《FPGA數字邏輯設計》是2013年出版的圖書，作者是蔡曉燕。
基本介紹
- 作者：蔡曉燕
- ISBN：9787302309758
- 頁數：163
- 定價：23.00元
- 出版時間：2013-4
- 副標題：FPGA數字邏輯設計
內容介紹,適用對象,圖書目錄,
內容介紹
《FPGA數字邏輯設計(21世紀大學本科計算機專業系列教材)》(作者蔡曉燕)是為“數字邏輯電路”等課程配套的實驗教材。作為專業基礎課程的配套實驗，其主要目的是為學生學習後續硬體類課程培養硬體設計基礎和實驗技能。《FPGA數字邏輯設計(21世紀大學本科計算機專業系列教材)》首先介紹了可程式器件、數字系統設計方法、電子設計自動化軟體、VerilogHDL程式設計方法等基礎知識。在此基礎上設計了18個實驗題目，從組合邏輯電路設計、時序邏輯電路到狀態機設計以及常用接口控制器設計。每個實驗都從理論知識入手，先給出引導性實驗，再進入設計性實驗，知識的介紹和實驗的要求循序漸進、由淺入深，不僅邏輯嚴密，而且操作性強。
適用對象
本書適合作為高等學校計算機類專業及相關專業“數字邏輯”等課程的實驗教材，也可供其他領域從事數字系統設計的工程技術人員參考。
圖書目錄
第1章邏輯器件簡介1
1.1邏輯器件概述1
1.1.1固定邏輯晶片1
1.1.2簡單PLD器件2
1.1.3CPLD器件5
1.1.4FPGA器件5
1.1.5專用積體電路9
1.2Cyclone Ⅱ系列FPGA10
1.2.1概述10
1.2.2邏輯單元12
1.2.3片記憶體儲器12
1.2.4片內乘法器16
1.2.5輸入輸出模組17
1.3DE70開發平台19
1.3.1外觀和組件19
1.3.2USBBlaster的驅動安裝22
1.3.3DE270開發板的使用25
第2章EDA技術基礎知識27
2.1數字邏輯系統設計過程27
2.2Quartus Ⅱ使用入門29
2.2.1問題分析和設計29
2.2.2利用Quartus Ⅱ完成電路仿真31
2.2.3嘗試自己設計一個實驗56
2.3Verilog HDL語言簡介56
2.3.1Verilog HDL語言程式的結構56
2.3.2邏輯系統、變數和常量582.3.3操作符和表達式60
2.3.4電路設計的三種不同形式61
第3章組合邏輯電路設計64
3.1選擇器實驗64
3.1.1二選一多路選擇器64
3.1.2四選一多路選擇器65
3.1.3實現一個多路選擇器66
3.1.4實驗內容73
3.2解碼器的設計78
3.2.124解碼器78
3.2.238解碼器81
3.2.3實驗內容85
3.3編碼器的設計88
3.3.142編碼器88
3.3.2實驗內容92
3.4三態緩衝器和多路復用器93
3.4.1一位三態緩衝器94
3.4.2實驗內容94
3.5簡單加法器和乘法器96
3.5.11位加法器96
3.5.2實現一個8位加法器97
3.5.3實驗內容104
第4章時序邏輯電路設計106
4.1觸發器和鎖存器實驗106
4.1.1RS鎖存器106
4.1.2時鐘觸發的RS鎖存器107
4.1.3D鎖存器107
4.1.4時鐘邊沿觸發的D觸發器108
4.1.5觸發器設計中的非阻塞賦值語句109
4.1.6實驗內容111
4.2暫存器實驗111
4.2.1暫存器112
4.2.2移位暫存器113
4.2.3實驗內容113
4.3計數器實驗115
4.3.1加法計數器115
4.3.2減法計數器115
4.3.3實驗內容116
4.4定時器118
4.4.1開發板上的時鐘信號118
4.4.2實驗內容118
4.5存儲器實驗119
4.5.1DE270實驗平台上的M4K119
4.5.2單時鐘簡單雙口RAM119
4.5.3實驗內容122
第5章狀態機和簡單數字系統設計124
5.1狀態機實驗124
5.1.1有限狀態機124
5.1.2簡單狀態機FSM125
5.1.3狀態機的編碼方式129
5.1.4實驗內容129
5.2雷鳥車尾燈控制器*130
5.2.1實驗目的130
5.2.2實驗內容130
5.2.3問題分析130
5.3交通控制燈實驗132
5.3.1實驗目的132
5.3.2實驗內容132
第6章簡單接口控制器設計133
6.1PS/2接口原理及實現133
6.1.1PS/2接口簡介133
6.1.2PS/2接口與FPGA的連線135
6.1.3PS/2鍵盤控制器的設計136
6.2LCD接口原理及實現138
6.2.1LCD簡介138
6.2.2LCD與FPGA的連線139
6.2.3LCD的控制器HD44780141
6.2.4LCD顯示控制器的設計147
6.3VGA接口原理及實現154
6.3.1VGA簡介154
6.3.2VGA和FPGA的連線155
6.3.3VGA顯示控制器的設計157
附錄競爭、冒險和毛刺160
附.1競爭、冒險和毛刺現象160
附.2毛刺的消除方法161
附.2.1利用冗餘項法161
附.2.2吸收法162
附.2.3鎖存法162
附.2.4信號延時法163
參考文獻164
第1章邏輯器件簡介1
1.1邏輯器件概述1
1.1.1固定邏輯晶片1
1.1.2簡單PLD器件2
1.1.3CPLD器件5
1.1.4FPGA器件5
1.1.5專用積體電路9
1.2Cyclone Ⅱ系列FPGA10
1.2.1概述10
1.2.2邏輯單元12
1.2.3片記憶體儲器12
1.2.4片內乘法器16
1.2.5輸入輸出模組17
1.3DE70開發平台19
1.3.1外觀和組件19
1.3.2USBBlaster的驅動安裝22
1.3.3DE270開發板的使用25
第2章EDA技術基礎知識27
2.1數字邏輯系統設計過程27
2.2Quartus Ⅱ使用入門29
2.2.1問題分析和設計29
2.2.2利用Quartus Ⅱ完成電路仿真31
2.2.3嘗試自己設計一個實驗56
2.3Verilog HDL語言簡介56
2.3.1Verilog HDL語言程式的結構57
2.3.2邏輯系統、變數和常量58
2.3.3操作符和表達式60
2.3.4電路設計的三種不同形式61
第3章組合邏輯電路設計65
3.1選擇器實驗65
3.1.1二選一多路選擇器65
3.1.2四選一多路選擇器66
3.1.3實現一個多路選擇器67
3.1.4實驗內容74
3.2解碼器的設計79
3.2.124解碼器79
3.2.238解碼器82
3.2.3實驗內容86
3.3編碼器的設計89
3.3.142編碼器89
3.3.2實驗內容93
3.4三態緩衝器和多路復用器94
3.4.1一位三態緩衝器95
3.4.2實驗內容95
3.5簡單加法器和乘法器97
3.5.11位加法器97
3.5.2實現一個8位加法器98
3.5.3實驗內容105
第4章時序邏輯電路設計107
4.1觸發器和鎖存器實驗107
4.1.1RS鎖存器107
4.1.2RS時鐘觸發的RS鎖存器108
4.1.3D鎖存器108
4.1.4時鐘邊沿觸發的D觸發器108
4.1.5觸發器設計中的非阻塞賦值語句111
4.1.6實驗內容112
4.2暫存器實驗113
4.2.1暫存器113
4.2.2移位暫存器114
4.2.3實驗內容115
4.3計數器實驗116
4.3.1加法計數器116
4.3.2減法計數器117
4.3.3實驗內容117
4.4定時器119
4.4.1開發板上的時鐘信號119
4.4.2實驗內容119
4.5存儲器實驗120
4.5.1DE270實驗平台上的M4K120
4.5.2單時鐘簡單雙口RAM121
4.5.3實驗內容124
第5章狀態機和簡單數字系統設計125
5.1狀態機實驗125
5.1.1有限狀態機125
5.1.2簡單狀態機FSM126
5.1.3狀態機的編碼方式129
5.1.4實驗內容130
5.2雷鳥車尾燈控制器131
5.2.1實驗目的131
5.2.2實驗內容131
5.2.3問題分析131
5.3交通控制燈實驗132
5.3.1實驗目的132
5.3.2實驗內容132
第6章簡單數字系統設計134
6.1PS/2接口原理及實現134
6.1.1PS/2接口簡介134
6.1.2PS/2接口與FPGA的連線136
6.1.3PS/2鍵盤控制器的設計137
6.2LCD接口原理及實現139
6.2.1LCD簡介139
6.2.2LCD與FPGA的連線140
6.2.3LCD的控制器HD44780142
6.2.4LCD顯示控制器的設計148
6.3VGA接口原理及實現155
6.3.1VGA簡介155
6.3.2VGA和FPGA的連線156
6.3.3VGA顯示控制器的設計158
附錄競爭、冒險和毛刺161
附1競爭、冒險和毛刺現象161
附2毛刺的消除方法162
附2.1利用冗餘項法162
附2.2吸收法163
附2.3鎖存法163
附2.4信號延時法164
參考文獻165
第1章數在計算機中的表示形式1
1.1機器數與真值1
1.2常見的機器數表示形式2
1.2.1原碼2
1.2.2補碼3
1.2.3反碼4
1.2.4原碼、補碼和反碼之間的轉換4
1.2.5移碼錶示法5
1.2.64種機器數表示形式的比較和小結6
1.3數的定點表示與浮點表示6
1.3.1定點表示法6
1.3.2浮點表示法7
1.4二十進制編碼10
1.4.1二十進制編碼特點10
1.4.28421碼10
1.5二進制信息的計量單位11
習題112
第2章計算機的基本結構與工作過程13
2.1計算機的基本結構13
2.1.1馮·諾依曼計算機基本結構13
2.1.2計算機的基本組成框圖及功能部件簡介14
2.2計算機的工作流程17
2.2.1指令與程式17
2.2.2計算機的基本工作流程18
2.3計算機系統的組成21
2.3.1硬體與軟體21
2.3.2計算機系統的基本組成21
2.4微型計算機的產生和發展22
2.4.1世界上第一個微處理器和微型計算機的誕生22
2.4.2微型計算機的發展階段22
2.5微型計算機的分類及主要技術指標24
2.5.1微型計算機的分類24
2.5.2微型計算機的主要技術指標25
2.6微型計算機的基本結構及系統組成26
2.6.1微型計算機基本結構27
2.6.2微型計算機的系統組成28
習題228
目錄微機原理與接口技術第3章微處理器的編程結構30
3.1微處理器的工作模式30
3.1.1實模式31
3.1.2保護模式31
3.1.3虛擬8086模式31
3.2微處理器的編程結構32
3.2.1程式可見暫存器32
3.2.280x86/Pentium處理器的暫存器模型32
3.3實模式下的存儲器定址37
3.3.1實模式下的存儲器地址空間37
3.3.2存儲器分段技術37
3.3.3實模式下的存儲器定址38
3.3.4堆疊42
3.4實模式I/O地址空間43
習題344
第4章定址方式與指令系統45
4.1定址方式45
4.1.1數據定址方式46
4.1.2轉移地址定址方式52
4.2指令編碼54
4.2.1指令編碼格式54
4.2.2指令編碼舉例57
4.38086指令系統57
4.3.1數據傳送指令58
4.3.2算術運算指令64
4.3.3邏輯運算與移位指令76
4.3.4串操作指令79
4.3.5轉移指令83
4.3.6處理器控制指令90
4.480286～Pentium指令系統91
習題491
第5章彙編語言的基本語法93
5.1彙編語言的特點93
5.2彙編語言程式結構和基本語法94
5.2.1示例程式94
5.2.2基本概念95
5.2.3指令語句101
5.2.4偽指令語句104
5.2.5結構與記錄111
5.2.6宏指令113
5.2.7簡化段定義116
5.3ROM BIOS中斷調用和DOS系統功能調用117
5.3.1ROM BIOS中斷調用117
5.3.2DOS系統功能調用118
5.4彙編語言程式的上機過程118
5.4.1.exe檔案的上機過程118
5.4.2.com檔案及其上機過程126
習題5128
第6章彙編語言程式設計及套用132
6.1彙編語言程式設計的基本方法132
6.1.1程式設計的基本步驟132
6.1.2程式的基本結構形式133
6.1.3子程式設計135
6.2彙編語言的編程套用137
6.2.1I/O與通信137
6.2.2聲音與時鐘138
6.2.3樂曲程式139
6.2.4鍵盤I/O143
6.2.5滑鼠器編程145
6.2.6圖形顯示148
6.3Windows彙編語言程式設計簡介152
6.3.1Windows API函式152
6.3.2動態程式庫153
6.3.3指令集選擇153
6.3.4工作模式選擇153
6.3.5函式的原型定義154
6.3.6Windows應用程式的基本結構框架154
6.3.7Win32彙編語言應用程式實例154
6.3.8MASM 32彙編與連線命令156
6.4高級彙編語言技術156
6.4.1條件彙編156
6.4.2庫的使用157
6.4.3彙編語言與高級語言的混合編程158
習題6163
第7章微處理器的內部結構及外部功能特性164
7.1微處理器的內部結構164
7.1.1匯流排接口單元BIU164
7.1.2指令Cache與數據Cache165
7.1.3超標量流水線結構165
7.1.4動態轉移預測及轉移目標緩衝器BTB166
7.1.5指令預取器和預取緩衝器168
7.1.6指令解碼器169
7.1.7執行單元EU169
7.1.8浮點處理單元FPU169
7.1.9控制單元CU170
7.2微處理器的外部功能特性170
7.2.1微處理器的外部引腳信號170
7.2.2微處理器的匯流排時序175
習題7179
第8章I/O接口與DMA技術181
8.1I/O接口概述181
8.1.1I/O接口的基本功能181
8.1.2I/O接口的基本結構182
8.1.3I/O連線埠的編址方式183
8.1.4I/O接口的地址分配184
8.1.5I/O接口的地址解碼及片選信號的產生185
8.1.6I/O指令186
8.2I/O控制方式186
8.2.1程式控制方式187
8.2.2中斷控制方式188
8.2.3DMA方式189
8.3DMA接口技術190
8.3.1DMA控制器的基本功能190
8.3.2DMA控制器的一般結構191
8.3.3DMA控制器的工作方式192
8.3.4DMA工作過程193
8.3.5可程式DMA控制器8237194
習題8195
