內容簡介
本書將由淺入深地帶領大家開啟FPGA的學習之旅,全書共分為4篇:硬體篇、軟體篇、語法篇和實戰篇。
硬體篇:主要介紹硬體實驗平台並對硬體資源進行詳解;
軟體篇:主要介紹FPGA常用開發軟體的安裝與使用方法;
語法篇:主要介紹FPGA的硬體描述語言Verilog的語法知識;
實戰篇:主要通過24個實例帶領大家一步步深入了解FPGA。
本書為ALIENTEK開拓者FPGA開發板的配套教程,在開發板配套的資料中,有開發板的原理圖以及所有實例的完整代碼,這些代碼都有詳細的注釋,所有源碼都經過嚴格測試,不會有編譯錯誤。另外,原始碼有生成好的.sof檔案(用於下載程式的檔案),大家只需要通過下載器下載到開發板即可看到實驗現象,親自體驗實驗過程。
圖書目錄
第一篇硬體篇
第1章FPGA簡介2
1.1FPGA的由來與特點2
1.2FPGA的基本結構5
1.3FPGA的設計流程8
第2章實驗平台簡介12
2.1ALIENTEK開拓者EP4CE10開發板資源初探12
2.2ALIENTEK開拓者FPGA開發板資源說明14
2.2.1硬體資源說明14
2.2.2軟體資源說明20
2.2.3開拓者I/O引腳分配21
2.3開發板使用注意事項21
2.4FPGA的學習方法22
第二篇軟體篇
第3章Quartus Ⅱ軟體的安裝和使用25
3.1Quartus Ⅱ軟體的安裝25
3.2USB Blaster驅動安裝26
3.3Quartus Ⅱ軟體的使用28
3.3.1新建工程29
3.3.2設計輸入32
3.3.3配置工程35
3.3.4分析與綜合(編譯)37
3.3.5分配引腳38
3.3.6編譯工程39
3.3.7下載程式39
3.3.8固化程式44
3.4SignalTap Ⅱ軟體的使用50
第4章ModelSim軟體的安裝和使用60
4.1ModelSim軟體的安裝60
4.2ModelSim軟體的使用62
4.2.1手動仿真62
4.2.2testbench(激勵)檔案的編寫72
第三篇語法篇
第5章Verilog HDL語法76
5.1Verilog概述76
5.1.1Verilog簡介76
5.1.2為什麼需要Verilog77
5.1.3Verilog和VHDL的區別77
5.1.4Verilog和C的區別77
5.2Verilog基礎知識78
5.2.1Verilog的邏輯值78
5.2.2Verilog的標識符78
5.2.3Verilog的數字進制格式79
5.2.4Verilog的數據類型79
5.2.5Verilog的運算符80
5.3Verilog程式框架83
5.3.1注釋83
5.3.2關鍵字84
5.3.3程式框架85
5.4Verilog高級知識點88
5.4.1阻塞賦值(Blocking)88
5.4.2非阻塞賦值(NonBlocking)89
5.4.3assign和always的區別91
5.4.4帶時鐘和不帶時鐘的always 91
5.4.5什麼是鎖存器(latch)92
5.4.6狀態機93
5.4.7模組化設計97
5.5Verilog編程規範101
5.5.1編程規範的重要性101
5.5.2工程組織形式101
5.5.3檔案頭聲明102
5.5.4輸入/輸出定義102
5.5.5parameter定義102
5.5.6wire/reg定義103
5.5.7信號命名103
5.5.8always塊描述方式103
5.5.9assign塊描述方式104
5.5.10空格和Tab104
5.5.11注釋104
5.5.12模組例化105
5.5.13其他注意事項105
第四篇實戰篇
第6章流水燈實驗107
6.1LED燈簡介107
6.2實驗任務108
6.3硬體設計108
6.4程式設計108
6.5下載驗證 111
第7章按鍵控制LED燈實驗112
7.1按鍵簡介112
7.2實驗任務112
7.3硬體設計113
7.4程式設計113
7.5下載驗證115
第8章按鍵控制蜂鳴器實驗116
8.1蜂鳴器簡介116
8.2實驗任務116
8.3硬體設計117
8.4程式設計117
8.5下載驗證123
第9章動態數碼管顯示實驗124
9.1數碼管簡介124
9.2實驗任務126
9.3硬體設計126
9.4程式設計127
9.5下載驗證134
第10章IP核之PLL實驗135
10.1PLL IP核簡介135
10.2實驗任務136
10.3硬體設計136
10.4程式設計137
10.5下載驗證148
22.3硬體設計301
22.4程式設計302
22.5下載驗證313
第23章SD卡圖片顯示實驗(VGA顯示)315
23.1SD卡簡介315
23.2實驗任務326
23.3硬體設計326
23.4程式設計327
23.5下載驗證342
第24章音樂播放器實驗347
24.1音樂播放器簡介347
24.2實驗任務348
24.3硬體設計348
24.4程式設計349
24.5下載驗證355
第25章乙太網通信實驗356
25.1乙太網簡介356
25.2實驗任務365
25.3硬體設計365
25.4程式設計366
25.5下載驗證381
第26章基於OV7725的乙太網傳輸視頻實驗391
26.1乙太網視頻傳輸簡介391
26.2實驗任務392
26.3硬體設計392
26.4程式設計392
26.5下載驗證401
第27章高速A/D及D/A實驗405
27.1高速A/D及D/A簡介405
27.2實驗任務409
27.3硬體設計409
27.4程式設計412
27.5下載驗證420
第28章基於FFT IP核的音頻頻譜儀實驗423
28.1FFT IP核簡介423
28.2實驗任務424
28.3硬體設計424
28.4程式設計424
28.5下載驗證434
第29章基於FIR IP核的低通濾波器實驗436
29.1FIR Compiler核簡介436
29.2實驗任務437
29.3硬體設計437
29.4程式設計438
29.5下載驗證442
參考文獻443