{正版现货新书} FPGA设计实例:VHDL实战指南 9787111798163 (美) 曲邦平 (Pong P. Chu) , 著

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作者(美) 曲邦平 (Pong P. Chu) , 著

出版社机械工业出版社

ISBN9787111798163

出版时间2026-01

装帧平装

开本26

定价149元

货号200179745

上书时间2026-01-31

商品详情

品相描述：全新

商品描述: 作者简介
曲邦平（Pong P. Chu）博士是俄亥俄州克利夫兰州立大学电子和计算机工程系的副教授。他教授本科生和研究生水平的数字系统和计算机架构课程超过十年，并获得了美国国家科学基金会和克利夫兰州立大学的教学资助。

目录
目录译者序原书前言致谢第一部分基本数字电路第1章门级组合电路3 1.1简介3 1.2一般描述3 1.2.1基本词汇规则4 1.2.2库和包4 1.2.3实体声明4 1.2.4数据类型与操作符5 1.2.5结构体5 1.2.62位比较器代码6 1.3结构描述7 1.4testbench8 1.5参考书目10 1.6参考实验10 1.6.1门级大于电路代码11 1.6.2门级二进制译码器代码11 第2章FPGA及EDA软件概述12 2.1简介12 2.2FPGA12 2.2.1通用FPGA器件概述12 2.2.2Xilinx Spartan-3器件概述13 2.3Digilent S3开发板概述14 2.4开发流程16 2.5Xilinx ISE Project Navigator概述17 2.6ISE Project Navigator简明教程19 2.6.1创建工程和HDL代码20 2.6.2创建testbench及执行RTL仿真22 2.6.3添加约束文件综合和实现代码22 2.6.4生成并下载配置文件至FPGA芯片23 2.7ModelSim HDL仿真器简明教程26 2.8参考书目30 2.9参考实验30 2.9.1门级大于电路30 2.9.2门级二进制译码器31 FPGA设计实例：VHDL实战指南目录第3章寄存器传输级组合逻辑电路32 3.1简介32 3.2寄存器传输级元件32 3.2.1关系运算符33 3.2.2算术运算符33 3.2.3其他相关综合的VHDL结构35 3.2.4总结36 3.3并发赋值语句的分布电路37 3.3.1条件信号赋值语句37 3.3.2选择信号赋值语句39 3.4行为建模41 3.4.1进程41 3.4.2时序信号赋值语句42 3.5if语句和case语句的布线电路42 3.5.1if语句42 3.5.2case语句44 3.5.3并发语句的比较45 3.5.4意外生成的存储器47 3.6常量和属性48 3.6.1常量48 3.6.2属性49 3.7设计实例51 3.7.1十六进制七段LED译码器51 3.7.2“符号-幅值”加法器54 3.7.3桶式移位器56 3.7.4简化的浮点加法器58 3.8参考书目63 3.9参考实验63 3.9.1多功能桶式移位器63 3.9.2双优先级编码器63 3.9.3BCD码增量器63 3.9.4浮点数大于比较电路64 3.9.5浮点数和有符号整型转换电路64 3.9.6增强型浮点数加法器64 第4章常规时序电路65 4.1简介65 4.1.1D触发器和寄存器65 4.1.2同步系统66 4.1.3代码开发67 4.2触发器和寄存器的HDL代码67 4.2.1D触发器67 4.2.2寄存器70 4.2.3寄存器文件71 4.2.4Xilinx Spartan-3器件的存储元件72 4.3简单的设计举例72 4.3.1移位寄存器72 4.3.2二进制计数器及其转换形式74 4.4时序电路的testbench77 4.5案例学习81 4.5.1LED时分复用电路81 4.5.2秒表87 4.5.3FIFO缓冲器91 4.6参考书目96 4.7参考实验96 4.7.1可编程的方波生成器96 4.7.2PWM和LED调节器96 4.7.3旋转的方形图案电路96 4.7.4心跳电路96 4.7.5可轮换的LED标语电路97 4.7.6增强的秒表97 4.7.7栈（Stack）97 第5章有限状态机98 5.1简介98 5.1.1Mealy输出和Moore输出98 5.1.2有限状态机表示方法98 5.2有限状态机编码设计100 5.3设计举例103 5.3.1上升沿检测器103 5.3.2去抖电路108 5.3.3测试电路111 5.4参考书目113 5.5参考实验113 5.5.1双沿检测器113 5.5.2另一种去抖电路113 5.5.3停车场占用计数器114 第6章FSMD115 6.1简介115 6.1.1单个RT操作115 6.1.2ASMD图115 6.1.3带寄存器的判决盒117 6.2FSMD的代码开发118 6.2.1基于RT理论的去抖电路118 6.2.2带有数据路径元件的编码120 6.2.3带有隐含数据路径元件的编码122 6.2.4对比123 6.2.5测试电路124 6.3设计实例126 6.3.1斐波那契电路126 6.3.2除法电路128 6.3.3二进制数向BCD码转换电路131 6.3.4周期计数器134 6.3.5精确的低频计数器137 6.4参考书目140 6.5参考实验140 6.5.1另一种去抖电路140 6.5.2BCD码向二进制数转换电路141 6.5.3带有BCD I/O的斐波那契电路：设计方法1141 6.5.4带有BCD I/O的斐波那契电路：设计方法2141 6.5.5尺度自适应的低频计数器142 6.5.6反应定时器142 6.5.7巴贝奇差分机模拟电路143 第二部分I/O模块第7章UART147 7.1简介147 7.2UART接收子系统147 7.2.1过采样步骤148 7.2.2波特率发生器148 7.2.3UART接收器149 7.2.4接口电路151 7.3UART发送子系统154 7.4UART总系统简述156 7.4.1完备的UART核156 7.4.2UART验证配置158 7.5定制一个UART162 7.6参考书目162 7.7参考实验162 7.7.1全功能UART162 7.7.2带波特率自动检测功能的UART163 7.7.3带有波特率及校验位自动检测电路的UART164 7.7.4UART控制的秒表164 7.7.5UART控制的LED标语164 第8章PS2键盘165 8.1简介165 8.2PS2接收子系统165 8.2.1PS2端口的物理接口165 8.2.2设备到主机的通信协议165 8.2.3设计与代码166 8.3PS2键盘扫描码169 8.3.1扫描码概述169 8.3.2扫描码监测电路170 8.4PS2键盘接口电路172 8.4.1基本设计与HDL代码172 8.4.2验证电路174 8.5参考书目177 8.6参考实验177 8.6.1键盘接口转化Ⅰ177 8.6.2键盘接口转化Ⅱ177 8.6.3带看门狗定时器的PS2接收子系统177 8.6.4键盘控制的秒表177 8.6.5键盘控制的移动LED标语178 第9章PS2鼠标179 9.1简介179 9.2PS2鼠标协议179 9.2.1基本操作179 9.2.2基本的初始化程序180 9.3PS2传输子系统181 9.3.1主机到PS2设备的通信协议181 9.3.2设计和代码182 9.4双向的PS2接口185 9.4.1基本设计和代码185 9.4.2验证电路186 9.5PS2鼠标接口189 9.5.1基本设计189 9.5.2测试电路191 9.6参考书目192 9.7参考实验192 9.7.1键盘控制电路193 9.7.2增强的鼠标接口193 9.7.3鼠标控制七段LED显示器193 第10章外部SRAM194 10.1简介194 10.2IS61LV25616AL SRAM的说明194 10.2.1框图和I/O信号194 10.2.2时序参数196 10.3基础存储控制器198 10.3.1框图198 10.3.2时序需求199 10.3.3寄存器文件与SRAM200 10.4安全设计200 10.4.1ASMD图200 10.4.2时序分析201 10.4.3HDL编码（执行）202 10.4.4基础测试电路204 10.4.5全面的SRAM测试电路206 10.5更主流的设计211 10.5.1时序问题211 10.5.2可选设计Ⅰ211 10.5.3可选设计Ⅱ213 10.5.4可选设计Ⅲ214 10.5.5Xilinx公司的高级FPGA特点215 10.6参考书目216 10.7参考实验216 10.7.1512K×16位配置的存储器216 10.7.21M×8位配置的存储器216 10.7.38M×1位配置的存储器217 10.7.4扩展存储器实验电路217 10.7.5可选设计Ⅰ的测试电路和存储控制器217 10.7.6可选设计Ⅱ的测试电路和存储控制器217 10.7.7可选设计Ⅲ的测试电路和存储控制器217 10.7.8DCM的存储控制器217 10.7.9高性能存储控制器217 第11章Xilinx Spartan-3专用存储器218 11.1简介218 11.2Spartan-3器件的内部存储器218 11.2.1概述218 11.2.2对比219 11.3添加存储器模块的方法219 11.3.1通过HDL元件实例化产生存储器模块219 11.3.2通过核生成器产生存储器模块220 11.3.3通过HDL模型产生存储器模块220 11.4存储器HDL模板221 11.4.1单端口RAM221 11.4.2双端口RAM223 11.4.3ROM225 11.5参考书目228 11.6参考实验228 11.6.1基于块RAM的FIFO228 11.6.2基于块RAM的堆栈228 11.6.3基于ROM的原码加法器228 11.6.4基于ROM的sin(x)函数229 11.6.5基于ROM的sin(x)与cos(x)函数229 第12章VGA控制器Ⅰ：图形230 12.1简介230 12.1.1CRT的基本工作方式230 12.1.2S3板上的VGA端口231 12.1.3视频控制器232 12.2VGA同步232 12.2.1水平同步233 12.2.2垂直同步234 12.2.3VGA同步信号的时序计算235 12.2.4HDL实现235 12.2.5测试电路237 12.3像素生成电路概述238 12.4对象图方案图形生成239 12.4.1矩形对象240 12.4.2非矩形对象244 12.4.3动态对象246 12.5位图方案图形生成252 12.5.1双口RAM实现253 12.5.2单端口RAM实现257 12.6参考书目258 12.7参考实验258 12.7.1VGA测试图案生成器258 12.7.2SVGA模式同步电路258 12.7.3显示屏幕调节电路258 12.7.4盒中球电路259 12.7.5盒中双球电路259 12.7.6双人乒乓球游戏259 12.7.7突出重围游戏259 12.7.8全屏点轨迹260 12.7.9鼠标指针电路260 12.7.10小屏鼠标涂鸦电路260 12.7.11全屏鼠标涂鸦电路260 第13章VGA控制器Ⅱ：示例261 13.1简介261 13.2举例261 13.2.1点阵的特性261 13.2.2字型ROM262 13.2.3基本文本生成电路263 13.2.4字型显示电路264 13.2.5字型缩放比例266 13.3全屏文本显示266 13.4完整的乒乓球游戏设计271 13.4.1文本子系统271 13.4.2修正图像子系统277 13.4.3辅助计数器278 13.4.4顶层系统280 13.5参考书目284 13.6参考实验284 13.6.1旋转旗帜284 13.6.2指针的下划线285 13.6.3双模式文本显示285 13.6.4键盘文本输入285 13.6.5UART终端285 13.6.6方波显示285 13.6.7简单的四路逻辑分析器286 13.6.8完整的双人乒乓球游戏286 13.6.9完整的通关游戏286 ⅩⅧ ⅩⅦ 第三部分PicoBlaze微控制器第14章PicoBlaze概述289 14.1简介289 14.2定制硬件和软件289 14.2.1从专用FSMD到通用微控制器289 14.2.2微控制器的应用291 14.3PicoBlaze概述291 14.3.1基本组成291 14.3.2顶层HDL模块293 14.4开发流程293 14.5指令集294 14.5.1编程模式295 14.5.2指令格式296 14.5.3逻辑指令296 14.5.4算术指令297 14.5.5比较和检验指令298 14.5.6移位和循环指令299 14.5.7数据传输指令300 14.5.8程序控制指令302 14.5.9中断指令305 14.6伪指令声明指令306 14.6.1KCPSM3汇编伪指令306 14.6.2pBlaze IDE汇编伪指令306 14.7参考书目307 第15章PicoBlaze汇编语言开发308 15.1简介308 15.2有效的代码段308 15.2.1KCPSM3协议308 15.2.2位操作308 15.2.3多字节操作309 15.2.4控制结构310 15.3子程序开发312 15.4编程的发展313 15.4.1示例314 15.4.2程序文件318 15.5汇编代码处理320 15.5.1KCSPM3编译320 15.5.2pBlaze IDE仿真321 15.5.3JTAG重载323 15.5.4pBlaze IDE编译323 15.6PicoBlaze综合323 15.7参考书目325 15.8参考实验325 15.8.1符号乘法325 15.8.2多字节乘法运算325 15.8.3循环移位功能326 15.8.4高低位互置功能326 15.8.5二进制数至BCD码转换326 15.8.6BCD码至二进制数转换326 15.8.7心跳电路326 15.8.8顺序循环LED电路326 15.8.9离散LED调光器326 第16章PicoBlaze I/O接口327 16.1简介327 16.2输出端口327 16.2.1output指令及时序327 16.2.2输出接口328 16.3输入端口330 16.3.1input指令和时序330 16.3.2输入接口331 16.4包含开关输入和七段LED显示接口的平方计算程序332 16.4.1输出接口332 16.4.2输入接口333 16.4.3汇编代码开发335 16.4.4VHDL代码开发342 16.5结合组合乘法器和UART控制器的乘法程序345 16.5.1乘法器接口345 16.5.2UART接口345 16.5.3汇编代码开发347 16.5.4VHDL代码开发355 16.6参考书目359 ⅩⅩ ⅩⅨ 16.7参考实验359 16.7.1低频计数器Ⅰ359 16.7.2低频计数器Ⅱ359 16.7.3自适应低频计数器359 16.7.4用软件计时器的基础反应计时器359 16.7.5用硬件计时器的基础反应计时器360 16.7.6增强型反应计时器360 16.7.7小屏幕鼠标跟踪电路360 16.7.8全屏幕鼠标跟踪电路360 16.7.9增强型跑马灯字幕360 16.7.10乒乓球游戏361 16.7.11文本编辑器361 第17章PicoBlaze中断接口362 17.1简介362 17.2PicoBlaze里的中断操作362 17.2.1软件处理362 17.2.2时序图363 17.3外部接口364 17.3.1中断请求信号364 17.3.2多重中断请求365 17.4软件开发考虑365 17.4.1中断作为一种替代的调度方案365 17.4.2中断服务程序的开发366 17.5设计用例366 17.5.1中断接口366 17.5.2中断服务程序的开发366 17.5.3汇编代码的发展367 17.5.4VHDL代码发展369 17.6参考书目372 17.7参考实验372 17.7.1替代的计时器中断服务程序372 17.7.2可编程的计时器373 17.7.3设置按钮中断服务程序373 17.7.4两个请求中断服务程序373 17.7.5四请求中断控制器373 附录AVHDL示例模板374 A.1通用VHDL结构374 A.1.1整体代码结构374 A.1.2元件实例化375 A.2组合电路376 A.2.1算术运算376 A.2.2固定量移位操作376 A.2.3使用并发语句的模板377 A.2.4if和case语句模板378 A.2.5使用进程的组合电路379 A.3存储元件380 A.3.1寄存器模板380 A.3.2寄存器文件381 A.4常规时序电路382 A.5有限状态机383 A.6FSMD384 A.7S3开发板约束文件（S3.UCF）387 参考文献390

内容摘要
本书主要包括三部分内容：基本数字电路、I/O模块和PicoBlaze微控制器。第一部分介绍了基础的HDL结构和对应硬件，并且示范如何用这些结构来搭建基本的数字电路;第二部分是应用第一部分的技术为原型板设计一系列外围模块,介绍了外设的开发、实现和验证，可以将这些模块组成一个更大的复杂系统;第三部分介绍了基于FPGA的软核微控制器，即PicoBlaze，展示了如何通过处理器和定制电路进行集成。
本书不仅介绍了HDL的语法，还重点介绍了对可编程逻辑器件的设计方法，提供了一系列使用VHDL对可编程逻辑器件进行设计的实例，书中的实例均可运行于Xilinx公司Spartan-3开发板中，使读者能够边动手实践边学习，达到快速入门并掌握要领的目的。
本书可作为可编程逻辑器件的学习指导书，通过书中的案例，初学者最终可以完全掌握可编程逻辑器件的设计方法。同时，也可作为工程实践的指导用书，对提高可编程逻辑器件开发人员的设计水平有借鉴价值。

主编推荐
本书不仅介绍了HDL的语法，还重点介绍了对可编程逻辑器件的设计方法，提供了一系列使用VHDL对可编程逻辑器件进行设计的实例，书中的实例均可运行于Xilinx公司Spartan-3开发板中，使读者能够边动手实践边学习，达到快速入门并掌握要领的目的。本书可作为可编程逻辑器件的学习指导书，通过书中的案例，初学者最终可以完全掌握可编程逻辑器件的设计方法。同时，也可作为工程实践的指导用书，对提高可编程逻辑器件开发人员的设计水平有借鉴价值。

精彩内容
本书主要包括三部分内容：基本数字电路、I/O模块和PicoBlaze微控制器。第一部分介绍了基础的HDL结构和对应硬件，并且示范如何用这些结构来搭建基本的数字电路;第二部分是应用第一部分的技术为原型板设计一系列外围模块,介绍了外设的开发、实现和验证，可以将这些模块组成一个更大的复杂系统;第三部分介绍了基于FPGA的软核微控制器，即PicoBlaze，展示了如何通过处理器和定制电路进行集成。本书不仅介绍了HDL的语法，还重点介绍了对可编程逻辑器件的设计方法，提供了一系列使用VHDL对可编程逻辑器件进行设计的实例，书中的实例均可运行于Xilinx公司Spartan-3开发板中，使读者能够边动手实践边学习，达到快速入门并掌握要领的目的。本书可作为可编程逻辑器件的学习指导书，通过书中的案例，初学者最终可以完全掌握可编程逻辑器件的设计方法。同时，也可作为工程实践的指导用书，对提高可编程逻辑器件开发人员的设计水平有借鉴价值。