FPGA至简设计原理与应用
一、书籍目录
第一篇 FPGA基础知识
第一章 FPGA简介
第1节 什么是FPGA
第2节 FPGA的基本结构
第3节 更为复杂的FPGA架构
第4节 带嵌入式处理器的FPGA
第5节 数据存储以及配置方式
第二章 FPGA开发流程
第1节 功能定义/器件选型
第2节 设计输入（Design Entry）
第3节 功能仿真（RTL-Simulation）
第4节 综合优化（Synthesis）
第5节 综合后仿真
第6节 布局布线（Place & Routes）
第7节 时序仿真（Timing）
第8节 板级仿真与验证
第9节 编程与调试
第三章 硬件描述语言VERILOG
第1节 Verilog的历史
第2节 综合和仿真
2.1 综合
2.2 仿真
2.3 可综合设计
第3节 模块结构
3.1 模块介绍
3.2 模块名和端口定义
3.3 参数定义
3.4 接口定义
3.5 信号类型
3.6 功能描述
3.7 模块例化
第4节 信号类型
4.1 信号位宽
4.2 线网类型wire
4.3 寄存器类型reg
4.4 wire和reg的区别
第5节 功能描述-组合逻辑
5.1 程序语句
5.2 数字进制
5.2.1 数字表示方式
5.2.2 二进制是基础
5.2.3不定态
5.2.4高阻态
5.3 算术运算符
--> 算术运算符信号位宽
--> 算术运算符补码由来
5.4 逻辑运算符
5.5 按位逻辑运算符
5.6 关系运算符
5.7 移位运算符
5.8 条件运算符
--> 三目运算符
--> if 和 case
5.9 拼接运算符
第6节 功能描述-时序逻辑
6.1 always语句
6.2 D触发器
6.3 时钟
6.4 时序逻辑代码和硬件
6.5 阻塞赋值和非阻塞赋值
第四章 FPGA开发平台介绍
第1节 开发环境
第2节 软件界面
第3节 第一个上板例程
3.1 新建工程
3.2 代码设计
3.3 编译设计电路
3.4 引脚分配
3.5 编程及配置FPGA器件
3.6 在线调试
3.7 固化程序
第五章 在线逻辑分析仪-SIGNALTAP
第1节 软件原理
第2节 软件界面
第3节 使用流程
第4节 案例说明
第二篇 FPGA至简设计原理
第一章 高效编辑器GVIM
第1节 基本技巧
1.1 补全命令
1.2 跳转命令
1.3 搜索命令
1.4 删除复制命令
第2节 高级技巧
2.1 替换命令
2.2 列删除方法
2.3 列插入方法
第二章 多用模板专注设计
第1节 至简设计法模板总表
第2节 模板演示
2.1 模块设计模板
2.2 时序逻辑模板
2.3 组合逻辑模板
2.4 计数器模板
2.5 状态机模板
2.6 测试文件模板
2.7 reg类型代码模板
2.8 wire类型代码模板
2.9 输入信号定义模板
2.10 输出信号定义模板
2.11 initial语句模板
第三章 实验平台
第1节 MP801开发板
1.1 硬件资源总览
1.2 Led灯
1.3 数码管
1.4 拨码开关
1.5 按键
1.6 蜂鸣器
1.7 温度传感器
1.8 EEPROM存储器
1.9 VGA显示
1.10 SDRAM存储器
1.11 千兆网口
1.12 USB串口
1.13 DA转换芯片
1.14 AD转换芯片
1.15 摄像头插口
第四章 FPGA至简设计法规范
第1节 波形图规则
第2节 计数器规范
第3节 状态机规范
第4节 接口规范
第5节 FIFO规范
第三篇 FPGA至简设计项目实践
第一章 1位闪烁灯设计
第1节 项目背景
第2节 设计目标
第3节 设计实现
3.1 顶层信号
3.2 信号设计
3.3 信号定义
第4节 综合与上板
4.1 新建工程
4.2 综合
4.3 配置管脚
4.4 再次综合
4.5 连接开发板
4.6 上板
第5节 简化版步骤分享
5.1 设计实现
5.2 综合与上板
第6节 扩展练习
第二章 4位闪烁灯
第1节 项目背景
第2节 设计目标
第3节 设计实现
3.1 顶层信号
3.2 信号设计
3.3 信号定义
第4节 综合与上板
4.1 新建工程
4.2 综合
4.3 配置管脚
4.4 再次综合
4.5 连接开发板
4.6 上板
第5节 简化版步骤分享
5.1 设计实现
5.2 综合与上板
第6节 扩展练习
第三章 PWM呼吸灯
第1节 项目背景
第2节 设计目标
第3节 设计实现
3.1 顶层信号
3.2 信号设计
3.3 信号定义
第4节 综合与上板
4.1 新建工程
4.2 综合
4.3 配置管脚
4.4 再次综合
4.5 连接开发板
4.6 上板
第5节 简化版步骤分享
5.1 设计实现
5.2 综合与上板
第6节 扩展练习
第四章 串口通信
第1节 项目背景
第2节 设计目标
第3节 设计实现
3.1 顶层信号
3.2 信号设计
3.3 信号定义
第4节 综合工程和上板
4.1 新建工程
4.2 综合
4.3 配置管脚
4.4 再次综合
4.5 连接开发板
4.6 上板
4.7 串口调试
第5节 简化版步骤分享
5.1 设计实现
5.2 综合工程和上板
第6节 扩展练习
第五章 数码管动态扫描
第1节 项目背景
第2节 设计目标
第3节 设计实现
3.1 顶层信号
3.2 信号设计
3.3 信号定义
第4节 综合与上板
4.1 新建工程
4.2 综合
4.3 配置管脚
4.4 再次综合
4.5 连接开发板
4.6 上板
第5节 简化版步骤分享
5.1 设计实现
5.2 综合与上板
第6节 扩展练习
第六章 秒表功能
第1节 项目背景
第2节 设计目标
第3节 设计实现
3.1 顶层信号
3.2 信号设计
3.3 信号定义
第4节 综合与上板
4.1 新建工程
4.2 综合
4.3 配置管脚
4.4 再次综合
4.5 连接开发板
4.6 上板
第5节 简化版步骤分享
5.1 设计实现
5.2 综合与上板
第6节 扩展练习
第七章 数字时钟
第1节 项目背景
第2节 设计目标
第3节 设计实现
3.1 顶层信号
3.2 信号设计
3.3 信号定义
第4节 综合与上板
4.1 新建工程
4.2 综合
4.3 配置管脚
4.4 再次综合
4.5 连接开发板
4.6 上板
第5节 简化版步骤分享
5.1 设计实现
5.2 综合与上板
第6节 扩展练习
第八章 VGA显示颜色
第1节 项目背景
1.1 VGA介绍
1.2 VGA管脚
1.3 VGA色彩原理
1.4 显示器扫描方式
1.5 VGA时序
1.6 至简设计法VGA原理图
第2节 设计目标
第3节 设计实现
3.1 顶层信号
3.2 信号设计
3.3 信号定义
第4节 综合与上板
4.1 新建工程
4.2 综合
4.3 配置管脚
4.4 再次综合
4.5 连接开发板
4.6 上板
第5节 简化版步骤分享
5.1 设计实现
5.2 综合与上板
5.3 配置管脚
第6节 扩展练习
第九章 VGA显示矩阵
第1节 项目背景
第2节 设计目标
第3节 设计实现
3.1 顶层接口
3.2 信号设计
3.3 信号定义
第4节 综合与上板
4.1 新建工程
4.2 综合
4.3 配置管脚
4.4 再次综合
4.5 连接开发板
4.6 上板
第5节 简化版步骤分享
5.1 设计实现
5.2 综合与上板
第6节 扩展练习
第十章 VGA显示圆
第1节 项目背景
第2节 设计目标
第3节 设计实现
3.1 顶层接口
3.2 信号设计
3.3 信号定义
第4节 综合与上板
4.1 新建工程
4.2 综合
4.3 配置管脚
4.4 再次综合
4.5 连接开发板
4.6 上板
第5节 简化版步骤分享
5.1 设计实现
5.2 综合与上板
第6节 扩展练习
第十一章 VGA显示图片
第1节 项目背景
1.1 IP核概述
1.2 ROM IP核
1.3 图片转成初始化文件
1.4 生成ROM IP核
第2节 设计目标
第3节 设计实现
3.1 顶层接口
3.2 信号设计
3.3 信号定义
第4节 综合工程和上板
4.1 新建工程
4.2 综合
4.3 配置管脚
4.4 再次综合
4.5 连接开发板
4.6 上板
第5节 简化版步骤分享
5.1 设计实现
5.2 综合工程和上板
第6节 扩展练习
第十二章 信号发生器和DA转换
第1节 项目背景
1.1 信号发生器
1.2 DA转换
1.3 DA9709的时序
第2节 设计目标
第3节 设计实现
3.1 顶层接口
3.2 信号设计
3.3 信号定义
第4节 综合与上板
4.1 新建工程
4.2 综合
4.3 配置管脚
4.4 再次综合
4.5 连接开发板
4.6 上板
第5节 简化版步骤分享
5.1 设计实现
5.2 综合与上板
第6节 扩展练习
第十三章 FIR滤波器设计
第1节 项目背景
1.1 FIR和IIR滤波器
1.2 FIR滤波器的原理
1.3 FIR滤波器的设计
第2节 设计目标
第3节 设计实现
3.1 顶层接口
3.2 正弦信号设计
3.3 FIR滤波器设计
3.4 DA接口信号设计
3.5 信号定义
第4节 综合与上板
4.1 添加文件
4.2 综合
4.3 配置管脚
4.4 再次综合
4.5 连接开发板
4.6 上板
第5节 简化版步骤分享
5.1 设计实现
5.2 正弦信号设计
5.3 综合与上板
第6节 扩展练习
第十四章 插值滤波器设计
第1节 项目背景
1.1 多采样率数字滤波器
1.2 抽取
1.3 内插
第2节 设计目标
第3节 设计实现
3.1 顶层信号
3.2 正弦信号设计
3.3 CIC滤波器设计
3.4 DA接口信号设计
3.5 信号定义
第4节 综合与上板
4.1 添加文件
4.2 综合
4.3 配置管脚
4.4 再次综合
4.5 连接开发板
4.6 上板
第5节 简化版步骤分享
5.1 设计实现
5.2 综合与上板
第6节 扩展练习
第十五章 AD采集
第1节 项目背景
1.1 AD转换
1.2 开发板AD原理图
1.3 AD9280的控制时序
第2节 设计目标
第3节 设计实现
3.1 顶层信号
3.2 正弦信号设计
3.3 DA接口信号设计
3.4 信号定义
第4节 综合与上板
4.1 添加文件
4.2 综合
4.3 配置管脚
4.4 再次综合
4.5 连接开发板
第5节 简化版步骤分享
5.1 设计实现
5.2 综合与上板
第6节 扩展练习
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