數(shù)字電路的FPGA設計與實現(xiàn)——基于Xilinx和Verilog HDL(微課版)
定 價:45 元
- 作者:段磊
- 出版時間:2023/11/1
- ISBN:9787121465055
- 出 版 社:電子工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TN790.2
- 頁碼:216
- 紙張:
- 版次:01
- 開本:16開
傳統(tǒng)的數(shù)字電路實驗教學通常采用以74系列芯片為載體的實驗箱,隨著EDA技術(shù)的快速發(fā)展,這種模式已經(jīng)嚴重脫離業(yè)界實際。基于FPGA芯片,使用原理圖或VHDL/Verilog HDL實現(xiàn)數(shù)字電路的各種功能更符合新時代對人才培養(yǎng)的要求。本書選用Xilinx公司的FPGA芯片及ISE 14.7開發(fā)環(huán)境,以深圳市樂育科技有限公司出品的LY-SPTN6M型FPGA高級開發(fā)系統(tǒng)為硬件平臺。全書共安排14個實驗,包括:集成邏輯門電路功能測試、基于原理圖/HDL的簡易數(shù)字系統(tǒng)設計、編碼器設計、譯碼器設計、加法器設計、比較器設計、數(shù)據(jù)選擇器設計、觸發(fā)器設計、同步/異步時序邏輯電路分析與設計、計數(shù)器設計、移位寄存器設計、數(shù)/模轉(zhuǎn)換和模/數(shù)轉(zhuǎn)換。本書配有豐富的資料包,包括FPGA例程資料、硬件資料、軟件資料、PPT和視頻等。這些資料會持續(xù)更新,下載鏈接可通過微信公眾號“卓越工程師培養(yǎng)系列”獲取。本書既可以作為高等院校相關(guān)專業(yè)的入門教材,又可以作為FPGA開發(fā)及相關(guān)行業(yè)工程技術(shù)人員的入門培訓用書。
段磊,副教授,畢業(yè)于東南大學生物醫(yī)學工程專業(yè),2004年至南京醫(yī)科大學工作,先后擔任生物醫(yī)學工程系教學秘書、黨支部書記、學系副主任等職務,2019年至今任南京醫(yī)科大學生物醫(yī)學工程與信息學院副院長。江蘇省生物醫(yī)學工程學會教育與科普專委會副主任委員,江蘇省衛(wèi)生健康標準專業(yè)委員會委員,江蘇省高等學校醫(yī)藥教育研究會理事,生物醫(yī)學工程實踐教學聯(lián)盟理事。指導本科生先后獲江蘇省本科畢業(yè)設計優(yōu)秀團隊獎4次,獲江蘇省大學生創(chuàng)新訓練計劃重點項目立項3項,獲全國大學生電子設計競賽江蘇賽區(qū)一、二等獎10余項;獲江蘇省教學成果二等獎(2013年,排名第2),獲南京醫(yī)科大學教學突出貢獻獎(2016年,排名第2),獲南京醫(yī)科大學青年獎教金(2014)和揚子江獎教金(2017)。
第1章 數(shù)字電路的開發(fā)平臺和工具 1
1.1 FPGA基礎概念 1
1.1.1 什么是FPGA 1
1.1.2 FPGA與ASIC之間的關(guān)系 2
1.1.3 FPGA、CPU與DSP之間的關(guān)系 2
1.1.4 VHDL與Verilog HDL 3
1.1.5 Xilinx與Altera 4
1.2 FPGA開發(fā)流程 5
1.3 XC6SLX16芯片介紹 6
1.3.1 Spartan-6系列介紹 6
1.3.2 XC6SLX16-2CSG324C芯片介紹 6
1.3.3 FPGA速度等級 7
1.3.4 FPGA可用I/O數(shù)量 7
1.3.5 FPGA邏輯單元 7
1.3.6 Spartan-6系列FPGA配置 7
1.4 FPGA開發(fā)工具安裝和配置 8
1.4.1 ISE 8
1.4.2 安裝ISE 14.7 8
1.4.3 Synplify 12
1.4.4 安裝Synplify 13
1.4.5 安裝Xilinx USB Cable驅(qū)動程序 15
1.5 Verilog HDL語法基礎 16
1.5.1 Verilog模塊 16
1.5.2 端口定義和I/O說明 17
1.5.3 參數(shù)定義 17
1.5.4 信號定義 18
1.5.5 assign語句 19
1.5.6 initial語句 19
1.5.7 always語句 19
1.5.8 if...else語句 20
1.5.9 case語句 21
1.5.10 運算符 21
1.6 FPGA高級開發(fā)系統(tǒng)簡介 24
1.6.1 撥動開關(guān)電路 24
1.6.2 LED電路 25
1.6.3 獨立按鍵電路 26
1.6.4 七段數(shù)碼管電路 26
1.6.5 D/A轉(zhuǎn)換電路 30
1.6.6 A/D轉(zhuǎn)換電路 34
1.7 基于FPGA高級開發(fā)系統(tǒng)可開展的部分實驗 38
1.8 本書配套的資料包 38
第2章 集成邏輯門電路功能測試 40
第3章 基于原理圖的簡易數(shù)字系統(tǒng)設計 44
第4章 基于HDL的簡易數(shù)字系統(tǒng)設計 77
第5章 編碼器設計 84
第6章 譯碼器設計 95
第7章 加法器設計 102
第8章 比較器設計 109
第9章 數(shù)據(jù)選擇器設計 116
第10章 觸發(fā)器設計 123
第11章 同步時序邏輯電路分析與設計 143
第12章 異步時序邏輯電路分析與設計 154
第13章 計數(shù)器設計 165
第14章 移位寄存器設計 181
第15章 數(shù)/模轉(zhuǎn)換和模/數(shù)轉(zhuǎn)換 189
附錄A 數(shù)字電路FPGA設計常用引腳分配 199
附錄B 《Verilog HDL程序設計規(guī)范(LY-STD010—2019)》簡介 201
參考文獻 208