FPGA应用开发是电子类专业以及相关专业的技术主干课。目前,有关FPGA应用开发方面的教材大多与开发实用的应用系统有差距。基于这一点,编著者结合Basys2开发板和Basys3开发板,对以前编写的《Xilinx FPGA应用开发》(清华大学出版社,2015年)一书进行整理、改版,增减了相关案例,使其更加有代表性、先进性和实用性。
本书的编写基于一套开发环境: Basys2开发板和Basys3开发板、ISE集成开发环境和Vivado集成开发环境。
编著者长期从事硬件描述语言、数字系统设计以及FPGA应用开发等课程的教学工作。在教学过程中,不断地充实和完善讲义,提炼了27个典型的实战项目。
本书共分4个部分,以27个实战项目为主线,按照知识递进、难度递进的原则,根据实战项目的知识点来组织内容。
第1部分以4个实战项目为主线,介绍FPGA应用开发基础知识,包含第1章和第2章,涉及的知识点包括本书采用的硬件平台、ISE集成开发环境、Vivado集成开发环境以及Verilog HDL硬件描述语言。
第2部分以10个实战项目为主线,介绍FPGA在简单数字电路设计中的应用,包括第3章和第4章,涉及的知识点包括基本门电路、比较器、数据选择器、编码器、译码器、ALU、D触发器、寄存器、计数器、分频器以及秒表计数器等电路。
第3部分以12个实战项目为主线,介绍FPGA与外设接口的应用设计,包括第5章和第6章,涉及的知识点包括拨码开关、LED灯、按键、数码管、液晶和VGA。
第4部分以1个实战项目为主线,介绍一款CPU的设计,包括第7章,涉及的知识点有处理器设计的核心元素,包括指令集、数据路径、控制器,以及处理器的验证技术(包括仿真验证和FPGA验证)。
书中的内容全部符合IEEE 1364—2001标准。
本书的特色是: ①以实战项目为主线编排教学内容; ②实战项目大多来源于实践,方便开展实践教学; ③实战项目设计遵从自顶向下的理念,便于读者理解和掌握; ④实战项目大多配套了项目描述视频,可直观感受目标效果,扫描实战项目处的二维码文件即可观看。
根据教学计划,本书对56~108学时的课程都是适用的,建议授课28学时左右,其余时间作为实践教学环节。书中章节的次序和内容可依各专业要求酌情调整。
本书主要面向高等院校应用型本科、专科电子类专业EDA技术和FPGA应用开发等课程,推荐作为授课教材或主要参考书。
本书的出版得到了广东省高等教育品牌专业建设项目(2016gzpp126)、广东省教育教学成果奖培育项目(JXCG201518)、全国高等院校电子信息类课程教学资源建设项目(GXH201522)、校级精品资源共享课程建设项目(10600150102010245)和校级教材建设项目“FPGA应用开发”的资助。
本书由贺敬凯编著,陈庶平参加了部分章节的排版与校对工作。本书在编写过程中引用了许多学者的著作和论文中的研究成果,也得到了依元素科技公司、Digilent公司的帮助,在此一并表示感谢!
由于编著者水平有限,书中不足之处在所难免,请广大读者批评、指正,并且可与编著者联系,QQ: 2372775147。
本书提供PPT课件和源代码,有需要的读者可向出版社索取。
编著者2017年6月