Intel Quartus Prime數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計權(quán)威指南 :從數(shù)字邏輯、Verilog HDL 到復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)的實現(xiàn)
定 價:199 元
叢書名:英特爾FPGA中國創(chuàng)新中心系列叢書
- 作者:何賓
- 出版時間:2020/7/1
- ISBN:9787121391651
- 出 版 社:電子工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TP332.1
- 頁碼:808
- 紙張:
- 版次:01
- 開本:16開
本書以Intel公司的Quartus Prime Standard 18.1集成開發(fā)環(huán)境作為復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的平臺,以基礎(chǔ)的數(shù)字邏輯和數(shù)字電路知識為起點,以Intel公司的MAX 10 系列可編程邏輯器件和Verilog HDL為載體,詳細(xì)介紹了數(shù)字系統(tǒng)中基本邏輯單元的RTL描述方法。在此基礎(chǔ)上,實現(xiàn)了復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)、處理器系統(tǒng)、片上嵌入式系統(tǒng)、視頻圖像采集和處理系統(tǒng),以及數(shù);旌舷到y(tǒng)。全書共12張,內(nèi)容主要包括數(shù)字邏輯基礎(chǔ)、數(shù)字邏輯電路、可編程邏輯器件原理、Quartus Prime Standard 集成開發(fā)環(huán)境的原理圖設(shè)計流程、Quartus Prime 集成開發(fā)環(huán)境的HDL設(shè)計流程、Verilog HDL規(guī)范、基本數(shù)字邏輯單元的Verilog HDL描述、復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)、處理器核的原理及設(shè)計與進(jìn)階、片上嵌入式系統(tǒng)的構(gòu)建與實現(xiàn)、視頻圖像采集和處理系統(tǒng)的原理與實現(xiàn),以及數(shù)模混合系統(tǒng)的設(shè)計。
何賓,著名的嵌入式技術(shù)和EDA技術(shù)專家,長期從事電子信息技術(shù)方面的教學(xué)和科研工作,與全球多家知名的半導(dǎo)體廠商和EDA工具廠商大學(xué)計劃保持緊密合作。目前已經(jīng)出版電子信息技術(shù)方面的著作近70部,內(nèi)容涵蓋電路仿真、電路設(shè)計、可編程邏輯器件、數(shù)字信號處理、單片機、嵌入式系統(tǒng)、片上可編程系統(tǒng)等。典型的代表作有《模擬電子系統(tǒng)設(shè)計指南(基礎(chǔ)篇):從半導(dǎo)體、分立元件到TI集成電路的分析與實現(xiàn)》、《模擬電子系統(tǒng)設(shè)計指南(實踐篇):從半導(dǎo)體、分立元件到TI集成電路的分析與實現(xiàn)》、《Xilinx Zynq-7000嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)-基于ARM Cortex-A9雙核處理器和Vivado的設(shè)計方法(第2版)》、《Altium Designer17一體化設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)教程-從仿真原理和PCB設(shè)計到單片機系統(tǒng)》、《STC8系列單片機開發(fā)指南:面向處理器、程序設(shè)計和操作系統(tǒng)的分析與應(yīng)用》、《Xilinx FPGA數(shù)字信號處理系統(tǒng)設(shè)計指南-基于HDL、Simulink和HLS的實現(xiàn)》等。
第1章數(shù)字邏輯基礎(chǔ)
1.1數(shù)字邏輯的發(fā)展史
1.2SPICE仿真工具基礎(chǔ)
1.2.1SPICE的分析功能
1.2.2SPICE的分析流程
1.3開關(guān)系統(tǒng)
1.3.10和1的概念
1.3.2開關(guān)系統(tǒng)的優(yōu)勢
1.3.3晶體管作為開關(guān)
1.3.4半導(dǎo)體物理器件
1.3.5半導(dǎo)體邏輯電路
1.3.6邏輯電路符號
1.4半導(dǎo)體數(shù)字集成電路
1.4.1集成電路的發(fā)展
1.4.2集成電路構(gòu)成
1.4.3集成電路的版圖
1.5基本的邏輯門及其特性
1.5.1基本的邏輯門
1.5.2基本的邏輯門集成電路
1.5.3邏輯門電路的傳輸特性
1.5.4不同邏輯門之間的連接
1.6邏輯代數(shù)理論
1.6.1邏輯代數(shù)中的運算關(guān)系
1.6.2邏輯函數(shù)表達(dá)式
1.7邏輯表達(dá)式的化簡
1.7.1使用運算律化簡邏輯表達(dá)式
1.7.2使用卡諾圖化簡邏輯表達(dá)式
1.7.3不完全指定邏輯功能的化簡
1.7.4輸入變量的卡諾圖表示
1.8毛刺的產(chǎn)生及消除
1.9數(shù)字碼制的表示和轉(zhuǎn)換
1.9.1數(shù)字碼制表示
1.9.2數(shù)字碼制之間的轉(zhuǎn)換
第2章數(shù)字邏輯電路
2.1組合邏輯電路
2.1.1編碼器
2.1.2譯碼器
2.1.3碼轉(zhuǎn)換器
2.1.4多路選擇器
2.1.5數(shù)字比較器
2.1.6加法器
2.1.7減法器
2.1.8加法器/減法器
2.1.9乘法器
2.2時序邏輯電路
2.2.1時序邏輯電路的類型
2.2.2時序邏輯電路的特點
2.2.3基本SR鎖存器
2.2.4同步SR鎖存器
2.2.5D鎖存器
2.2.6D觸發(fā)器
2.2.7其他觸發(fā)器
2.2.8普通寄存器
2.2.9移位寄存器
2.3存儲器
2.3.1存儲器的分類
2.3.2存儲器的工作原理
2.3.3易失性存儲器
2.3.4非易失性存儲器
2.4有限自動狀態(tài)機
2.4.1有限自動狀態(tài)機原理
2.4.2狀態(tài)圖的表示及實現(xiàn)
2.4.3三位計數(shù)器設(shè)計與實現(xiàn)
第3章可編程邏輯器件原理
3.1可編程邏輯器件的發(fā)展歷史
3.2可編程邏輯器件的典型工藝
3.3簡單可編程邏輯器件的結(jié)構(gòu)
3.3.1PROM的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
3.3.2PAL的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
3.3.3PLA的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
3.4復(fù)雜可編程邏輯器件的結(jié)構(gòu)
3.4.1邏輯陣列塊
3.4.2宏單元
3.4.3擴展器乘積項
3.4.4可編程互聯(lián)陣列
3.4.5I/O控制塊
3.5現(xiàn)場可編程門陣列的結(jié)構(gòu)
3.5.1查找表結(jié)構(gòu)原理
3.5.2MAX 10系列的器件的特性
3.5.3邏輯陣列模塊
3.5.4嵌入式存儲器
3.5.5嵌入式乘法器
3.5.6時鐘和相位鎖相環(huán)
3.5.7通用I/O
3.5.8高速LVDS I/O
3.5.9外部存儲器接口
3.5.10模數(shù)轉(zhuǎn)換器
3.5.11配置方案
3.5.12用戶閃存
3.5.13電源管理
第4章Quartus Prime Standard集成開發(fā)環(huán)境的原理圖設(shè)計流程
4.1Quartus Prime Standard集成開發(fā)環(huán)境的概述
4.2Quartus Prime Standard集成開發(fā)環(huán)境的下載和安裝
4.3獲取Quartus Prime Standard集成開發(fā)環(huán)境的許可文件
4.4設(shè)計原理
4.5建立新的設(shè)計工程
4.6添加原理圖設(shè)計文件
4.7添加引腳約束文件
4.8生成編程文件并下載設(shè)計
第5章Quartus Prime集成開發(fā)環(huán)境的HDL設(shè)計流程
5.1Quartus Prime集成開發(fā)環(huán)境的設(shè)計流程
5.2設(shè)計原理
5.3建立新的設(shè)計工程
5.4創(chuàng)建Verilog HDL設(shè)計文件
5.5分析和綜合
5.5.1執(zhí)行分析和綜合過程
5.5.2查看分析和綜合報告
5.5.3查看分析和綜合的網(wǎng)表結(jié)構(gòu)
5.6行為仿真
5.6.1使用波形文件生成測試向量
5.6.2使用Verilog HDL生成測試向量
5.7添加約束條件
5.8設(shè)計的適配
5.8.1啟動設(shè)計的適配過程
5.8.2查看適配后的報告
5.8.3查看適配后的網(wǎng)表結(jié)構(gòu)
5.9時序分析
5.10設(shè)計的裝配
5.11設(shè)計的下載
5.12編程器件內(nèi)的存儲器
第6章Verilog HDL規(guī)范
6.1Verilog HDL的發(fā)展
6.2Verilog HDL的程序結(jié)構(gòu)
6.2.1模塊的聲明
6.2.2模塊中端口的定義
6.2.3邏輯功能的定義
6.3Verilog HDL的描述方式
6.3.1行為級描述
6.3.2數(shù)據(jù)流描述
6.3.3結(jié)構(gòu)級描述
6.3.4開關(guān)級描述
6.4Verilog HDL的要素
6.4.1注釋
6.4.2間隔符
6.4.3標(biāo)識符
6.4.4關(guān)鍵字
6.4.5系統(tǒng)任務(wù)和函數(shù)
6.4.6編譯器指令
6.4.7運算符
6.4.8數(shù)字
6.4.9字符串
6.4.10屬性
6.5Verilog HDL數(shù)據(jù)類型
6.5.1值的集合
6.5.2網(wǎng)絡(luò)和變量
6.5.3向量
6.5.4強度
6.5.5隱含聲明
6.5.6網(wǎng)絡(luò)類型
6.5.7寄存器類型
6.5.8整型、實數(shù)型、時間型和實時時間型變量的聲明
6.5.9數(shù)組
6.5.10參數(shù)
6.5.11Verilog HDL中的名字空間
6.6Verilog HDL中的表達(dá)式
6.6.1操作符
6.6.2操作數(shù)
6.6.3延遲表達(dá)式
6.6.4表達(dá)式的位寬
6.6.5有符號表達(dá)式
6.6.6分配和截斷
6.7Verilog HDL中的分配
6.7.1連續(xù)分配
6.7.2過程分配
6.8Verilog HDL的門級和開關(guān)級描述
6.8.1門和開關(guān)聲明
6.8.2邏輯門
6.8.3輸出門
6.8.4三態(tài)門
6.8.5MOS開關(guān)
6.8.6雙向傳輸開關(guān)
6.8.7CMOS開關(guān)
6.8.8pull門
6.9Verilog HDL用戶自定義原語
6.9.1UDP的定義
6.9.2組合邏輯電路的UDP
6.9.3電平觸發(fā)的時序UDP
6.9.4邊沿觸發(fā)的時序UDP
6.9.5邊沿和電平觸發(fā)的混合行為
6.10Verilog HDL行為級描述語句
6.10.1過程語句
6.10.2過程連續(xù)分配
6.10.3條件語句
6.10.4case語句
6.10.5循環(huán)語句
6.10.6過程時序控制
6.10.7語句塊
ⅩⅩ6.10.8結(jié)構(gòu)化的過程
6.11Verilog HDL中的任務(wù)和函數(shù)
6.11.1任務(wù)和函數(shù)的區(qū)別
6.11.2定義和使能任務(wù)
6.11.3禁止命名的塊和任務(wù)
6.11.4函數(shù)的聲明與調(diào)用
6.12Verilog HDL層次化結(jié)構(gòu)
6.12.1模塊和模塊例化
6.12.2覆蓋模塊參數(shù)值
6.12.3端口
6.12.4生成結(jié)構(gòu)
6.12.5層次化的名字
6.12.6向上名字引用
6.12.7范圍規(guī)則
6.13Verilog HDL設(shè)計配置
6.13.1配置格式
6.13.2庫
6.13.3配置例子
6.14Verilog HDL指定塊
6.14.1路徑的聲明
6.14.2為路徑分配延遲
6.14.3混合模塊路徑延遲和分布式延遲
6.14.4驅(qū)動布線邏輯
6.14.5脈沖過濾行為的控制
6.15Verilog HDL時序檢查
6.15.1使用一個穩(wěn)定窗口檢查時序
6.15.2時鐘和控制信號的時序檢查
6.15.3邊沿控制標(biāo)識符
6.15.4提示符:用戶定義對時序沖突的響應(yīng)
6.15.5使能帶有條件的時序檢查
6.15.6時序檢查中的矢量信號
6.15.7負(fù)時序檢查
6.16Verilog HDL SDF逆向注解
6.16.1SDF注解器
6.16.2映射SDF結(jié)構(gòu)到Verilog
6.16.3多個注解
6.16.4多個SDF文件
6.16.5脈沖限制注解
6.16.6SDF到Verilog延遲值映射
6.17Verilog HDL系統(tǒng)任務(wù)和函數(shù)
6.17.1顯示任務(wù)
6.17.2文件I/O任務(wù)和函數(shù)
6.17.3時間標(biāo)度任務(wù)
6.17.4仿真控制任務(wù)
6.17.5隨機分析任務(wù)
6.17.6仿真時間函數(shù)
6.17.7轉(zhuǎn)換函數(shù)
6.17.8概率分布函數(shù)
6.17.9命令行輸入
6.17.10數(shù)學(xué)函數(shù)
6.18Verilog HDL的VCD文件
6.18.1Vivado創(chuàng)建四態(tài)VCD文件
6.18.2Verilog源創(chuàng)建四態(tài)VCD文件
6.18.3四態(tài)VCD文件格式
6.19Verilog HDL編譯器指令
6.19.1`celldefine和`endcelldefine
6.19.2`default_nettype
6.19.3`define和`undef
6.19.4`ifdef、`else、`elsif、`endif、`ifndef
6.19.5`include
6.19.6`resetall
6.19.7`line
6.19.8 `timescale
6.19.9`unconnected_drive和`nounconnected_drive
6.19.10`pragma
6.19.11`begin_keywords和`end_keyword
6.20Verilog HDL(IEEE 1364—2005)關(guān)鍵字列表
第7章基本數(shù)字邏輯單元的Verilog HDL描述
7.1組合邏輯電路的Verilog HDL描述
7.1.1邏輯門的Verilog HDL描述
7.1.2編碼器的Verilog HDL描述
7.1.3譯碼器的Verilog HDL描述
7.1.4多路選擇器的Verilog HDL描述
7.1.5數(shù)字比較器的Verilog HDL描述
7.1.6總線緩沖器的Verilog HDL描述
7.2數(shù)據(jù)運算操作的Verilog HDL描述
7.2.1加法操作的Verilog HDL描述
7.2.2減法操作的Verilog HDL描述
7.2.3乘法操作的Verilog HDL描述
7.2.4除法操作的Verilog HDL描述
7.2.5算術(shù)邏輯單元的Verilog HDL描述
7.3時序邏輯電路的Verilog HDL描述
7.3.1觸發(fā)器和鎖存器的Verilog HDL描述
7.3.2計數(shù)器的Verilog HDL描述
7.3.3移位寄存器的Verilog HDL描述
7.3.4脈沖寬度調(diào)制的Verilog HDL描述
7.4存儲器的Verilog HDL描述
7.4.1ROM的Verilog HDL描述
7.4.2RAM的Verilog HDL描述
7.5有限自動狀態(tài)機的Verilog HDL描述
7.5.1FSM的設(shè)計原理
7.5.2FSM的應(yīng)用-序列檢測器的實現(xiàn)
7.5.3FSM的應(yīng)用-交通燈的實現(xiàn)
7.6算法狀態(tài)機的Verilog HDL描述
7.6.1算法狀態(tài)機的原理
7.6.2ASM到Verilog HDL的轉(zhuǎn)換
第8章復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)
8.1設(shè)計所用外設(shè)的原理
8.1.1LED的驅(qū)動原理
8.1.2開關(guān)的驅(qū)動原理
8.1.3按鍵的驅(qū)動原理
8.1.4七段數(shù)碼管的驅(qū)動原理
8.1.5VGA顯示器的原理
8.2系統(tǒng)中各個模塊的功能
8.3創(chuàng)建新的設(shè)計工程
8.4Verilog HDL復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計流程
8.4.1創(chuàng)建分頻管驅(qū)動模塊1(divclk1.v)
8.4.2創(chuàng)建分頻時鐘模塊2(divclk2.v)
8.4.3創(chuàng)建分頻時鐘模塊3(divclk3.v)
8.4.4創(chuàng)建呼吸流水燈模塊(pwm_led.v)
8.4.5創(chuàng)建七段數(shù)碼管驅(qū)動模塊(seg7display.v)
8.4.6創(chuàng)建VGA顯示驅(qū)動模塊
8.4.7創(chuàng)建頂層模塊(top.v)
8.5添加引腳約束條件
8.6設(shè)計的處理與下載
第9章處理器核的原理、設(shè)計與進(jìn)階
9.1簡單處理器核的設(shè)計原理
9.2簡單處理器核的設(shè)計與實現(xiàn)
9.2.1處理器核的設(shè)計
9.2.2處理器核的行為級仿真
9.2.3為處理器核添加引腳約束條件
9.2.4簡單處理器核設(shè)計的處理與驗證
9.3由簡單處理器核構(gòu)成處理器系統(tǒng)
9.4擴展處理器核的設(shè)計原理
9.5擴展處理器核的設(shè)計與實現(xiàn)
9.6添加七段數(shù)碼管控制器模塊
9.7添加狀態(tài)寄存器模塊
第10章片上嵌入式系統(tǒng)的構(gòu)建與實現(xiàn)
10.1片上嵌入式系統(tǒng)的概念
10.1.1Cortex-M的片上系統(tǒng)的優(yōu)勢
10.1.2不同類型的Arm處理器
10.1.3Arm的DesignStart計劃
10.2AMBA
10.2.1AMBA的特性
10.2.2AMBA的歷史
10.3AHB
10.3.1不同版本的AHB協(xié)議
10.3.2AHB信號
10.3.3基本操作
10.3.4最小的AHB系統(tǒng)
10.3.5多個總線主設(shè)備的管理
10.3.6地址階段的信號
10.3.7數(shù)據(jù)階段的信號
10.3.8傳統(tǒng)的仲裁器握手信號
10.3.9獨占訪問操作
10.3.10AHB5 TrustZone支持
10.4APB
10.4.1APB系統(tǒng)的介紹
10.4.2APB信號和連接
10.4.3APB協(xié)議v2.0中的其他信號
10.4.4APB上的數(shù)據(jù)值
10.4.5不同版本APB元件的混合
10.5Cortex-M0處理器的功能和結(jié)構(gòu)
10.5.1Cortex-M0處理器的功能
10.5.2Cortex-M0處理器的結(jié)構(gòu)
10.6Cortex-M0處理器中的寄存器組
10.6.1通用寄存器
10.6.2堆棧指針
10.6.3程序計數(shù)器
10.6.4鏈接寄存器
10.6.5程序狀態(tài)寄存器
10.6.6中斷屏蔽特殊寄存器
10.6.7特殊寄存器
10.7Cortex-M0處理器中存儲器的空間映射
10.8Cortex-M0處理器中程序的鏡像原理及生成方法
10.9Cortex-M0處理器中的端及其分配
10.10Cortex-M0處理器中的異常及其處理
10.10.1異常的原理
10.10.2異常的優(yōu)先級
10.10.3向量表
10.10.4異常的類型
10.11Cortex-M0處理器的指令系統(tǒng)
10.11.1Thumb指令集
10.11.2匯編語言的格式
10.11.3寄存器訪問指令-MOVE
10.11.4寄存器訪問指令-LOAD
10.11.5存儲器訪問指令-STORE
10.11.6多數(shù)據(jù)訪問指令
10.11.7堆棧訪問指令
10.11.8算術(shù)運算指令
10.11.9邏輯操作指令
10.11.10移位操作指令
10.11.11逆序操作指令
10.11.12擴展操作指令
10.11.13程序流控制指令
10.11.14存儲器屏障指令
10.11.15異常相關(guān)指令
10.11.16休眠相關(guān)的指令
10.11.17其他指令
10.12Cortex-M0處理器的低功耗特性
10.12.1低功耗設(shè)計的基礎(chǔ)
10.12.2Cortex-M0處理器低功耗特性的概述
10.12.3Cortex-M0處理器的低功耗結(jié)構(gòu)
10.12.4Cortex-M0處理器的休眠模式
10.12.5喚醒中斷控制器
10.12.6降低功耗的其他方法
10.13Cortex-M0 DesignStart架構(gòu)
10.13.1獲取Eval版本的Cortex-M0
10.13.2Eval版本的Cortex-M0處理器的頂層符號
10.13.3AHB-Lite接口
10.13.4將CORTEXM0DS集成到系統(tǒng)的方法
10.14Keil MDK開發(fā)套件的概述
10.14.1下載MDK開發(fā)套件
10.14.2安裝 MDK開發(fā)套件
10.14.3MDK程序的處理流程
10.15Keil μVision應(yīng)用程序的開發(fā)
10.15.1建立新的軟件設(shè)計工程
10.15.2工程的參數(shù)設(shè)置
10.15.3創(chuàng)建和編譯匯編文件
10.15.4通過調(diào)試器對設(shè)計進(jìn)行分析
10.16構(gòu)建片上嵌入式系統(tǒng)
10.16.1片上嵌入式系統(tǒng)的軟件和硬件設(shè)計目標(biāo)
10.16.2建立新的嵌入式設(shè)計工程
10.16.3添加并分析設(shè)計文件
10.16.4添加引腳約束條件
10.17設(shè)計的處理與驗證
第11章視頻圖像采集和處理系統(tǒng)的原理與實現(xiàn)
11.1圖像傳感器的原理與配置
11.1.1傳感器的結(jié)構(gòu)與功能
11.1.2SCCB功能概述
11.1.3SCCB數(shù)據(jù)傳輸
11.1.4圖像傳感器的引腳和硬件連接
11.2TFT彩色LCD屏的原理與驅(qū)動
11.2.1彩色LCD屏的接口
11.2.2FPGA提供給彩屏的寫控制信號
11.2.3FPGA提供給彩屏的讀控制信號
11.2.4ILI9341讀寫命令/數(shù)據(jù)格式
11.3捕獲和顯示視頻的原理
11.4視頻圖像采集和處理系統(tǒng)的設(shè)計
11.4.1建立新的設(shè)計工程
11.4.2創(chuàng)建SCCB驅(qū)動時鐘模塊
11.4.3創(chuàng)建SCCB驅(qū)動模塊
11.4.4創(chuàng)建攝像頭配置命令模塊
11.4.5創(chuàng)建攝像頭視頻圖像捕獲模塊
11.4.6創(chuàng)建LCD屏配置時鐘驅(qū)動模塊
11.4.7創(chuàng)建LCD屏底層驅(qū)動模塊
11.4.8創(chuàng)建LCD屏配置命令模塊
11.4.9創(chuàng)建LCD屏配置和圖像輸出選擇模塊
11.4.10創(chuàng)建設(shè)計的頂層模塊
11.4.11添加約束條件
11.4.12設(shè)計的下載與驗證
第12章數(shù);旌舷到y(tǒng)的設(shè)計
12.1信號采集和處理的實現(xiàn)
12.1.1ADC的概述
12.1.2ADC的架構(gòu)
12.1.3ADC轉(zhuǎn)換
12.1.41602字符LCD模塊的原理
12.1.5信號采集、處理和顯示的實現(xiàn)
12.2信號發(fā)生器的實現(xiàn)
12.2.1DAC的工作原理
12.2.2系統(tǒng)的實現(xiàn)原理
12.2.3設(shè)計的實現(xiàn)