數字電路的FPGA設計與實現——基於Xilinx和VHDL

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數字電路的FPGA設計與實現——基於Xilinx和VHDL

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內容描述

傳統的數字電路實驗基本都基於74系列芯片，隨著EDA技術的快速發展，這種模式已經不能滿足業界需求。基於FPGA芯片，使用原理圖或VHDL/Verilog HDL語言實現數字電路的各種功能，更符合新時代對人才培養的要求。因此，本書選用Xilinx公司的FPGA芯片及ISE 14.7開發環境，以深圳市樂育科技有限公司出品的LY-SPTN6M型FPGA高級開發系統為硬件平臺，共安排了14個實驗，內容涵蓋集成邏輯門電路功能測試、基於原理圖/HDL的簡易數字系統設計、編碼器設計、解碼器設計、加法器設計、比較器設計、數據選擇器設計、觸發器設計、同步/異步時序邏輯電路分析與設計、計數器設計、移位寄存器設計、數-模和模-數轉換。本書配有豐富的資料包，包括FPGA例程資料、硬件資料、軟件資料、PPT和視頻等。這些資料會持續更新，下載鏈接可通過微信公眾號“卓越工程師培養系列”獲取。本書既可以作為高等院校數字電路課程的實驗教材，也可以作為FPGA開發及相關行業工程技術人員的入門培訓用書。

目錄大綱

第1章 數字電路的開發平台和工具1
1．1 FPGA基礎概念1
1．2 FPGA開發流程5
1．3 XC6SLX16芯片介紹6
1．4 FPGA開發環境安裝與配置8
1．5 VHDL語法基礎17
1．6 FPGA開發系統簡介24
1．7 基於FPGA開發系統可開展的部分實驗39
1．8 本書配套的資料包39
第2章 集成邏輯門電路功能41
第3章 基於原理圖的簡易數字系統設計46
第4章 基於HDL的簡易數字系統設計79
第5章 編碼器設計88
第6章 譯碼器設計100
第7章 加法器設計108
第8章 比較器設計116
第9章 數據選擇器設計125
第10章 觸發器設計133
第11章 同步時序邏輯電路分析與設計157
第12章 異步時序邏輯電路分析與設計168
第13章 計數器設計180
第14章 移位寄存器設計197
第15章 數-模轉換和模-數轉換206
附錄A 數字電路FPGA設計常用引腳分配217
附錄B 《VHDL語言程序設計規範（LY-STD009―2019）》簡介220
參考文獻227

作者介紹

董磊，2011年7月畢業於深圳大學，同年留校並任職於深圳大學生物醫學工程學院。主要承擔EDA技術、硬件描述語言與數字系統設計、生物醫學工程應用實驗和嵌入式系統設計等課程的教學。
從2011年起專注於卓越工程師的培養，已經先後完成4項“深圳大學實驗室與設備管理研究基金項目”、6項“深圳大學自製實驗儀器設備基金項目”、4項“教育部產學合作協同育人項目”，並獲得“第四屆全國高等學校教師自製實驗教學儀器設備創新大賽”二等獎，獲得專利授權8項、軟件著作權10餘項，發表論文5篇，主編教材7部，參編教材6部。

段磊，副教授，畢業於東南大學生物醫學工程，現任南京醫科大學生物醫學工程與信息學院副院長。
江蘇省生物醫學工程學會教育與科普專委會副主任委員，江蘇省衛生健康標準委員會委員，江蘇省高等學校醫藥教育研究會理事，生物醫學工程實踐教學聯盟理事。
指導本科生先後獲江蘇省本科畢業設計團隊獎4次，獲江蘇省大學生創新訓練計劃重點項目立項3項，獲全國大學生電子設計競賽江蘇賽區一、二等獎10餘項；獲江蘇省教學成果二等獎（2013年，排名第2），獲南京醫科大學教學突出貢獻獎（2016年，排名第2），獲南京醫科大學青年獎教金（2014）和揚子江獎教金（2017）。