FPGA 與 SOPC 設計教程 -- DE2-115 實踐, 2/e

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FPGA 與 SOPC 設計教程 -- DE2-115 實踐, 2/e

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內容描述

對國內高校中廣泛使用的臺灣友晶科技基於Cyclone Ⅳ E FPGA的DE2-115開發平臺硬體設計進行了較為詳細的分析，
闡述了FPGA與SOPC的設計流程，
並通過大量的練習詳細地介紹了如何在DE2-115平臺上進行從簡單到複雜的數位系統設計。
　　
全書共分為7章。
第1章為DE2-115開發平臺及HDL簡介，介紹了DE2-115開發板、
硬體描述語言及基本的EDA設計方法；
第2章為FPGA設計流程，介紹了FPGA設計的基本流程、
ModelSim模擬和SignalTap Ⅱ嵌入式邏輯分析儀調試方法；
第3章為基於SOPC的嵌入式開發技術，介紹了SOPC設計技術；
第4章為DE2-115平臺應用；
第5章為基於DSP Builder的簡單DSP系統設計；
第6章和第7章介紹了基於DE2-115開發板的數位系統設計練習和“計算機組成原理”課程練習。
　　
《FPGA與SOPC設計教程：DE2-115實踐（第二版）》
對於EDA技術的介紹比較全面，結構安排由淺入深，
可作為電子工程、通信工程、自動控制、電子科學與技術、
電氣資訊工程、微電子等專業專科、
本科及研究生數位電路與EDA相關課程的教材及教學參考書，
也可作為數位電路設計人員和大型積體電路設計工程師的參考書。

目錄大綱

目錄
第1章 DE2-115開發平臺及HDL簡介
1．1 硬體開發平臺簡介
1．1．1 Cyclone Ⅳ FPGA簡介
1．1．2 DE2-115 FPGA學習板簡介
1．1．3 DE2-115開發板應用
1．2 硬體描述語言簡介
1．2．1 VHDL簡介
1．2．2 Verilog HDL關鍵語法簡介
1．2．3 HDL的程式設計技術
第2章 FPGA設計流程
2．1 Quartus Ⅱ設計流程概述
2．2 Quartus Ⅱ 13．0軟體應用
2．2．1 創建新工程
2．2．2 建立原理圖編輯文件
2．2．3 建立文本編輯檔
2．2．4 建立記憶體編輯文件
2．2．5 設計實例
2．2．6 專案綜合
2．2．7 編譯器選項設置
2．2．8 引腳分配
2．2．9 編譯結果分析
2．2．1 0程式下載程式設計
2．3 ModelSim-Altera 10．1 d簡介
2．3．1 ModelSim軟體架構
2．3．2 ModelSim軟體模擬實例
2．4 FPGA調試工具SignalTap Ⅱ應用
2．4．1 在設計中嵌入SignalTap Ⅱ邏輯分析儀
2．4．2 使用SignalTap Ⅱ邏輯分析儀進行程式設計調試
2．4．3 查看SignalTap Ⅱ調試波形
第3章 基於SOPC的嵌入式開發技術
3．1 Qsys系統開發工具
3．1．1 Qsys與SOPC簡介
3．1．2 Qsys系統主要介面
3．2 Nios Ⅱ嵌入式軟核及開發工具介紹
3．2．1 Nios Ⅱ嵌入式處理器簡介
3．2．2 Nios Ⅱ嵌入式處理器軟硬體開發流程簡介
3．3 SOPC嵌入式系統設計實例
3．3．1 實例系統軟硬體需求分析與設計規劃
3．3．2 實例系統硬體部分設計
3．3．3 實例系統Nios Ⅱ嵌入式軟體設計
第4章 DE2-115平臺應用
4．1 DE2-115平臺內嵌的USB Blaster及FPGA配置
4．2 音訊編/解碼
4．2．1 音訊編/解碼硬體晶片WM8731
4．2．2 WM8731控制電路的實現
4．2．3 用WM8731 D/A轉換器產生正弦波
4．3 使用SDRAM及SRAM
4．3．1 在Qsys中使用SDRAM
4．3．2 在Qsys中使用SRAM
4．4 視頻D/A轉換器
4．4．1 ADV7123視頻D/A轉換器
4．4．2 VGA顯示器應用實例
4．5 用DE2-115平臺實現電視信號解碼
4．5．1 電視解碼原理
4．5．2 用DE2-115平臺實現電視接收機
4．6 網路介面
4．6．1 88E1111硬體介面
4．6．2 利用88E1111設計千兆乙太網
4．6．3 NicheStack TCP/IP協議棧及其應用
4．7 RS-232介面
4．8 DE2-115控制台
4．8．1 安裝並初始化DE2-115控制台
4．8．2 控制LED、七段數碼管和LCD顯示
4．8．3 SRAM/SDRAM/FLASH/EEPROM控制器和編輯器
4．8．4 USB/SD/PS設備狀態的監測
4．8．5 VGA顯示控制
4．8．6 RS-232通信
4．8．7 DE2-115控制台的總體結構
4．9 DE2-115高級應用範例
4．9．1 DE2-115平臺出廠設置
4．9．2 PS/2滑鼠
4．9．3 音樂錄製和重播
4．9．4 USB設備
4．9．5 USB畫筆
4．9．6 SD卡設備
4．9．7 SD卡音樂播放機
4．9．8 卡拉OK機
第5章 基於DSP Builder的簡單DSP系統設計
5．1 DSP Builder簡介
5．1．1 授權有效性驗證
5．1．2 DSP Builder設計流程
5．2 DSP Builder設計過程
5．2．1 創建MATLAB/Simulink設計模型
5．2．2 Simulink設計模型模擬
5．2．3 完成RTL模擬
5．3 用DSP Builder實現FIR濾波器
5．3．1 創建FIR濾波器MATLAB/Simulink設計模型檔
5．3．2 在Simulink中模擬並生成VHDL代碼
第6章 數位系統設計練習
6．1 開關、LED及多工器
6．1．1 將輸入/輸出器件連接到FPGA上
6．1．2 多工器
6．1．3 3位寬5選1多工器
6．1．4 用七段數碼管顯示簡單字元
6．1．5 迴圈顯示5個字元
6．1．6 迴圈顯示8個字元
6．2 二進位與BCD碼的轉換及顯示
6．3 無符號數乘法器
6．4 鎖存器與觸發器
6．4．1 RS鎖存器
6．4．2 D鎖存器
6．4．3 D觸發器
6．4．4 三種存儲單元
6．4．5 D觸發器的應用
6．5 計數器
6．6 時鐘與計時器
6．7 有限狀態機
6．7．1 One-hot編碼的FSM
6．7．2 二進位編碼的FSM
6．7．3 FSM實現序列檢測及模10計數器
6．7．4 移位暫存器結合FSM實現字元自動迴圈顯示
6．8 記憶體塊
6．8．1 用Quartus Ⅱ的LPM功能實現RAM
6．8．2 用Verilog實現RAM
6．8．3 FPGA片外RAM的使用
6．8．4 用LPM實現簡單雙口RAM
6．8．5 偽雙口RAM
6．8．6 用DE2-115控制台查看並修改片外RAM的內容
6．9 簡單的處理器
6．9．1 實現一個簡單的處理器
6．9．2 為處理器增加程式記憶體
6．1 0增強型處理器
第7章 “計算機組成原理”課程練習
7．1 一個簡單的電腦系統
7．2 程式控制輸入/輸出
7．3 副程式與堆疊
7．4 輪詢與中斷
7．4．1 建立一個包含計時器及JTAG UART的Nios Ⅱ系統
7．4．2 通過JTAG UART發送和接收資料
7．4．3 計時器中斷的使用
7．5 匯流排通信
7．5．1 實現外部匯流排橋及七段數碼管控制器
7．5．2 將SRAM控制器連接到外部匯流排上
7．5．3 通過外部匯流排將SRAM中的資料顯示到數碼管上
附錄A DE2-115原理圖
附錄B DE2-115平臺上EP4CE115F29C7的引腳分配表
參考文獻