
本书较系统地介绍了基础数字电路的FPGA设计与实现过程,提供了较为丰富的FPGA的实验例程和设计例程,让学习者通过实验和设计更加深入地了解基础数字电路的工作原理,并且逐步掌握FPGA的设计与应用技术。
前言
第1章数字电路与FPGA技术概述1
11数字电路概述1
111数字电路的特点1
112数字电路的分类1
113数字逻辑电路设计中的重要问题2
12C语言与Verilog HDL的区别与联系3
121C语言与Verilog HDL的区别3
122C语言与Verilog HDL的联系4
13FPGA基本结构介绍4
14时序分析和约束条件6
141周期约束6
142偏移约束7
143分组约束10
144静态路径约束11
15ISE与ChipScope流程及其作用与含义12
151ISE使用流程12
152ChipScope使用流程22
16FPGA设计原则与技巧27
161FPGA设计的原则27
162FPGA设计的技巧28
第2章数字电路基础单元的FPGA实现30
21组合逻辑电路的FPGA实现30
211三态门30
212编码器35
213译码器38
214数据选择器42
215数值比较器46
216奇偶校验器53
小结55
思考题56
22时序逻辑电路的FPGA实现56
221触发器56
222锁存器61
223寄存器71
224计数器73
小结78
思考题79
23状态机设计实例79
231状态机设计概述79
232序列检测器81
233串/并转换器82
小结94
思考题94
第3章运算电路的PFGA实现96
31加法器96
311半加器和全加器96
312加法器的FPGA设计与实现97
小结101
思考题102
32乘法器102
321移位相加乘法器102
322查找表乘法器104
323加法器树乘法器105
324混合型乘法器106
小结106
思考题106
33除法器107
331原码除法运算原理107
332恢复余数法除法器108
小结109
思考题109
第4章计数器的FPGA实现110
41分频器110
411分频器的实现方式110
412分频器的FPGA设计与实现110
小结122
思考题123
42多功能数字钟的设计123
421多功能数字钟的组成123
422分模块的FPGA设计与实现123
423板上调试过程127
小结130
思考题130
第5章存储器的FPGA实现131
51异步FIFO存储器131
511概述131
512异步FIFO存储器的结构和应用131
52用Gray码指针实现的异步FIFO存储器138
521Gray码138
522异步FIFO存储器的实现方案142
523仿真验证及板上调试154
小结158
思考题159
第6章接口电路的FPGA实现160
61通用异步收发器160
611概述160
612采用移位寄存器实现UART的设计163
613采用计数器实现UART的设计164
小结167
思考题167
62SPI主控制器168
621SPI接口原理168
622SPI的电路设计171
小结175
思考题175
63I2C总线175
631I2C总线特点176
632I2C总线的工作原理176
633I2C总线控制器分模块的设计179
634I2C总线控制核的设计与实现184
小结185
思考题186
参考文献187