本书是配合《EDA原理及应用》（何宾编著,清华大学出版社,2009) 、《片上可编程系统原理及应用》（何宾编著,清华大学出版社,2009) 、《Xilinx可编程逻辑器件设计详解》(何宾编著,清华大学出版社,2010)而专门编写的一本针对数字系统和片上可编程系统设计的教学实践用书。随着可编程逻辑器件集成度和功能的增强，基于可编程逻辑器件的设计朝着复杂数字系统和片上可编程系统的方向发展，并且在逐步改变传统的设计方法和设计手段。为了使读者在学习相关设计理论和设计方法的基础上，掌握这些新的设计方法和手段，特编写该书。

本书将数字系统和片上可编程系统的设计理论和设计方法融合到具体的设计实例中，书中设计案例的开发使用了美国Xilinx公司的Xilinx ISE 的Design Suite10.1软件工具包，并且在美国Digilent公司的Nexys2板卡上进行验证和测试。在编写设计本书设计实例的过程中，按照设计实例的难度由易到难来安排本书内容，这样使读者更容易自学和系统掌握设计方法。

本书设计案例主要包含数字系统设计和片上可编程系统设计两方面的内容。数字系统设计方面主要包含了组合逻辑电路设计、算术逻辑单元设计、时序逻辑电路设计、有限自动状态机设计、计算机接口设计、FC16 CPU设计、俄罗斯方块游戏设计和ChipScope软件调试数字系统设计几个部分的内容；片上可编程系统设计方面主要包含基于EDK的设计流程和Web服务器的设计。同时，为了读者能掌握相关软件和硬件平台的设计原理，还包含了Nexys2平台的介绍、Nexys2板的ISE教程和Nexys2开发板电路原理图和PCB图等部分。

作者在编写本书时，参考了Richard E.LHskell和Darrin M.Hanna两位教授所著的learning by Example Using VHDL-Basic Digital Design With a BASYS FPGA Board和learning by Example Using VHDL-Advanced Digital Design With a Nexys-2 FPGA Board书中的一些设计实例，以及美国Digilent公司所提供的设计实例，这些设计实例是本书宝贵的素材。通过该书的编写也想把国外大学数字系统设计课程方面先进的实验课教学资料介绍给国内的广大读者，使得他们通过该书的学习掌握Xilinx公司ISE软件工具包和硬件平台的使用方法和设计手段。为了方便广大读者学习本书内容，还随书配送了光盘，光盘中包含了本书所有的设计实例。本书不仅可以作为高等院校相关专业学习数字系统设计和片上可编程系统设计的教学参考用书，也可作为从事相关教学和科研工作者的参考用书。

本书由下面几位作者协助编写完成，他们分别是王纲领（负责第3～5章内容的编写）、常晓磊（负责第6、7章内容的编写）、刘一民（负责第10、11章内容的编写）、刘静（负责附录A的编写）。全书由何宾负责统稿。感谢美国Xilinx大学合作计划和美国Digilent公司为本书的编写所提供的软件及硬件平台资源，同时也感谢清华大学出版社的领导和编辑，由于他们的努力工作，才使本书能很快地和广大读者见面。

由于作者能力有限，书中难免有疏漏之处，恳请广大读者批评指正，不吝赐教。

作 者2009年12月于北京