前言 随着半导体技术的不断发展和进步，数字系统的设计方法发生了很大的变化，由中小规模集成度的标准通用集成电路，向用户定制的专用集成电路(ASIC)过渡。现代较复杂的数字系统，若采用SSI/MSI器件来设计，不仅要占用很大的物理空间，而且功耗较大，可靠性差； 采用LSI/VLSI器件的专用电路设计，则具有相当高的系统集成度和相对小的功耗，可靠性强，但开发周期长，开发费用高，投资强度大，具有一定的风险性。基于EDA技术的FPGA芯片设计正在成为数字系统设计的主流。FPGA技术因其功能强大、开发工程投资小、周期短、可反复编程、保密性能好、开发工具智能化等特点，在电子、通信等领域得到了广泛的应用，成为数字系统设计领域中的重要器件之一。新一代的FPGA甚至集成了中央处理器（CPU）或数字处理器（DSP）内核，在一片FPGA上进行软硬件协调设计，为实现片上可编程系统（System On Programmable Chip，SOPC）提供了强大的硬件支持。 本教材按照Verilog数字系统设计的前端设计流程编写，从Verilog HDL、HDL编码指南、逻辑验证到测试平台等，这部分内容也是FPGA应用所必需的，在此基础上对当前主流的Altera FPGA/CPLD器件的应用进行了详细的介绍，最后对可编程片上系统(SOPC)也进行了深入的探讨。为便于学生练习，每章都提供了大量的实例，并且有专门的章节介绍数字系统设计实例。教材最后的附录是常用的EDA软件的使用指南。整本教材显得有血有肉，即使没有太多经验的读者，也很容易上手。 本版是在前一版本的基础上，经过改革实验、总结提高、修改增删而成的。更新章节说明如下。 第1章绪论部分，根据集成电路发展修改了部分背景知识。 第2章精选内容，推陈出新，并针对关键语法知识引入从简单到复杂的例程，读者可以按照这些例题实际操作。 第3章从层次化设计的角度，引入不同的建模方式的解释，力求做到通俗易懂、适教适学。 第4章围绕如何实现Verilog有限状态机设计，介绍FSM的基本知识，以同一实例的不同实现方式对比说明一段式、两段式及三段式的优缺点。最后给出根据状态机图和算法状态机图（ASM图）实现Verilog有限状态机设计的综合实例。 第5章原版本只介绍了Verilog代码规范，而代码规范之后的一个境界是优良的代码风格，代码风格不同于代码规范，其重点强调逻辑上的风格，同样的功能使用不同的代码风格，代码综合面积可能是几倍的关系。增加了基于数字系统设计的一些基本原则和设计技巧的代码风格，这些代码风格不仅适用于ASIC设计，同时也适用于FPGA设计。 第6章在原版基础实例上，增加了三个应用实例，展示对复杂设计的测试代码的编写方法，而不是停留在课程知识认知层。 附录A 介绍常用EDA软件使用指南，以文本输入法设计电路实例、混合输入法完成层次化设计实例及嵌入式锁相环宏功能模块使用实例为例介绍Quartus Ⅱ软件的使用。 本书中全部设计实例在Quartus Ⅱ 9.1或ModelSim 10.1a软件环境下编译通过，授课教师在教学过程中酌情考虑取舍。 本书由上海电力大学“FPGA应用开发”课程教学团队编写，该课程为上海高校市级精品课程和上海高等学校一流本科课程。本书的教学视频可以在“智慧树”网站搜索“FPGA应用开发”课程进行观看。 本书由赵倩担任主编，第2章由赵倩编写，第1、7章由叶波编写，第3章由邵洁编写，第4、5章由赵倩和周多共同编写，第6章由叶波和赵倩共同编写，第8章由周多编写，第9章由赵倩、林丽萍、周多共同编写，第10章由林丽萍编写，附录由赵倩和林丽萍共同编写。全书由赵倩负责策划、组织整理和定稿。 我们真诚地希望读者对书中的疏漏和错误给予批评指正。 编者 2022年2月于上海

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