基于FPGA的SOPC嵌入式系统设计与典型实例

图书标准信息

• 作者 王刚、张潋 著
• 出版社 电子工业出版社
• 出版时间 2009-01
• 版次 1
• ISBN 9787121079184
• 定价 65.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 489页
• 字数 800千字
• 正文语种 简体中文
• 丛书 电子工程应用精讲系列

【内容简介】

　　基于FPGA的SOPC设计技术是当前电子系统设计领域最前沿的技术之一。全书通过核心技术与典型实例的形式，全面系统、深入浅出地介绍了基于FPGA的嵌入式SOPC系统设计技术与应用实例。全书共分14章，第1～3章简要介绍了FPGA硬件结构知识、VerilogHDL编程基础、FPGA常用开发工具，引导读者入门；第4～7章重点对嵌入式SOPC系统设计技术进行了细致阐述，内容包括：SOPC硬件系统开发、SOPC软件系统开发、Avalon总线规范、NiosII外围设备及其编程；第8～14章通过7个典型实例，对基于FPGA的嵌入式SOPC系统设计过程进行实际演练，具体包括：七段数码管时钟显示实例、串口通信DMA传输实例、LED灯控PWMIP核的设计实例、通用TFT-LCD控制器及PS2鼠标设计实例、对对碰游戏设计实例、GPS信息接收系统设计实例以及基于NiosII的I2C总线传输应用设计。经过这些例子的学习，读者设计的能力将迅速提升，产生质的飞跃。
　　本书语言通俗，结构清晰，基础知识和大量工程实例结合，实践性强。不但详细介绍了基于FPGA的嵌入式SOPC系统设计的构架与软硬件编程，同时提供了应用设计思路与方案，对实例的所有程序代码做了详细注释，利于读者理解和巩固知识点。
　　本书配有光盘一张，包含了全书所有实例的硬件原理图和程序源代码，方便读者学习和使用。本书适合计算机、自动化、电子及硬件等相关专业的大学生，以及从事FPGA开发的科研人员使用。

【目录】

第一篇FPGA基础
第1章FPGA硬件结构知识
1.1CPLD/FPGA概述
1.1.1CPLD/FPGA的特点
1.1.2CPLD/FPGA的发展方向
1.1.3CPLD/FPGA的应用领域

1.2FPGA体系结构
1.2.1FPGA基本结构
1.2.2FPGA的结构特点
1.2.3FPGA的编程工艺

1.3FPGA常用芯片与选用
1.3.1FPGA常用芯片
1.3.2FPGA器件的选用
1.4本章小结

第2章VerilogHDL语言编程基础
2.1VerilogHDL语言特点
2.2VerilogHDL程序的基本结构
2.2.1模块
2.2.2模块调用
2.3程序格式
2.4注释与间隔符
2.5数值
2.6字符串
2.7标识符
2.8系统任务和函数
2.9编译指令
2.10数据类型
2.10.1线网（Net）和变量（Variable）
2.10.2标量（Scalar）与矢量（Vector）
2.10.3线网（Net）数据类型
2.10.4变量（Variable）数据类型
2.10.5数组（Array）类型
2.10.6参数
2.10.7名字空间

2.11表达式
2.11.1操作符
2.11.2操作数
2.11.3延迟表达式
2.11.4表达式的位宽
2.11.5有符号表达式
2.12本章小结

第3章FPGA常用开发工具
3.1硬件开发工具QuartusⅡ
3.1.1QuartusⅡ简介
3.1.2QuartusⅡ设计流程
3.1.3QuartusⅡ设计方法
3.1.4QuartusⅡ功能详解
3.1.5时序约束与分析
3.1.6设计优化
3.1.7SignalTapⅡ

3.2ModelSim开发工具
3.2.1ModelSim简介
3.2.2基本仿真步骤
3.2.3ModelSim各界面介绍
3.2.4ModelSim调试功能
3.3本章小结

第二篇SOPC入门
第4章SOPC硬件系统开发
4.1SOPC系统特点与开发流程
4.2SOPCBuilder硬件开发环境介绍
4.2.1SOPCBuilder功能
4.2.2SOPCBuilder组成
4.2.3SOPCBuilder中包含的组件

4.3使用SOPCBuilder创建NiosⅡ系统模块
4.3.1创建QuartusⅡ工程
4.3.2启动并配置SOPCBuilder
4.3.3添加CPU及外设IP模块
4.3.4生成NiosⅡ系统

4.4集成NiosⅡ系统到QuartusⅡ工程
4.4.1创建包含NiosⅡ系统的QuartusⅡ顶层模块
4.4.2FPGA引脚分配及其他设置
4.4.3QuartusⅡ工程的编译并下载
4.5本章小结

第5章SOPC软件系统开发
5.1NiosⅡ处理器结构
5.1.1NiosⅡ处理器概述
5.1.2编程模型
5.1.3JTAG调试模块

5.2NiosⅡ指令系统介绍
5.2.1NiosⅡ处理器的指令集
5.2.2NiosⅡ定制指令介绍
5.2.3定制指令实现方式
5.2.4定制指令设计实例——前导0检测器

5.3NiosⅡIDE集成开发环境
5.3.1NiosⅡIDE简介
5.3.2HAL系统库
5.3.3RTOS和TCP/IP协议栈

5.4使用NiosⅡIDE建立应用程序
5.4.1创建C/C++工程
5.4.2配置工程的系统属性
5.4.3编译及运行工程
5.4.4调试模式

5.5使用FlashProgrammer下载
5.5.1定制目标板
5.5.2FlashProgrammer配置及下载
5.6本章小结

第6章Avalon总线规范
6.1Avalon总线概述
6.1.1Avalon总线的特点
6.1.2术语和概念

6.2Avalon总线信号
6.2.1Avalon信号类型列表
6.2.2Avalon信号时序
6.2.3Avalon总线传输特性

6.3Avalon从端口传输
6.3.1Avalon从端口信号介绍
6.3.2Avalon从端口读传输
6.3.3Avalon从端口写传输

6.4Avalon主端口传输
6.4.1Avalon主端口模块介绍
6.4.2Avalon主端口读传输
6.4.3Avalon主端口写传输

6.5Avalon流水线传输模式
6.5.1具有固定延迟的从端口流水线读传输
6.5.2具有可变延迟的从端口流水线读传输
6.5.3主端口流水线读传输

6.6Avalon流传输模式
6.6.1流模式从端口传输
6.6.2流模式主端口传输

6.7Avalon三态传输
6.7.1三态从端口传输
6.7.2三态主端口传输

6.8Avalon突发传输
6.8.1主端口突发传输
6.8.2从端口突发传输

6.9与传输无关的信号
6.9.1中断请求信号
6.9.2复位控制信号

6.10Avalon总线地址对齐方式
6.10.1本地地址对齐
6.10.2动态地址对齐
6.11本章小结

第7章NiosⅡ外围设备及其编程
7.1并行输入/输出（PIO）
7.1.1功能描述
7.1.2配置选项
7.1.3寄存器描述与中断
7.1.4软件编程模型

7.2通用异步收发器（UART）
7.2.1功能描述
7.2.2配置选项
7.2.3寄存器描述与中断
7.2.4软件编程模型

7.3定时器（Timer）
7.3.1功能描述
7.3.2配置选项
7.3.3寄存器描述与中断
7.3.4软件编程模型

7.4JTAGUART
7.4.1功能描述
7.4.2配置选项
7.4.3寄存器描述与中断
7.4.4软件编程模型

7.5SDRAM控制器
7.5.1功能描述
7.5.2配置选项
7.5.3SDRAM控制器配置实例
7.5.4软件编程模型

7.6CFI控制器
7.6.1功能描述
7.6.2配置选项
7.6.3软件编程模型

7.7EPCS设备控制器
7.7.1功能描述
7.7.2配置选项
7.7.3软件编程模型

7.8DMA控制器
7.8.1功能描述
7.8.2配置选项
7.8.3寄存器描述与中断
7.8.4软件编程模型

7.9系统ID
7.9.1功能描述
7.9.2配置选项
7.9.3软件编程模型

7.10SPI
7.10.1功能描述
7.10.2配置选项
7.10.3寄存器描述
7.10.4软件编程模型
7.11本章小结

第三篇应用实战
第8章基于FPGA的SOPC系统开发实例1——七段数码管时钟显示实例
8.1实例内容说明
8.2设计思路分析
8.3硬件设计
8.4软件设计与程序代码
8.5实例小结

第9章基于FPGA的SOPC系统开发实例2——串口通信DMA传输实例
9.1实例内容说明
9.2设计思路分析
9.3硬件设计
9.4软件设计与程序代码
9.4.1NiosⅡHAL中与DMA设计相关的API函数
9.4.2软件部分的设计
9.5实例小结

第10章基于FPGA的SOPC系统开发实例3——LED灯控PWMIP核设计
10.1实例内容说明
10.2设计思路分析
10.3硬件设计
10.4软件设计与程序代码
10.5实例小结

第11章基于FPGA的SOPC系统开发实例4——通用TFT-LCD控制器及PS2鼠标设计实例
11.1实例内容说明
11.2设计思路分析
11.3硬件设计
11.4软件设计与程序代码
11.5实例小结

第12章基于FPGA的SOPC系统开发实例5——对对碰游戏
12.1实例内容说明
12.2设计思路分析
12.3硬件设计
12.4软件设计与程序代码
12.5实例小结

第13章基于FPGA的SOPC系统开发实例6——GPS信息接收系统的设计
13.1实例内容说明
13.2设计思路分析
13.3硬件设计
13.4软件设计与程序代码
13.5实例小结

第14章基于FPGA的SOPC系统开发实例7——基于NiosⅡ的I2C总线传输应用设计
14.1实例内容说明
14.2设计思路分析
14.3I2C总线介绍
14.3.1I2C总线特点
14.3.2I2C总线工作原理

14.4AT24C02芯片介绍
14.4.1AT24C02概述
14.4.2AT24C02读写时序
14.5SOPC系统的创建
14.6软件设计与程序代码
14.7实例小结
附录ANiosⅡHAL中与PIO设计相关的API函数