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Xilinx FPGA工程師成長手記

  • 作者：編者:寇強|責編:王中英
  • 出版社：清華大學
  • ISBN：9787302666950
  • 出版日期：2024/08/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：245
人民幣：RMB 69.8 元      售價：元
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內容大鋼
    本書以Xilinx公司的FPGA為開發平台，以Verilog HDL、System Verilog、VHDL和Vivado為開發工具，詳細介紹FPGA常用介面的實現方法，並通過大量實例，分析FPGA實現過程中的具體技術細節。本書提供相關實例的源碼文件和配套教學PPT，以方便讀者學習和相關高校教學。
    本書共10章，分為2篇。第1篇Xilinx FPGA基礎知識，包括FPGA概述、FPGA的基本理論、FPGA的硬體描述語言和FPGA功能驗證；第2篇Xilinx FPGA邏輯設計，包括FPGA的知識產權、FPGA代碼封裝、FPGA低速介面設計、FPGA高速介面設計、FPGA硬體調試和FPGA開發技巧。
    本書內容充實，實例豐富，非常適合FPGA開發和介面設計領域的入門讀者閱讀，也適合硬體設計領域的工程師和科研人員閱讀，還適合作為相關院校電子信息等專業本科生和研究生的教材。
作者介紹
編者:寇強|責編:王中英
    寇強，大學畢業后一直從事基於FPGA邏輯設計的產品和項目開發，積累了大量的經驗。核心能力表現為FPGA介面開發、FPGA跨時鐘域問題解決，以及時序違規處理和邏輯系統核心Bug排除等。熟悉Intel FPGA和Xilinx FPGA晶元開發技術，尤其擅長Xilinx FPGA邏輯設計。從事過視頻LZW無損壓縮演算法開發和列車實時乙太網交換機時間同步機制開發，開發的產品應用於無人機、電梯和邊緣計算等多個領域。申請了多個基於FPGA實現數據採集與傳輸系統的發明專利。平時樂於分享技術經驗。
目錄
第1篇  Xilinx FPGA基礎知識
  第1章  FPGA概述
    1.1  什麼是FPGA
    1.2  FPGA晶元廠商
      1.2.1  國外FPGA廠商簡介
      1.2.2  國內FPGA廠商簡介
    l.3  FPGA的應用領域
      l.3.1  數據採集領域
      1.3.2  邏輯介面領域
      1.3.3  數字信號處理領域
      1.3.4  其他領域
    1.4  FPGA的設計流程
      1.4.1  需求分析
      1.4.2  設計輸入
      1.4.3  功能模擬
      1.4.4  邏輯綜合
      1.4.5  布局布線
      1.4.6  晶元編程與調試
      1.4.7  文檔和代碼管理
    1.5  FPGA的人才需求
    1.6  FPGA工程師的基本技能
    1.7  本章習題
  第2章  FPGA的基本理論
    2.1  FPGA時鐘
      2.1.1  時鐘模型
      2.1.2  時鐘抖動
      2.1.3  時鐘偏斜
      2.1.4  時鐘設計
    2.2  FPGA複位
      2.2.1  複位的概念
      2.2.2  複位方式
      2.2.3  複位設計
    2.3  FPGA時序
      2.3.1  時序的概念
      2.3.2  建立時間
      2.3.3  保持時間
      2.3.4  亞穩態
    2.4  FPGA非同步時鐘域
      2.4.1  非同步時鐘域的概念
      2.4.2  非同步時鐘域數據轉換策略
    2.5  FPGA約束
    2.6  FPGA的專業術語
    2.7  本章習題
  第3章  FPGA的硬體描述語言
    3.1  硬體描述語言概述
      3.1.1  硬體描述語言簡介
      3.1.2  硬體描述語言的類型
    3.2  VHDL語法基礎
      3.2.1  VHDL模塊結構
      3.2.2  VHDL的基本語法

      3.2.3  VHDL模塊調用
    3.3  Verilog HDL語法基礎
      3.3.1  Verilog HDL模塊結構
      3.3.2  Verilog HDL的基本語法
      3.3.3  Verilog HDL模塊調用
    3.4  System Verilog語法基礎
      3.4.1  System Verilog模塊結構
      3.4.2  System Verilog的基本語法
      3.4.3  System Verilog模塊調用
    3.5  FPGA設計規範及編程技巧
      3.5.1  FPGA設計規範
      3.5.2  FPGA設計註釋
      3.5.3  FPGA設計技巧
    3.6  本章習題
  第4章  FPGA功能驗證
    4.1  驗證概述
      4.1.1  驗證定義
      4.1.2  驗證計劃
      4.1.3  驗證方法
      4.1.4  驗證的作用
    4.2  編寫模擬激勵
      4.2.1  編寫測試激勵的流程
      4.2.2  編寫時鐘測試激勵
      4.2.3  編寫複位測試激勵
    4.3  系統函數
      4.3.1  常用的系統函數
      4.3.2  編寫測試激勵實例
    4.4  驗證軟體
      4.4.1  模擬軟體
      4.4.2  模擬過程
      4.4.3  模擬實例
    4.5  驗證技巧
      4.5.1  變數初始化
      4.5.2  模塊封裝
      4.5.3  迴環測試
      4.5.4  計數器
      4.5.5  讀文件和寫文件
      4.5.6  避免出現藍線
    4.6  本章習題
第2篇  Xilinx FPGA邏輯設計
  第5章  FPGA的知識產權
    5.1  MMCM IP核設計
      5.1.1  MMCM簡介
      5.1.2  MMCM IP核定製
      5.1.3  MMCM IP核模擬
    5.2  FIFO IP核設計
      5.2.1  FIFO簡介
      5.2.2  FIFO IP核定製
      5.2.3  FIFO IP核模擬
    5.3  RAM IP核設計

      5.3.1  RAM簡介
      5.3.2  RAM IP核定製
      5.3.3  RAM IP核模擬
    5.4  Counter IP核設計
      5.4.1  Counter簡介
      5.4.2  Counter IP核定製
      5.4.3  Counter IP核模擬
    5.5  本章習題
  第6章  FPGA代碼封裝
    6.1  IP核封裝
      6.1.1  IP核簡介
      6.1.2  自定義IP核封裝
      6.1.3  自定義IP核驗證
    6.2  網表封裝
      6.2.1  網表簡介
      6.2.2  自定義網表封裝
      6.2.3  自定義網表驗證
    6.3  本章習題
  第7章  FPGA低速介面設計
    7.1  SPI邏輯設計
      7.1.1  SPI匯流排概述
      7.1.2  SPI實例設計
      7.1.3  SPI實例驗證
      7.1.4  SPI硬體調試
    7.2  UART邏輯設計
      7.2.1  UART匯流排概述
      7.2.2  UART實例設計
      7.2.3  UART實例驗證
      7.2.4  UART硬體調試
    7.3  IIC邏輯設計
      7.3.1  IIC匯流排概述
      7.3.2  IIC實例設計
      7.3.3  IIC模擬驗證
      7.3.4  IIC硬體調試
    7.4  CAN邏輯設計
      7.4.1  CAN匯流排概述
      7.4.2  CAN實例設計
      7.4.3  CAN邏輯驗證
      7.4.4  CAN硬體調試
    7.5  本章習題
  第8章  FPGA高速介面設計
    8.1  DDR3介面設計
      8.1.1  存儲器簡介
      8.1.2  DDR3 IP核簡介
      8.1.3  DDR3讀寫功能設計
      8.1.4  DDR3讀寫功能邏輯模擬
      8.1.5  DDR3讀寫功能硬體調試
    8.2  PCIE介面設計
      8.2.1  PCIE簡介
      8.2.2  PCIE IP核簡介

      8.2.3  PCIE通信功能設計
      8.2.4  PCIE通信功能模擬
      8.2.5  PCIE介面硬體調試
    8.3  本章習題
  第9章  FPGA硬體調試
    9.1  FPGA硬體調試概述
      9.1.1  FPGA硬體調試簡介
      9.1.2  FPGA調試IP核
    9.2  閃爍燈硬體調試
      9.2.1  閃爍燈系統設計
      9.2.2  閃爍燈程序設計
      9.2.3  閃爍燈硬體調試
    9.3  本章習題
  第10章  FPGA開發技巧
    10.1  FPGA時鐘管理
      10.1.1  使用時鐘IP核設計時鐘
      10.1.2  使用硬體描述語言設計時鐘
      10.1.3  使用時鐘原語設計時鐘
    10.2  FPGA複位設計
      10.2.1  使用時鐘IP核鎖存信號進行複位
      10.2.2  使用硬體描述語言進行複位
    10.3  FPGA時鐘域處理
      10.3.1  使用非同步FIFO處理跨時鐘域數據實例
      10.3.2  使用雙埠RAM處理跨時鐘域數據實例
      10.3.3  使用延遲法處理跨時鐘域數據實例
      10.3.4  使用應答機制處理跨時鐘域數據實例
      10.3.5  採用格雷碼轉換處理跨時鐘域數據實例
    10.4  FPGA通用模塊設計
      10.4.1  介面通用模塊設計
      10.4.2  內部邏輯通用模塊設計
      10.4.3  模擬通用模塊設計
      10.4.4  調試通用模塊設計
    10.5  FPGA開發檢查表
      10.5.1  FPGA需求分析
      10.5.2  FPGA方案設計
      10.5.3  FPGA設計輸入
      10.5.4  FPGA功能模擬
      10.5.5  FPGA硬體調試
    10.6  本章習題

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