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内容大纲
本书以培养电子信息技术应用型人才为目标，以实际应用为背景，深入浅出地介绍了FPGA的基本技术。在内容取材上，力求反映国内外FPGA技术的新成果、新应用，简明精练；在描述方法上，既注重基本理论的介绍，力求通俗易懂；又强调理论与实践相结合，通过大量的实用例程，帮助读者更深入地了解FPGA技术及应用开发方法。
全书共8章，内容包括绪论、可编程逻辑器件、VHDL硬件描述语言基础、VHDL描述语句、有限状态机（FSM）、常用接口电路的FPGA实现、FPGA在通信系统设计中的应用及FPGA在数字信号处理中的应用等。
本书内容安排丰富，由浅入深，重点突出，强调理论与实践相结合，且书中每章都列举了一定数量的例题，章末还附有相关拓展思考题。
本书可作为高等学校电子信息类专业的本科生或研究生教材，也可作为广大数字电路或者数字系统设计开发人员的参考书。 -
作者介绍
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目录
第1章 绪论
1.1 电子设计自动化技术概述
1.1.1 EDA技术的发展历程
1.1.2 EDA的基本特征
1.2 专用集成电路设计方法
1.3 HDL的特点
1.3.1 VHDL
1.3.2 Verilog HDL
1.4 常用的FPGA工具软件
1.4.1 EDA工具
1.4.2 Xilinx公司的Vivado开发工具
概述
1.4.3 Altera公司的QuartusⅡ开发工具
概述
1.5 FPGA设计流程
1.6 EDA技术的发展趋势
拓展思考题
第2章 可编程逻辑器件
2.1 PLD简介
2.1.1 PLD概述
2.1.2 PLD的优点
2.1.3 PLD的分类
2.1.4 PLD的发展趋势
2.2 PLD的硬件结构
2.2.1 PLD的表示方法
2.2.2 PROM的结构原理
2.2.3 PLA的结构原理
2.3 CPLD的硬件结构
2.3.1 乘积项原理
2.3.2 CPLD的基本结构
2.3.3 Altera公司的CPLD器件
2.4 FPGA的硬件结构
2.4.1 查找表原理
2.4.2 FPGA的基本结构
2.4.3 Altera公司的FPGA器件
2.4.4 Cyclone V系列器件
2.5 CPLD/FPGA开发应用选择
2.5.1 PLD选择的依据
2.5.2 FPGA与CPLD的比较
拓展思考题
第3章 VHDL硬件描述语言基础
3.1 VHDL概述
3.2 VHDL结构与要素
3.2.1 库
3.2.2 程序包
3.2.3 实体
3.2.4 结构体
3.2.5 配置
3.3 VHDL文字规则
3.3.1 数字型文字
3.3.2 字符串型文字
3.3.3 标识符
3.3.4 下标名与下标段名
3.3.5 保留字
3.4 VHDL数据对象
3.4.1 常量
3.4.2 变量
3.4.3 信号
3.4.4 数据对象的比较
3.5 VHDL数据类型
3.5.1 VHDL预定义数据类型
3.5.2 IEEE预定义标准逻辑位与矢量
3.5.3 其他预定义标准数据类型
3.5.4 用户自定义数据类型
3.6 VHDL操作符
3.6.1 操作符种类
3.6.2 赋值操作符
3.6.3 逻辑操作符
3.6.4 关系操作符
3.6.5 算术操作符
3.6.6 重载操作符
3.7 VHDL预定义属性
3.7.1 值类属性
3.7.2 函数类预定义属性
3.7.3 信号类预定义属性
3.7.4 数据类型类预定义属性
3.7.5 数据范围类预定义属性
拓展思考题
第4章 VHDL描述语句
4.1 VHDL描述语句概述
4.2 顺序语句
4.2.1 变量赋值语句
4.2.2 信号赋值语句
4.2.3 wait语句
4.2.4 if语句
4.2.5 case语句
4.2.6 loop语句
4.2.7 exit语句
4.2.8 next语句
4.2.9 return语句
4.2.10 null语句
4.2.11 assert语句
4.2.12 report语句
4.2.13 过程调用语句
4.3 并行语句
4.3.1 进程语句
4.3.2 块语句
4.3.3 并行信号赋值语句
4.3.4 并行过程调用语句
4.3.5 并行断言语句
4.3.6 类属语句
4.3.7 元件例化语句
4.3.8 生成语句
拓展思考题
第5章 有限状态机
5.1 有限状态机概述
5.1.1 有限状态机的基本结构
5.1.2 有限状态机的表示方法
5.1.3 有限状态机的VHDL设计描述
5.1.4 有限状态机的设计步骤
5.1.5 有限状态机的设计模板
5.2 Moore型有限状态机设计
5.3 Mealy型有限状态机设计
5.4 FSM状态编码
拓展思考题
第6章 常用接口的FPGA实现
6.1 概述
6.2 UART接口实现
6.2.1 UART的工作原理
6.2.2 UART顶层设计的VHDL描述
6.2.3 UART发送器
6.2.4 UART接收器
6.2.5 波特率发生器
6.3 IIC接口实现
6.3.1 IIC接口工作原理
6.3.2 IIC顶层设计的VHDL描述
6.3.3 IIC核心模块的VHDL描述
6.3.4 仿真波形
6.4 SPI接口
6.4.1 SPI的工作原理
6.4.2 SPI顶层设计的VHDL描述
6.4.3 移位寄存器
6.4.4 SPI主从选择模块
6.4.5 时钟信号发生器
6.4.6 SPI控制的管理模块
6.5 VGA接口实现
6.5.1 VGA的显示原理
6.5.2 VGA的VHDL描述及其仿真波形
拓展思考题
第7章 FPGA在通信系统设计中的应用
7.1 概述
7.2 数字调制
7.2.1 数字调制的基本理论
7.2.2 数字调制的程序设计
7.2.3 数字调制的代码分析
7.2.4 数字调制的仿真波形
7.3 数字上变频和下变频
7.3.1 数字上变频和下变频的基本理论
7.3.2 数字上变频和下变频的程序设计
7.3.3 数字上变频和下变频的代码分析
7.3.4 数字上变频和下变频的波形分析
7.4 (7,4)汉明码编译码与Viterbi译码
7.4.1 (7,4)汉明码编译码
7.4.2 Viterbi算法译码
7.5 基于软件无线电的误码检测系统的实现
7.5.1 误码检测系统的基本理论
7.5.2 误码检测系统的程序设计
7.5.3 误码检测系统的代码分析
7.5.4 误码检测系统的仿真波形
拓展思考题
第8章 FPGA在数字信号处理中的应用
8.1 概述
8.2 常用的数字滤波器
8.2.1 FIR数字滤波器的基本理论
8.2.2 FIR数字滤波器的系统构成
8.2.3 FIR数字滤波器的设计实现
8.2.4 FIR数字滤波器的VHDL程序设计
8.2.5 FIR数字滤波器的仿真波形
8.2.6 IIR数字滤波器的基本理论
8.2.7 IIR数字滤波器的系统构成
8.2.8 IIR数字滤波器的设计实现
8.2.9 IIR数字滤波器的VHDL程序设计
8.2.10 IIR数字滤波器的仿真波形
8.3 时频信号变换——快速傅里叶变换
8.3.1 傅里叶变换基本理论
8.3.2 CooleyTukey FFT算法实现
8.3.3 程序设计
8.3.4 仿真波形
8.4 信号的自适应滤波
8.4.1 自适应滤波概述
8.4.2 LMS算法原理
8.4.3 自适应滤波器VHDL程序设计
8.4.4 仿真波形
8.5 数字图像的初步处理
8.5.1 边缘检测的基本原理
8.5.2 Sobel算法设计实现
8.5.3 Sobel算法程序设计
8.5.4 仿真波形
拓展思考题
附录Ⅰ Quartus Prime 18.0安装
附录Ⅱ Quartus Prime 18.0新建工程
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