FPGA设计实战演练(高级技巧篇)

作者:王敏志

丛书名:电子设计与嵌入式开发实践丛书

定价:55元

印次:1-6

ISBN:9787302404439

出版日期:2015.10.01

印刷日期:2019.10.21

图书责编:刘星

图书分类:教材

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现代FPGA的结构越来越复杂,多时钟域的设计现在已是常态。对于功能电路来说,复位结构都必不可少。在同步逻辑设计中如何很好地处理异步复位,甚至在多时钟域之间传递(异步)复位信号也是逻辑工程师经常面临的挑战。本书除专门介绍了上述电路的设计方法外,还介绍了状态机的设计。在介绍这些通用电路结构的基础上,还介绍了代码优化以及如何对设计进行综合与布局布线优化方面的相关内容。 本书可供通信工程、电子工程、计算机、微电子等专业并有一定FPGA开发基础的在校大学生、研究生参考,也可作为硬件工程师、FPGA工程师的工具书。

王敏志,祖籍湖南,男,汉族,出生于1978年6月。曾就职于多家科研院所,从事过雷达、通信以及医疗电子方面的研发工作。常混迹于各大电子期刊网站,多以coyoo、湘攸客为名发布技术文章或学习博客,编著了《深入理解ALTERA FPGA应用设计》。自参加工作以来参与过多型舰载雷达的研发工作,主要负责数字电路方面开发,包括电路设计、DSP以及FPGA编程。FPGA从使用Xilinx的Virtex系列起步,后转投Altera怀抱参与分销其产品,进行现场技术支撑工作多年。目前作者专心投入研发工作,方向是医疗仪器,希望为祖国的医疗事业贡献自己的微薄力量。大型医疗器械跟雷达一样,也包括信号采集、整形、采样、数字数据处理最后送到显示器显示。所以大规模FPGA也有其大展身手的机会,而小规模器件比如CPLD也可以发挥其控制管理的优势。

设计者学习FPGA开发,有时难免会面临一些选择。对于初学者来说,从来就面临着学习哪种硬件语言,采用哪家平台的问题。而实际应用中,不管使用哪种语言,设计采用哪家的器件,其相互之间都可以转换,彼此存在共通的东西。本书就是希望通过介绍一些通用电路的设计技巧,使读者能够掌握FPGA逻辑设计的基本指导原则以及代码优化方法。书中尽量通过实例介绍如何描述硬件电路,某些实例代码还提供了两种HDL语言的对比。 一、 本书的由来 一直在想,是否可以写这样一本参考书,不管大家学习哪种语言,使用哪家器件,都可以作为很好的参考。 在答复一些正在学习FPGA的同学或工程师的问题时,也常被人问及两个问题,一个是怎么学习FPGA的设计开发?另一个是如何学好FPGA的设计开发?前一个问题是FPGA开发如何入门的问题; 而后一个则是FPGA开发如何进阶的问题。本书主要讨论第二个问题。 在收到了清华大学出版社编辑刘星的约稿邮件并与之讨论了本人的上述想法后,编写一本面对高级FPGA开发工程师的参考书的想法便顺理成章地开始实施了。 二、 本书特点 现在有很多有关FPGA开发方面的书籍,其中大部分都不错,但比较遗憾的是,很多书都过多地介绍了开发工具或软件。本书希望多从纯粹逻辑设计的角度入手,尽量减少开发工具的介绍,大量介绍通用电路的设计开发技巧。 根据笔者多年的工作体会,感觉FPGA工程师还是应该掌握一些电路设计方面的知识,故本书开篇即从FPGA硬件电路设计开始。FPGA工程师在对设计进行系统联调时,如果对电路设计不了解,很可能会妨碍逻辑设计中故障的排除。 逻辑设计是FPGA设计的核心,所以本书的重点...

目录
荐语
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第1章从PCB开始研究FPGA设计问题

1.1基于FPGA的高速电路板设计

1.1.1PCB材料选择

1.1.2PCB上的传输线走线

1.1.3阻抗计算

1.1.4降低串扰和维持信号完整性的布线方法

1.2FPGA的电源供电

1.2.1供电要求

1.2.2PCB设计的电源和地叠层分布

1.3退耦电容

1.3.1为何需要退耦电容

1.3.2计算电容值

1.3.3电容的摆放

1.4小结

第2章如何处理逻辑设计中的时钟域

2.1PLL对时钟域的管理

2.2单比特信号跨时钟域的同步处理

2.2.1亚稳态及其危害

2.2.2处理亚稳态的经典办法——双触发

2.2.3使用三级触发器对亚稳态进行同步处理

2.2.4如何同步快速信号到慢速时钟域

2.3多比特信号跨时钟域同步处理

2.3.1多比特信号融合

2.3.2多周期路径规划

2.4使用FIFO结构处理多比特跨时钟域信号

2.5多时钟域设计分区划分

FPGA设计实战演练(高级技巧篇)

2.5.1在时钟边界划分分区

2.5.2多时钟域分区划分后的静态时序分析

2.5.3对多周期规划逻辑设计进行分区划分

2.6设计中的门控时钟行波时钟的处理

2.6.1衍生时钟处理指导原则一

2.6.2衍生时钟处理指导原则二

2.6.3衍生时钟处理指导原则三

2.6.4衍生时钟处理的其他方法

2.7小结

第3章正确分析衍生时钟

3.1实... 查看详情

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