng)新能力�！禕R》 本書在編寫過程中，引入了新形態(tài)教材理念，將相關(guān)章節(jié)的內(nèi)容與數(shù)字化講解相配合，通過掃描二維碼獲得數(shù)字資源，使學(xué)習(xí)者對(duì)講述的內(nèi)容有更深入的理解。
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目錄
第1章 數(shù)字設(shè)計(jì)概述及FPGA 1
1.1 數(shù)字設(shè)計(jì)概述 1
1.1.1 數(shù)字設(shè)計(jì)基本概念 1
1.1.2 數(shù)字設(shè)計(jì)基本模型 1
1.1.3 數(shù)字設(shè)計(jì)基本結(jié)構(gòu) 2
1.2 FPGA概述 2
1.2.1 FPGA基本概念 2
1.2.2 FPGA基本結(jié)構(gòu) 3
1.2.3 FPGA主要生產(chǎn)廠商 4
1.2.4 開發(fā)平臺(tái)FPGA芯片介紹 7
1.3 基于FPGA的數(shù)字設(shè)計(jì)方法 9
1.3.1 設(shè)計(jì)流程 9
1.3.2 基本設(shè)計(jì)方法 12
第2章 數(shù)字設(shè)計(jì)硬件開發(fā)平臺(tái)BASYS2與BASYS3 13
2.1 FPGA設(shè)計(jì)開發(fā)平臺(tái)簡介 13
2.1.1 FPGA設(shè)計(jì)開發(fā)平臺(tái)基本性能與組成結(jié)構(gòu) 13
2.1.2 BASYS2與BASYS3基本結(jié)構(gòu) 13
2.1.3 BASYS2與BASYS3實(shí)物描述 14
2.2 BASYS2設(shè)計(jì)開發(fā)平臺(tái) 14
2.2.1 BASYS2開發(fā)板性能 14
2.2.2 BASYS2基本配置 14
2.2.3 BASYS2功能詳述 16
2.3 BASYS3實(shí)驗(yàn)平臺(tái)簡介 23
2.3.1 BASYS3開發(fā)板性能 23
2.3.2 BASYS3基本配置 23
2.3.3 BASYS3功能詳述 24
第3章 數(shù)字設(shè)計(jì)軟件開發(fā)環(huán)境Xilinx ISE 30
3.1 Xilinx ISE集成開發(fā)環(huán)境介紹 30
3.2 Xilinx ISE 14.7軟件安裝 31
3.3 Xilinx ISE設(shè)計(jì)流程概述 43
3.3.1 新建工程 43
3.3.2 新建設(shè)計(jì)源文件 45
3.3.3 設(shè)計(jì)文件綜合 46
3.3.4 設(shè)計(jì)文件仿真 49
3.3.5 工程實(shí)現(xiàn) 53
3.4 Vivado集成開發(fā)環(huán)境介紹 55
3.5 Vivado軟件安裝 56
3.6 Vivado設(shè)計(jì)流程概述 58
3.7 利用Vivado進(jìn)行功能仿真 74
第4章 數(shù)字設(shè)計(jì)FPGA開發(fā)語言HDL 80
4.1 HDL概述 80
4.2 VHDL 80
4.2.1 基本結(jié)構(gòu) 80
4.2.2 語言要素 95
4.2.3 基本語句 115
4.2.4 基本描述方法 138
4.3 Verilog語言 141
4.3.1 基本結(jié)構(gòu) 142
4.3.2 語言要素 143
4.3.3 基本語句 154
4.3.4 任務(wù)與函數(shù) 163
4.3.5 編譯預(yù)處理 172
4.4 HDL程序設(shè)計(jì)實(shí)例 175
第5章 數(shù)字設(shè)計(jì)組合邏輯FPGA基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn) 178
5.1 二選一多路選擇器實(shí)驗(yàn) 178
5.1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?178
5.1.2 實(shí)驗(yàn)任務(wù) 178
5.1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 178
5.1.4 實(shí)驗(yàn)原理 178
5.1.5 實(shí)驗(yàn)過程 178
5.1.6 預(yù)習(xí)要求 180
5.1.7 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 180
5.2 3-8譯碼器實(shí)驗(yàn) 180
5.2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?180
5.2.2 實(shí)驗(yàn)任務(wù) 180
5.2.3 實(shí)驗(yàn)原理 180
5.2.4 實(shí)驗(yàn)過程 181
5.2.5 預(yù)習(xí)要求 183
5.2.6 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 183
5.3 8-3優(yōu)先編碼器實(shí)驗(yàn) 184
5.3.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?184
5.3.2 實(shí)驗(yàn)任務(wù) 184
5.3.3 實(shí)驗(yàn)原理 184
5.3.4 實(shí)驗(yàn)過程 185
5.3.5 預(yù)習(xí)要求 188
5.3.6 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 189
5.4 七段顯示譯碼器實(shí)驗(yàn) 189
5.4.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?189
5.4.2 實(shí)驗(yàn)任務(wù) 189
5.4.3 實(shí)驗(yàn)原理 189
5.4.4 實(shí)驗(yàn)過程 190
5.4.5 預(yù)習(xí)要求 193
5.4.6 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 193
5.5 兩位二進(jìn)制比較器實(shí)驗(yàn) 193
5.5.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?193
5.5.2 實(shí)驗(yàn)任務(wù) 193
5.5.3 實(shí)驗(yàn)原理 194
5.5.4 實(shí)驗(yàn)過程 194
5.5.5 預(yù)習(xí)要求 196
5.5.6 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 197
5.6 八位二進(jìn)制加法器實(shí)驗(yàn) 197
5.6.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?197
5.6.2 實(shí)驗(yàn)任務(wù) 197
5.6.3 實(shí)驗(yàn)原理 197
5.6.4 實(shí)驗(yàn)過程 198
5.6.5 預(yù)習(xí)要求 204
5.6.6 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 204
5.7 簡單算術(shù)邏輯單元實(shí)驗(yàn) 205
5.7.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?205
5.7.2 實(shí)驗(yàn)任務(wù) 205
5.7.3 實(shí)驗(yàn)原理 205
5.7.4 實(shí)驗(yàn)過程 205
5.7.5 預(yù)習(xí)要求 210
5.7.6 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 210
第6章 數(shù)字設(shè)計(jì)時(shí)序邏輯FPGA基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn) 211
6.1 帶預(yù)置的D觸發(fā)器實(shí)驗(yàn) 211
6.1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?211
6.1.2 實(shí)驗(yàn)任務(wù) 211
6.1.3 實(shí)驗(yàn)原理 211
6.1.4 實(shí)驗(yàn)過程 211
6.1.5 預(yù)習(xí)要求 213
6.1.6 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 214
6.2 計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn) 214
6.2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?214
6.2.2 實(shí)驗(yàn)任務(wù) 214
6.2.3 實(shí)驗(yàn)原理 214
6.2.4 實(shí)驗(yàn)過程 214
6.2.5 預(yù)習(xí)要求 217
6.2.6 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 218
6.3 分頻器實(shí)驗(yàn) 218
6.3.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?218
6.3.2 實(shí)驗(yàn)任務(wù) 218
6.3.3 實(shí)驗(yàn)原理 218
6.3.4 實(shí)驗(yàn)過程 218
6.3.5 預(yù)習(xí)要求 223
6.3.6 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 223
6.4 寄存器實(shí)驗(yàn) 223
6.4.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?223
6.4.2 實(shí)驗(yàn)任務(wù) 223
6.4.3 實(shí)驗(yàn)原理 223
6.4.4 實(shí)驗(yàn)過程 224
6.4.5 預(yù)習(xí)要求 226
6.4.6 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 227
6.5 移位寄存器實(shí)驗(yàn) 227
6.5.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?227
6.5.2 實(shí)驗(yàn)任務(wù) 227
6.5.3 實(shí)驗(yàn)原理 227
6.5.4 實(shí)驗(yàn)過程 227
6.5.5 預(yù)習(xí)要求 230
6.5.6 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 230
6.6 序列信號(hào)發(fā)生器實(shí)驗(yàn) 230
6.6.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?230
6.6.2 實(shí)驗(yàn)任務(wù) 230
6.6.3 實(shí)驗(yàn)原理 230
6.6.4 實(shí)驗(yàn)過程 231
6.6.5 預(yù)習(xí)要求 234
6.6.6 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 234
6.7 序列信號(hào)檢測(cè)器實(shí)驗(yàn) 234
6.7.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?234
6.7.2 實(shí)驗(yàn)任務(wù) 234
6.7.3 實(shí)驗(yàn)原理 234
6.7.4 實(shí)驗(yàn)過程 235
6.7.5 預(yù)習(xí)要求 238
6.7.6 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 238
6.8 四位數(shù)據(jù)掃描顯示實(shí)驗(yàn) 238
6.8.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?238
6.8.2 實(shí)驗(yàn)任務(wù) 239
6.8.3 實(shí)驗(yàn)原理 239
6.8.4 實(shí)驗(yàn)過程 239
6.8.5 預(yù)習(xí)要求 244
6.8.6 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 244
6.9 八位二進(jìn)制-BCD碼轉(zhuǎn)換器實(shí)驗(yàn) 244
6.9.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?244
6.9.2 實(shí)驗(yàn)任務(wù) 244
6.9.3 實(shí)驗(yàn)原理 245
6.9.4 實(shí)驗(yàn)過程 245
6.9.5 預(yù)習(xí)要求 250
6.9.6 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 250
第7章 數(shù)字系統(tǒng)FPGA設(shè)計(jì)實(shí)例 251
7.1 汽車轉(zhuǎn)向燈控制器設(shè)計(jì) 251
7.1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)與指標(biāo) 251
7.1.2 設(shè)計(jì)原理與方案 251
7.1.3 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 251
7.2 洗衣機(jī)控制器設(shè)計(jì) 254
7.2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)與指標(biāo) 254
7.2.2 設(shè)計(jì)原理與方案 254
7.2.3 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 255
7.3 交通燈控制器設(shè)計(jì) 263
7.3.1 設(shè)計(jì)任務(wù)與指標(biāo) 263
7.3.2 設(shè)計(jì)原理與方案 264
7.3.3 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 265
7.4 拔河游戲設(shè)計(jì) 276
7.4.1 設(shè)計(jì)任務(wù)與指標(biāo) 276
7.4.2 設(shè)計(jì)原理與方案 276
7.4.3 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 277
7.5 猜數(shù)游戲設(shè)計(jì) 285
7.5.1 設(shè)計(jì)任務(wù)與指標(biāo) 285
7.5.2 設(shè)計(jì)原理與方案 286
7.5.3 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 286
7.6 智力搶答器設(shè)計(jì) 294
7.6.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?294
7.6.2 設(shè)計(jì)任務(wù)與指標(biāo) 294
7.6.3 設(shè)計(jì)原理與方案 295
7.6.4 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 296
第8章 挑戰(zhàn)性項(xiàng)目設(shè)計(jì) 307
8.1 周期計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì) 307
8.1.1 挑戰(zhàn) 307
8.1.2 背景與描述 307
8.1.3 論證 307
8.2 可編程方波發(fā)生器設(shè)計(jì) 308
8.2.1 挑戰(zhàn) 308
8.2.2 背景與描述 308
8.2.3 論證 309
8.3 網(wǎng)絡(luò)路由器設(shè)計(jì) 309
8.3.1 挑戰(zhàn) 309
8.3.2 背景與描述 309
8.3.3 論證 310
8.4 安全系統(tǒng) 310
8.4.1 挑戰(zhàn) 310
8.4.2 背景與描述 310
8.4.3 論證 311
8.5 譯碼器及多路選擇器的應(yīng)用 311
8.5.1 挑戰(zhàn) 311
8.5.2 背景與描述 312
8.5.3 論證 312
8.6 樂器演奏控制設(shè)計(jì) 313
8.6.1 挑戰(zhàn) 313
8.6.2 背景與描述 313
8.6.3 論證 314
8.7 矩陣鍵盤接口設(shè)計(jì) 314
8.7.1 挑戰(zhàn) 314
8.7.2 背景與描述 314
8.7.3 論證 315
8.8 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì) 315
8.8.1 挑戰(zhàn) 315
8.8.2 背景與挑戰(zhàn) 315
8.8.3 論證 316
8.9 卡式電話計(jì)費(fèi)器 317
8.9.1 挑戰(zhàn) 317
8.9.2 背景與描述 317
8.9.3 論證 318
8.10 數(shù)字鐘設(shè)計(jì) 318
8.10.1 挑戰(zhàn) 318
8.10.2 背景與描述 318
8.10.3 論證 319
參考文獻(xiàn) 320
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