嵌入式系统设计

图书标准信息

• 作者 马南 编著；韩国栋 主编；濮霞 副主编；郎宾；冯长江；段荣霞；李楠；陶炳坤；黄天辰；刘美全
• 出版社 清华大学出版社
• 出版时间 2022-07
• 版次 1
• ISBN 9787302605195
• 定价 79.00元
• 装帧 其他
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 388页
• 字数 605千字

【内容简介】

本书以FPGA为硬件平台的嵌入式系统设计是现代电子技术研究和应用的热点领域之一。为了使电类相关专业的本科高年级学生和研究生能够提高电子系统综合设计水平，了解基于FPGA的嵌入式系统设计实现的一般方法和基础知识，本书遵循由系统到单元的研究方法，以典型单元应用电路为例，通过实验的手段研究FPGA的应用开发技术。主要介绍基于FPGA的EDA基本概念和基本原理；Verilog HDL语言基本知识；FPGA开发流程中的编译、综合、仿真、适配、布局布线以及调试等环节；SOPC的基本概念及初步开发技术等内容。 本书适用于嵌入式系统设计课程以及电子技术EDA相关课程，在使用过程中可根据学生所学专业和教学层次进行裁剪和内容调整，也可以作为电子技术工程设计人员的参考书。

【作者简介】

郎宾，陆军工程大学石家庄校区教研室主任。长期从事电工电子及信息技术方向的教学和科研工作；讲授实验电子学、可编程控制器原理与应用、高频电子线路等课程。获校级教学成果一等奖1项，三等奖2项。

韩国栋，湖南科技学院副教授。主讲现代电路系统设计、嵌入式系统设计及数字逻辑等课程，出版教材9部，获军队及院校级教学成果奖3项，获全军科技进步二等奖2项，三等奖11项。

冯长江，陆军工程大学石家庄校区教授、硕导。长期从事电子测量的教学和科研工作；讲授实验电子学、电工电子实验、电子工艺技术基础等课程。曾担任军队院校电工电子教学联席会委员，出版教材4部。

濮霞，陆军工程大学石家庄校区教师。长期从事电子信息技术与应用方面的教学和科研工作。讲授实验电子学、嵌入式系统设计等课程。出版教材5部，主编专著4部，获军队及院校级教学成果奖6项。

【目录】

第1章嵌入式系统概述

1.1嵌入式系统简介

1.2嵌入式处理器的类型及应用

1.2.1ARM处理器

1.2.2DSP

1.2.3FPGA

1.3可编程逻辑器件的基本结构

1.4嵌入式系统设计流程

1.5嵌入式系统在信息化装备中的应用

1.5.1无人战车视觉图像采集与处理系统

1.5.2远程火箭炮火控系统

第2章嵌入式系统开发环境

2.1嵌入式系统开发EDA工具

2.1.1Quartus Ⅱ开发环境

2.1.2ISE开发环境

2.1.3Quartus Ⅱ与ISE的比较和选择

2.2Quartus Ⅱ开发环境基本知识

2.2.1Quartus Ⅱ设计流程和集成工具

2.2.2Quartus Ⅱ用户界面

2.3设计输入

2.3.1建立工程

2.3.2输入方式

2.4约束输入

2.4.1使用分配编辑器

2.4.2使用引脚规划器

2.4.3使用Settings对话框

2.5综合

2.5.1使用Quartus Ⅱ集成的综合工具

2.5.2使用其他EDA综合工具

2.5.3使用RTL查看器和状态机查看器分析综合结果

2.6布局布线

2.6.1设置Fitter选项

2.6.2设置物理综合优化选项

2.6.3通过反标保留分配

2.7仿真

2.7.1Quartus Ⅱ仿真器设置

2.7.2功能仿真与时序仿真

2.8编程和配置

2.8.1建立编程文件

2.8.2器件编程和配置

2.9Quartus Ⅱ软件开发过程

2.9.1原理图输入文件的建立

2.9.2图表模块输入

2.9.3原理图设计流程

第3章Verilog HDL初步

3.1硬件描述语言简介

3.1.1概述

3.1.2Verilog HDL

3.1.3VHDL

3.1.4Verilog HDL与VHDL的比较

3.2Verilog HDL的语法规则

3.2.1词法规定

3.2.2逻辑值集合

3.2.3常量及其表示

3.2.4变量的数据类型

3.2.5Verilog HDL运算符

3.2.6赋值语句

3.3Verilog HDL基础与程序结构

3.3.1模块

3.3.2时延

3.3.3常用语句

3.3.4系统任务和函数

3.3.5编译指令

3.4Verilog HDL的建模

3.4.1门级元件

3.4.2数据流建模

3.4.3行为级建模

3.4.4结构化建模

3.4.5混合设计描述方式

3.5基于Verilog HDL的数字电路基本设计

3.5.1简单组合逻辑设计

3.5.2简单时序逻辑电路的设计

3.5.3利用条件语句实现较复杂的时序逻辑电路

3.5.4设计时序逻辑时采用阻塞赋值与非阻塞赋值的区别

3.5.5用always块实现较复杂的组合逻辑电路

3.5.6在Verilog HDL 中使用函数

3.5.7在Verilog HDL中使用任务

3.5.8利用有限状态机进行复杂时序逻辑的设计

3.5.9利用状态机的嵌套实现层次结构化设计

3.5.10通过模块之间的调用实现自顶向下的设计

第4章嵌入式系统硬件基础

4.1嵌入式器件及开发技术发展趋势

4.1.1FPGA与CPLD的比较

4.1.2下一代可编程逻辑设计技术展望

4.1.3EDA设计方法发展趋势

4.2FPGA系统设计基础

4.2.1Altera FPGA/CPLD的结构

4.2.2FPGA设计工具

4.2.3FPGA设计流程

4.2.4FPGA与其他嵌入式处理器的协同处理系统设计

4.3嵌入式系统电路板设计

4.3.1信号完整性

4.3.2电源完整性设计

4.3.3功耗分析和热设计

4.3.4高速PCB设计注意事项

第5章SOPC技术

5.1SOPC硬件开发环境及硬件开发流程

5.2Nios Ⅱ IDE集成开发环境

5.3SOPC Builder设计流程

5.4Nios Ⅱ体系结构

5.4.1Nios Ⅱ处理器系统

5.4.2AvalonMM总线架构

5.5Nios Ⅱ系统典型应用

5.6DSP Builder工具

5.6.1DSP Builder设计流程

5.6.2DSP Builder与SOPC Builder一起构建系统

5.7Avalon总线规范

5.7.1Avalon总线

5.7.2Avalon交换结构

5.7.3Avalon互连规范基本概念

5.7.4Avalon总线信号

5.7.5Avalon的中断与复位信号

5.8SOPC软件设计流程和方法

5.8.1SOPC Builder简介

5.8.2SOPC Builder设计流程

5.9IP核

5.9.1IP的概念

5.9.2Altera IP核

5.9.3Altera IP核在设计中的作用

5.9.4使用Altera IP核

第6章嵌入式系统设计实训

6.1嵌入式系统开发环境基本操作

6.2数字器件（计数器）EDA设计

6.3数字锁相环设计

6.4字符LCD液晶显示控制

6.5高速A/D数据采集和高速D/A接口实验

6.6矩阵键盘控制接口

6.7正弦信号发生器设计

6.8AIC23语音采集处理系统实验

6.9SOPC标准系统硬件平台的定制

6.10直流电机直流脉宽调制(PWM)实验

附录ABICEEDA/SOPC IEELS实验开发平台简介

附录BUSB Blaster下载器的安装

参考文献