目录

第1章数字信息技术平台

1.1数字信息时代的发展需求

1.1.1信息时代的来临及其特征

1.1.2信息的度量与变换处理

1.1.3半导体技术和数字集成电路的发展

1.1.4集成电路的现场可编程性需求

1.2存储器和现场可编程性

1.3基于通用微处理器的信息处理技术

1.4DSP技术及其应用

1.5专用数字集成电路设计

1.6系统级FPGA计算平台的特点

1.7本书结构

习题

参考文献

第2章系统级FPGA硬件结构

2.1PLD和FPGA的整体结构

2.1.1传统PLD器件的单元结构

2.1.2数据通路与FPGA

2.2常用的硬件可编程技术

2.2.1配置数据和用户数据的区别

2.2.2基于存储的配置技术

2.3经典FPGA的硬件结构

2.3.1可编程逻辑单元

2.3.2可编程互连结构

2.3.3可编程IO单元

2.4系统级FPGA结构特点

2.4.1嵌入式存储器

2.4.2嵌入式微处理器软硬核比较

2.4.3嵌入式DSP模块

2.5可编程逻辑单元结构比较

习题

参考文献

第3章基于FPGA的数字电路设计

3.1高级描述语言编译和芯片版图生成流程

3.1.1基于通用处理器的软件编译流程

3.1.2基于EDA工具的数字电路设计流程

3.2基于FPGA的数字电路设计流程

3.3基于LUT的FPGA工艺映射

3.3.1枚举算法

3.3.2逻辑单元块打包

3.3.3逻辑再综合

3.4时序驱动的布局布线和物理综合时序优化技术

3.4.1时序驱动布局与布线

3.4.2物理综合技术

3.5时序分析

3.5.1动态时序仿真和静态时序分析

3.5.2时序图

3.5.3延时计算

3.5.4关键路径

3.5.5建立时间和保持时间检查与分析

3.6基于JTAG的在线分析技术

3.6.1JTAG基本结构和原理

3.6.2基于JTAG软扫描链的在线分析方法

3.7ASIC和FPGA设计规范比较

习题

参考文献

第4章基于FPGA的嵌入式系统硬件设计

4.1嵌入式系统及其FPGA实现

4.1.1FPGA在嵌入式系统中的应用

4.1.2FPGA在可编程片上系统设计中的应用

4.2嵌入式微处理器

4.2.1ARM

4.2.2PowerPC

4.2.3Nios Ⅱ

4.2.4MicroBlaze和PicoBlaze

4.3片上总线

4.3.1Avalon总线

4.3.2AMBA总线

4.3.3CoreConnect总线

4.3.4Wishbone总线

4.3.5四种片上总线的比较

4.4自定义外设电路的设计

4.4.1自定义外设的结构

4.4.2基于Xilinx FPGA的外设接口设计实例

4.4.3基于Altera FPGA的外设接口设计实例

4.5基于Altera FPGA的嵌入式系统硬件设计

4.5.1SOPC Builder简介

4.5.2SOPC Builder设计流程

4.6基于Xilinx FPGA的嵌入式系统硬件设计

4.6.1Platform Studio简介

4.6.2Platform Studio设计流程

习题

参考文献

第5章基于FPGA的嵌入式系统软件开发

5.1嵌入式系统软件开发概述

5.2嵌入式系统软件结构

5.3嵌入式系统软件开发工具

5.4自定义外设驱动设计

5.4.1设备驱动程序的层次结构

5.4.2基于Altera FPGA的外设驱动设计实例

5.4.3基于Xilinx FPGA的外设驱动设计实例

5.5Altera与Xilinx的软件设计工具

5.5.1Altera Nios Ⅱ IDE

5.5.2Xilinx Platform Studio和SDK

习题

参考文献

第6章基于FPGA的可重构系统

6.1可重构计算概述

6.2可重构系统及其分类

6.2.1系统耦合方式

6.2.2可重构单元粒度

6.2.3系统重构方式

6.3模块化的部分可重构系统设计方法

6.3.1设计方法

6.3.2设计流程

6.4可重构系统设计实例

6.5本章小结

习题

参考文献

第7章系统级FPGA综合设计实例

7.1DE2开发板简介

7.2应用实例硬件设计

7.2.1系统架构设计

7.2.2顶层模块实现

7.3自定义外设及其驱动程序设计

7.3.1SRAM接口组件

7.3.2七段数码显示组件

7.3.3I2C接口组件

7.3.4音频输入/输出接口组件

7.4软件设计

参考文献

附录A七段数码管显示设计实验

附录B七段数码管计数实验

附录C字符串滚动显示实验

附录D英文缩写对照表