本书基于信息时代的特征和发展需求，分析并比较了各种可编程技术和可编程器件的特点，阐述了系统级FPGA的优越性，并介绍可编程逻辑器件的基础知识、基本原理和软硬件协同设计方法。本书并不从已有的商用FPGA器件和软件工具的角度介绍系统级FPGA的结构和应用技术，而是从可编程性这项核心技术出发，介绍了实现可编程性的底层硬件结构、设计数字电路所需要的EDA算法和软硬件协同设计技术，然后以商用FPGA器件和软件工具作为示例说明。这样可以把握商用器件结构及其开发环境的技术途径、发展趋势以及与其他信息技术的融合与交互过程。 全书共有7章。在第1章介绍数字信息技术平台后，第2章开始介绍与软件可编程性相对的各种硬件可编程技术和可编程硬件资源结构。第3章从通用型CPU的编译流程出发，介绍基于FPGA的数字电路设计流程和逻辑综合、工艺映射、布局布线、时序分析、基于JTAG的在线分析技术等内容。第4章和第5章分别介绍基于系统级FPGA的嵌入式系统的硬件和软件设计方法，主要讨论常见的微处理器、片上总线和自定义外设电路的设计方法和嵌入式系统软件开发技术。第6章介绍基于FPGA的可重构系统及其设计方法。第7章通过一个嵌入式系统设计实例对前面各章所学到的知识进行应用。本书附录部分还提供了一些上机材料。 本书适合高等院校或研究机构电子信息和计算机技术专业高年级大学生或研究生阅读，同样可供通信、机电类研究生、大学教师、电子电路设计和测试工程师等参考。

前言 2004年Intel公司由于功耗等技术原因取消了单核处理器的后续研发计划，标志着通用型CPU进入了多核时代,这就意味着CPU性能的提高必须突破之前主要依赖于半导体工艺技术进步的技术途径。在通用型处理器结构方面，ALU算术逻辑单元所占的芯片面积不到10%，这就是说CPU内部大部分的晶体管面积和功耗都不是直接用于算术逻辑运算，而是被多级高速缓存、指令译码、存储控制与管理、分支预测等辅助单元所占用，因此，通用型CPU的计算和功耗效率是非常低的。相比较而言，GPU处理器面向图形处理等应用，大大简化了内部的高速缓存和控制逻辑单元，从而让更多的晶体管直接参与计算，使得一个芯片内部包含上百个计算核。在2010年11月公布的全球最快超级计算机TOP500榜单中，“天河一号”超级计算机采用了GPU加速结构而首次让中国的机器位于排行榜榜首。 　　但不管是通用型CPU、GPU或者DSP处理器，其核心结构都是基于1945年冯·诺依曼等人提出的“存储程序计算机”结构，其中存储单元和计算单元在硬件上就是分开的。处理器的运行过程包括取指令、译码、取数、执行、结果返回等流水线过程，其中只有中间的“执行”这一步骤是真正用于计算的。因此，为了充分发挥半导体工艺技术进步带来的成果，提高芯片的性能和能耗效率，必须从底层的核心硬件结构和执行方式进行突破，从而让大部分晶体管能够直接参与计算任务。 　　可编程逻辑器件从20世纪80年代以来发展非常迅速。由于早期可编程逻辑器件的接口功能强大，因此它主要用于胶合逻辑应用。后来逐步放弃了基于可编程与或阵列的核心结构，采用了基于查找表的可编程单元结构...