內容簡介
本書以語法與實例結合的方式來講解可程式邏輯器件的設計方法,軟體開發平台為Altera公司的Quartus Prime 16.1 FPGA/CPLD設計軟體。本書由淺入深地介紹了利用Quartus Prime進行數字系統開發的設計流程、設計思想和設計技巧。書中的例子非常豐富,既有簡單的數字邏輯電路實例,也有複雜的數字系統設計實例。
圖書目錄
第1章 Quartus Prime開發流程
1.1 Quartus Prime軟體綜述
1.2 設計輸入
1.3 約束輸入
1.4 綜合
1.5 布局布線
1.6 仿真
1.7 編程與配置
第2章 Quartus Prime的使用
2.1 原理圖和圖表模組編輯
2.2 文本編輯
2.3 混合編輯(自底向上設計)
2.4 混合編輯(自頂向下設計)
第3章 第三方EDA工具的使用
3.1 第三方EDA工具簡介
3.2 ModelSim仿真工具的使用
3.2.1 仿真簡介
3.2.2 ModelSim簡介
3.2.3 使用ModelSim進行功能仿真
3.2.4 使用ModelSim進行時序仿真
3.2.5 在Quartus Prime中調用ModelSim進行仿真
3.2.6 ModelSim仿真工具的高級套用
3.3 Synplify Premier綜合工具的使用
3.3.1 Synplify/Synplify Pro/Synplify Premier簡介
3.3.2 Synplify Premier綜合流程
3.3.3 Synplify Premier的其他綜合技巧
第4章 Verilog HDL語言概述及基本要素
4.1 Verilog HDL語言簡介
4.2 Verilog HDL設計流程
4.3 程式模組的說明
4.4 Verilog HDL 的層次化設計
4.5 時延
4.6 Verilog HDL 語言的描述形式
4.7 Verilog HDL語言基本要素
4.7.1 標誌符
4.7.2 注釋
4.7.3 格式
4.7.4 系統任務和函式
4.7.5 編譯指令
4.7.6 邏輯數值
4.7.7 常量
4.7.8 數據類型
4.7.9 運算符和表達式
第5章 行為描述語句
5.1 觸發事件控制
5.2 條件語句
5.3 循環語句
5.4 邏輯驗證與Testbench編寫
5.5 狀態機
第6章 門電路設計範例
6.1 與非門電路
6.2 或非門電路
6.3 異或門電路
6.4 三態門電路
6.5 單向匯流排緩衝器
6.6 雙向匯流排緩衝器
6.7 使用always 過程語句描述的簡單算術邏輯單元
第7章 組合邏輯電路設計範例
7.1 編碼器
7.1.1 8線—3線編碼器
7.1.2 8線—3線優先編碼器
7.2 解碼器
7.2.1 3線—8線解碼器
7.2.2 BCD—七段顯示解碼器
7.3 數據選擇器
7.3.1 4選1數據選擇器
7.3.2 8選1數據選擇器
7.3.3 2選1數據選擇器
7.4 數據分配器
7.5 數值比較器
7.6 加法器
7.6.1 半加器
7.6.2 全加器
7.6.3 4位全加器
7.6.4 16位加法器
7.7 減法器
7.7.1 半減器
7.7.2 全減器
7.7.3 4位全減器
7.8 七人投票表決器
7.9 乘法器
第8章 觸發器設計範例
8.1 R-S觸發器
8.2 J-K觸發器
8.3 D觸發器
8.4 T觸發器
第9章 時序邏輯電路設計範例
9.1 同步計數器
9.1.1 同步4位二進制計數器
9.1.2 同步二十四進制計數器
9.1.3 模為60的BCD碼加法計數器
9.2 異步計數器
9.3 減法計數器
9.4 可逆計數器
9.5 可變模計數器
9.5.1 無置數端的可變模計數器
9.5.2 有置數端的可變模計數器
9.6 暫存器
9.7 鎖存器
9.8 移位暫存器
9.8.1 雙向移位暫存器
9.8.2 串入/串出移位暫存器
9.8.3 串入/並出移位暫存器
9.8.4 併入/串出移位暫存器
9.9 順序脈衝發生器
9.10 序列信號發生器
9.11 分頻器
9.11.1 偶數分頻器
9.11.2 奇數分頻器
9.11.3 半整數分頻器
第10章 存儲器設計範例
10.1 唯讀存儲器(ROM)
10.2 隨機存儲器(RAM)
10.3 堆疊
10.4 FIFO
第11章 數字系統設計範例
11.1 跑馬燈設計
11.2 8位數碼掃描顯示電路設計
11.3 4×4鍵盤掃描電路設計
11.4 數字頻率計
11.5 桌球遊戲機
11.6 交通控制器
11.7 數字鐘
11.8 自動售貨機
11.9 計程車計費器
11.10 電梯控制器
第12章 可參數化宏模組和IP核的使用
12.1 ROM、RAM、FIFO的使用
12.2 乘法器和鎖相環的使用
12.3 正弦信號發生器
12.4 NCO IP核的使用
第13章 基於FPGA的射頻熱療系統
13.1 腫瘤熱療的生物學與物理學技術概論
13.1.1 熱療的生物學方面
13.1.2 熱療的物理技術方面
13.2 溫度場特性的仿真
13.3 射頻熱療系統設計
13.4 系統硬體電路設計
13.4.1 硬體整體結構
13.4.2 高精度數字溫度感測器DS18B20
13.4.3 Cyclone Ⅳ系列FPGA器件的特點
13.4.4 Cyclone Ⅳ GX器件的配置電路設計
13.4.5 電源電路
13.4.6 驅動電路設計
13.5 軟體實現
13.5.1 系統軟體設計電路
13.5.2 溫度測量模組
13.5.3 指定溫度設定模組
13.5.4 控制算法的選擇與設計
13.5.5 信號調製
13.5.6 溫度顯示模組
13.5.7 分頻模組
13.6 溫度場測量與控制的實驗
13.6.1 實驗材料和方法
13.6.2 實驗結果
13.6.3 實驗結果分析
13.7 結論
第14章 基於FPGA的直流電機伺服系統
14.1 電機控制發展概況
14.2 系統控制原理
14.3 算法設計
14.4 系統硬體設計原理
14.5 系統軟體設計原理
14.5.1 系統軟體設計電路
14.5.2 AD1674控制模組
14.5.3 ADC0809控制模組
14.5.4 反饋控制模組
14.5.5 前饋控制模組
14.5.6 前饋和反饋量求和模組
14.5.7 過電流控制模組
14.5.8 PWM波生成模組
14.5.9 分頻模組
14.6 系統調試及結果分析
14.6.1 硬體調試
14.6.2 可靠性、維修性、安全性分析
14.6.3 軟體調試
14.7 結論
作者簡介
周潤景教授,中國電子學會高級會員,IEEE/EMBS會員,國家自然科學基金項目“高速數字系統的信號與電源完整性聯合設計與最佳化”等多項國家級、省部級科研項目負責人,主要從事模式識別與智慧型系統、控制工程的研究與教學工作,具有豐富的教學與科研經驗。