硬件描述语言与FPGA设计实验教程

粟涛，中山大学电子与信息工程学院副教授，博士生导师。研究方向：集成电路射频电动力学；芯片与应用系统设计。庞志勇，中山大学不错实验师。

第一章 数字集成电路FPGA设计

 第一节 集成电路设计方法与工具的演变

 第二节 数字集成电路FPGA设计与实现

 第三节 FPGA／CPLD的特点及优势

第二章 FPGA设计硬件平台

 第一节 关键特性与功能

 一、Artix-7 FPGA

 二、板载存储

 三、供电

 四、USB和以太网

 五、简单的用户输入/输出

 六、音频和视频

 七、附加传感器

 八、扩展连接器

 第二节 开发板修订

 第三节 电源

 第四节 FPGA配置

 第五节 振荡器/时钟

第三章 FPGA设计软件平台Vivado

 第一节 基于Vetilog语言的Vivado使用实例

 一、新建工程

 二、设计文件输入

 三、利用Vivado进行功能仿真

 四、添加时序约束

 五、工程实现

 第二节 基于IP核模块化设计Vivado使用实例

 一、创建工程

 二、输入设计

 三、IP封装

 四、添加用户自定义IP

 五、模块化设计

 第三节 Vivad。逻辑分析仪ILA使用实例

 一、创建工程

 二、添加源文件和约束文件

 三、综合

 四、Mark Debug

 五、Set up Debug

 六、生成bit文件

 七、下载

 八、Hardware Debug

第四章 FPGA设计实验

 实验一 Vivado仿真流程实验

 一、买验目的

 二、实验内容

 三、实验原理

 四、实验步骤

 五、思考题

 实验二 Verilog门级建模及译码器设计

 一、买验目的

 二、实验内容

 三、实验原理

 四、实验步骤

 五、思考题

 实验三 三元乘加器实验

 一、买验目的

 二、实验内容

 三、实验原理

 四、实验步骤

 五、思考题

 实验四 拨码开关七段LED显示实验

 一、买验目的

 二、实验内容

 实验五 存储器实验

 一、实验目的

 二、实验内容

 三、实验原理

 四、实验步骤

 五、思考题

 实验六 UART串行通信实验

 一、实验目的

 二、实验内容

 三、实验原理

 四、实验步骤

 五、思考题

 实验七 VGA图像显示实验

 一、实验目的

 二、实验内容

 三、实验原理

 四、实验步骤

 五、思考题

 实验八 图像采集实验

 一、实验目的

 二、实验内容

 三、实验原理

 四、实验步骤

 五、思考题

参考文献

本书是“国家品质学科建设电子科学与技术系列教材”之一，针对数字集成电路FPGA设计的特点，以Xilinx公司Vivado软件为FPGA设计软件平台，以备受青睐的Xilinx系列开发板为FPGA设计硬件平台，将数字集成电路设计与硬件描述语言Verilog相结合，循序渐进地介绍了基于Vivado的数字集成电路Verilog设计的基本过程和方法。