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电子设计与嵌入式开发实践丛书
074826
勇敢的芯伴你玩转Altera FPGA
吴厚航  编著
978-7-302-47421-0

编辑推荐:
(1)本书由《深入浅出玩转FPGA》一书的作者吴厚航(网名:特权同学)倾心打造。
(2)供FPGA板级设计说明、工具安装说明、入门实例、片内资源应用实例和综合实例,由浅入深地全面掌握FPGA的开发设计。
(3)使用Altera公司的Cyclone Ⅳ FPGA器件既有足够的理论知识深度作支撑,也有丰富的例程进行实践学习,并且穿插着笔者多年FPGA学习和开发过程中的各种经验和技巧。

作者简介:
    吴厚航[网名:特权同学]    有近10年的FPGA工程实践经历,擅长记录、分析并总结FPGA开发中的经验与技巧,也非常乐于分享。活跃于各大电子技术网站的FPGA社区或版块,多年来笔耕不辍、风雨无阻,不断地发表FPGA相关文章,其总点击量超过300万。著有多本FPGA技术相关图书,其诙谐的文字、贴近读者实际需求的知识点与经验技巧分享,赢得了广大读者的一致认可。

内容简介:
    本书使用Altera公司的Cyclone Ⅳ FPGA器件,由浅入深地引领读者从板级设计、基础入门实例、FPGA片内资源应用实例和综合进阶实例等方面,玩转FPGA逻辑设计。本书基于特定的FPGA实验平台,既有足够的理论知识深度作支撑,也有丰富的例程供实践学习,并且穿插了笔者在多年FPGA学习和开发过程中所积累的经验和技巧。
无论对于希望快速掌握Verilog语言进行FPGA开发的初学者,还是希望快速掌握基于Altera Cyclone Ⅳ FPGA进行开发的设计者,本书都是很好的选择。

前言
    FPGA技术在当前的电子设计领域越来越火热。它的成本虽然还是高高在上,但是它给电子系统所带来的不可限量的速度和带宽及其在灵活性、小型性方面的优势,越来越为对性能要求高、偏重定制化需求的开发者所青睐。因此,越来越多的电子工程师和电子专业在校学生希望能够掌握这门技术。而对一门电子技能的掌握,单凭读几本初级入门教材是很难达到的。笔者结合自身的学习经历,为广大学习者量身打造了基于低成本、高性价比的Altera Cyclone Ⅳ FPGA器件的硬件开发学习平台。基于该平台,配套本书的各种基本概念阐释和例程讲解,相信可以帮助大家快速掌握这门新技术。
    全书共10章,各章主要内容如下:
    第1章是基础中的基础,讲述可编程器件的基本概念及主要应用领域、相对传统技术的优势和开发流程。
    第2章从FPGA开发平台的电路板设计入手,介绍FPGA板级硬件电路设计要点,以及本书配套开发平台的外围电路设计。
    第3章从最基础的0和1开始回顾数字电路的基础,同时深入探讨读者所关心的可编程器件的内部架构和原理。
    第4章讲述开发环境的搭建,包括Altera FPGA集成开发环境Quartus Ⅱ、仿真工具ModelSim、文本编辑器Notepad++以及下载器驱动和UART驱动安装,帮助读者快速解决学习路上遇到的最棘手的“软”问题。
    第5章讲述Verilog的基本语法,包括语法的学习方法、可综合的语法子集以及代码风格与书写规范。
    第6章和第7章完成最基本的工程创建、语法检查、仿真验证以及编译,甚至在线板级调试和代码固化,带领读者初步掌握基于Altera Cyclone Ⅳ的FPGA开发流程。
    第8章介绍13个最基本的入门实例。
    第9章通过6个实例帮助读者熟悉FPGA除逻辑资源以外的其他丰富资源,如PLL和可配置为ROM、RAM、FIFO的内嵌存储器,以及在线逻辑分析仪SignalTap Ⅱ等。
    第10章的15个例程,是对前面一些实例的集成整合,力图通过大量的实例实践,帮助读者熟练掌握FPGA的基本开发设计。
    本书既有对基础理论知识的专门讲解,也有非常详细的实例演练和讲解,更多的是在实

    践中传递实用的设计方法与技巧,非常适合初学者。
    本书配套例程的下载链接为http://pan.baidu.com/s/1i5LMUUD。
    本书配套开发平台的淘宝链接: https://myfpga.taobao.com/。

吴厚航(网名: 特权同学)
2017年7月于上海


目录
第1章FPGA开发入门
1.1FPGA基础入门
1.2FPGA的优势在哪里
1.3FPGA应用领域
1.4FPGA开发流程

第2章实验平台“勇敢的芯”板级电路详解
2.1板级电路整体架构
2.2电源电路
2.3复位与时钟电路
2.3.1关于FPGA器件的时钟
2.3.2关于FPGA器件的复位
2.3.3实验平台电路解析
2.4FPGA下载配置电路
2.5SRAM接口电路
2.6ADC/DAC芯片电路
2.7UART接口电路
2.8RTC接口电路
2.94×4矩阵按键电路
2.10VGA显示接口电路
2.11蜂鸣器、流水灯、数码管、拨码开关电路
2.12超声波接口、外扩LCD接口电路

第3章逻辑设计基础
3.10和1——精彩世界由此开始
3.2表面现象揭秘——逻辑关系
3.3内里本质探索——器件结构

第4章软件安装与配置
4.1软件下载和license申请
4.2Quartus Ⅱ与ModelSim-Altera的安装
4.3文本编辑器Notepad++安装
4.4QuartusⅡ中使用Notepad++的关联设置
4.5USB-Blaster的驱动安装
4.5.1Windows XP系统USB-Blaster安装
4.5.2在Windows 7系统安装USB-Blaster
4.5.3在Windows 8系统安装USB-Blaster
4.6串口芯片驱动安装
4.6.1驱动安装
4.6.2设备识别

第5章Verilog语法概述
5.1语法学习的经验之谈
5.2可综合的语法子集
5.3代码风格与书写规范
勇敢的芯伴你玩转Altera FPGA

第6章基于仿真的第一个工程实例
6.1新建工程
6.2Verilog源码文件创建与编辑
6.2.1Verilog源码文件创建
6.2.2Verilog源码文件编辑
6.3Verilog语法检查
6.4ModelSim仿真验证
6.4.1Quartus Ⅱ基本设置
6.4.2测试脚本创建与编辑
6.4.3测试脚本关联设置
6.4.4调用ModelSim仿真

第7章基于板级调试的第二个工程实例
7.1PWM蜂鸣器驱动——功能概述
7.2PWM蜂鸣器驱动——引脚分配
7.3PWM蜂鸣器驱动——综合、映射与配置文件产生
7.4Altera FPGA配置方式
7.4.1概述
7.4.2配置方式
7.5PWM蜂鸣器驱动——FPGA在线下载配置
7.6PWM蜂鸣器驱动——FPGA配置芯片固化
7.7PWM蜂鸣器驱动——复位与FPGA重配置功能

第8章基础入门实例
8.1蜂鸣器开关实例
8.1.1功能简介
8.1.2代码解析
8.1.3打开工程
8.1.4下载配置操作
8.2流水灯实例
8.2.1功能简介
8.2.2代码解析
8.2.3下载配置
8.3 3-8译码器实例
8.3.1功能简介
8.3.2代码解析
8.3.3板级调试
8.4按键消抖与LED开关实例
8.4.1按键消抖原理
8.4.2功能简介
8.4.3代码解析
8.4.5板级调试
8.5经典模式流水灯实例
8.5.1功能简介
8.5.2代码解析
8.5.3板级调试
8.6基于PLL分频计数的LED闪烁实例
8.6.1PLL概述
8.6.2功能简介
8.6.3新建IP核文件
8.6.4PLL配置
8.6.5模块化设计概述
8.6.6模块化设计实践
8.6.7代码解析
8.6.8板级调试
8.7数码管驱动实例
8.7.1数码管驱动原理
8.7.2功能概述
8.7.3代码解析
8.7.4板级调试
8.8SRAM读写测试实例
8.8.1SRAM读写时序解读
8.8.2功能简介
8.8.3代码解析
8.8.4仿真设置
8.8.5功能仿真
8.8.6FPGA在线配置
8.8.7触发采样波形
8.9UART loopback测试
8.9.1功能概述
8.9.2代码解析
8.9.3板级调试
8.10VGA驱动ColorBar显示实例
8.10.1VGA概述
8.10.2功能简介
8.10.3代码解析
8.10.4板级调试
8.11LCD基本驱动实例
8.11.1LCD驱动时序
8.11.2功能简介
8.11.3代码解析
8.11.4装配
8.11.5板级调试
8.12LCD字符显示驱动实例
8.12.1字符取模
8.12.2ROM初始化文档创建
8.12.3新建源文件
8.12.4ROM配置
8.12.5功能简介
8.12.6代码解析
8.12.7板级调试
8.13矩阵按键扫描检测实例
8.13.1键盘概述
8.13.2矩阵按键工作原理
8.13.3功能概述
8.13.4代码解析
8.13.5RTL Viewer
8.13.6State Machine Viewer
8.13.7Technology Map Viewer
8.13.8板级调试

第9章FPGA片内资源应用实例
9.1基于SignalTap Ⅱ的超声波测距调试实例
9.1.1超声波测距原理
9.1.2功能简介
9.1.3代码解析
9.1.4硬件装配
9.1.5SignalTap Ⅱ源文件创建
9.1.6SignalTap Ⅱ配置
9.1.7SignalTap Ⅱ调试
9.2FPGA片内ROM实例
9.2.1功能概述
9.2.2代码解析
9.2.3ROM初始化文档创建
9.2.4新建IP核源文件
9.2.5ROM配置
9.2.6功能仿真
9.2.7FPGA在线调试
9.3FPGA片内RAM实例
9.3.1功能概述
9.3.2代码解析
9.3.3新建IP核源文件
9.3.4RAM配置
9.3.5功能仿真
9.3.6FPGA在线调试
9.4FPGA片内FIFO实例
9.4.1功能概述
9.4.2代码解析
9.4.3新建IP核源文件
9.4.4FIFO配置
9.4.5功能仿真
9.4.6FPGA在线调试
9.5FPGA片内异步FIFO实例
9.5.1功能概述
9.5.2代码解析
9.5.3新建IP核源文件
9.5.4FIFO配置
9.5.5功能仿真
9.5.6FPGA在线调试
9.6FPGA片内ROM、FIFO、RAM联合实例
9.6.1功能概述
9.6.2代码解析
9.6.3功能仿真
9.6.4FPGA在线调试

第10章综合进阶实例
10.1基于数码管显示的超声波测距回响脉宽计数实例
10.1.1功能简介
10.1.2代码解析
10.1.3板级调试
10.2基于均值滤波处理的超声波测距回响脉宽计数实例
10.2.1功能简介
10.2.2滤波算法与实现
10.2.3代码解析
10.2.4板级调试
10.3基于进制换算的超声波测距结果显示实例
10.3.1功能简介
10.3.2距离计算公式实现
10.3.3进制换算实现
10.3.4代码解析
10.3.5乘法器IP核创建、配置与例化
10.3.6除法器IP核创建、配置与例化
10.3.7板级调试
10.4倒车雷达实例
10.4.1应用背景
10.4.2功能简介
10.4.3代码解析
10.4.4板级调试
10.5基于SRAM批量读写的UART bulk测试实例
10.5.1功能概述
10.5.2代码解析
10.5.3板级调试
10.6基于数码管显示的RTC读取实例
10.6.1RTC芯片解析
10.6.2功能简介
10.6.3代码解析
10.6.4板级调试
10.7基于UART发送的RTC读取实例
10.7.1功能简介
10.7.2代码解析
10.7.3板级调试
10.8基于UART收发的RTC读写实例
10.8.1功能简介
10.8.2代码解析
10.8.3板级调试
10.9基于UART控制的VGA多模式显示实例
10.9.1功能简介
10.9.2代码解析
10.9.3板级调试
10.10基于LED显示的D/A输出驱动实例
10.10.1D/A芯片概述
10.10.2功能简介
10.10.3代码解析
10.10.4板级调试
10.11基于按键调整和数码管显示的D/A输出实例
10.11.1功能简介
10.11.2代码解析
10.11.3板级调试
10.12波形发生器实例
10.12.1功能简介
10.12.2代码解析
10.12.3IP核CORDIC配置与例化
10.12.4板级调试
10.13基于数码管显示的A/D采集实例
10.13.1A/D芯片接口概述
10.13.2功能简介
10.13.3代码解析
10.13.4板级调试
10.14A/D和D/A联合测试实例
10.14.1功能简介
10.14.2代码解析
10.14.3板级调试
10.15RTC时间的LCD显示和UART设置实例
10.15.1功能简介
10.15.2代码解析
10.15.3板级调试
参考文献

 


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