FPGA 實戰訓練精粹

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FPGA 實戰訓練精粹

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內容描述

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本書以實戰開發為原則，先通過初級、中級、高級三個階段的案例，讓讀者全面、深入、透徹地理解FPGA開發的原理以提高實際開發水平和項目實戰能力，再通過FPGA高級綜合設計對SG軟件和HLS軟件進行介紹，提供一種全新的FPGA編程方法。
本書共分6章，涵蓋的內容有FPGA簡史、FPGA和其他器件的區別、FPGA相應開發軟件的下載及安裝方法、Verilog語言的語法、FPGA開發流程、呼吸燈設計與實現、流水燈設計與實現、按鍵控制LED設計與實現、自動售貨機的設計與實現、串口通信設計與實現、VGA設計與實現、VGA顯示圖像、Sobel算子實現、VGA顯示原理、DDR3和PCI-e的理論講解與實踐、SG軟件和HLS軟件。
本書內容豐富，實例典型，實用性強，適合各個層次想要學習FPGA的人員閱讀，尤其適合有一定FPGA基礎且想進一步學習的開發人員閱讀

目錄大綱

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第1章FPGA基本情況介紹1   

1.1 FPGA簡史1   
1.1.1 FPGA與ASIC 1   
1.1.2 FPGA與CPLD 4   
1.1.3 Altera與Xilinx 5   
1.1.4 Verilog與VHDL 6   
1.2 FPGA芯片（Xilinx）介紹8   
1.2 .1 FPGA的基本結構8   
1.2.2軟核、硬核及固核12   
1.2.3 7系列FPGA簡介13   
1.3 FPGA的應用領域17   
1.3.1機器學習17   
1.3.2 5G無線19   
1.3.3嵌入式視覺20   
1.3.4工業物聯網21   
1.3.5雲計算22   
1.3.6 FPGA硬件加速平台23   
1.4總結23   

第2章FPGA設計基礎知識24   

2.1軟件下載及安裝24   
2.1.1 ISE下載及安裝24   
2.1. 2 ModelSim下載及安裝28   
2.1.3 Vivado下載及安裝29   
2.1.4 ISE關聯ModelSim 32  
2.1.5 Vivado關聯ModelSim 36   
2.1.6 UE（UltraEdit）的安裝和配置40   
2.2 Verilog基本語法介紹44   
2.2.1發展歷史44   
2.2.2語言設計思路45   
2.2.3語言要素46   
2.2.4數據類型47   
2.2.5流程控制50   
2.2.6語言描述方法52   
2.2.7邏輯門級描述56   
2.2.8晶體管級描述57   
2.2.9邏輯綜合編輯58   
2.2.10可綜合代碼58   
2.2.11不可綜合結構類型58   
2.2.12高ji功能編輯59   
2.3 FPGA開發流程60   
2.3.1設計流程60   
2.3.2典型FPGA開發流程與註意事項61   
2.4總結63   

第3章FPGA初級設計64   

3.1呼吸燈設計與實現64   
3.1.1需求分析64   
3.1.2流程64   
3.1.3時序圖65  
3.1.4時序圖寄存器分析66   
3.1.5源碼展示67   
3.1.6仿真文件68   
3.1.7仿真結果分析69   
3.1.8約束文件70   
3.1.9擴展訓練70   
3.2流水燈設計與實現70   
3.2.1需求分析70   
3.2.2流程71   
3.2.3時序圖71   
3.2.4時序圖寄存器分析72   
3.2.5源碼展示73   
3.2.6仿真文件74   
3.2.7仿真結果分析74   
3.2.8擴展訓練75   
3.3按鍵控制LED設計與實現75   
3.3.1需求分析75   
3.3.2流程75   
3.3.3時序圖75   
3.3.4時序圖寄存器分析76   
3.3.5源碼展示77   
3.3.6仿真文件79   
3.3.7仿真結果分析80   
3.3. 8擴展訓練81   
3.4自動售貨機設計與實現81   
3.4.1需求分析81  
3.4.2流程81   
3.4.3時序圖82   
3.4.4時序圖寄存器分析84   
3.4.5源碼展示87   
3.4.6仿真文件87   
3.4.7仿真結果分析89   
3.4.8擴展訓練90   
3.5總結90   

第4章FPGA中級設計91   

4.1串口通信設計與實現91   
4.1.1需求分析91   
4.1.2 UART協議簡介91   
4.1.3流程圖93   
4.1.4源碼分析94   
4.1.5仿真測試97   
4.2 VGA設計與實現99   
4.2. 1需求分析99   
4.2.2 VGA原理簡介99   
4.2.3源碼展示分析103   
4.2.4仿真結果分析106   
4.2.5擴展訓練107   
4.3 VGA顯示圖像107   
4.3.1需求分析107   
4.3.2流程107   
4.3.3時序圖108  
4.3.4調用RAM模塊IP核步驟108   
4.3.5擴展訓練110   
4.4 Sobel算子實現110   
4.4.1需求分析110   
4.4.2 Sobel算子詳解110   
4.4.3 Sobel算子流程112   
4.4.4 Sobel算子時序圖113   
4.4.5核心代碼展示和分析114   
4.5總結120   

第5章FPGA高ji設計121   

5.1 DDR3理論講解和實踐部分121   
5.1.1 DDR3工作流程121   
5.1.2 DDR3的一些基本概念123   
5.1.3文檔研讀128   
5.1.4 DDR3的IP核測試133   
5.1.5總結139   
5.2 PCI-e理論講解和實踐139   
5.2.1理論講解139   
5.2.2擴展和未來方向144   
5.2.3硬件協議摘要144   
5.2.4 RIFFA簡介147   
5.2.5 RIFFA使用之FPGA端150   
5.2.6 RIFFA使用之PC端157  
5.3總結159   

第6章FPGA高ji綜合設計160   

6.1 System Generator介紹及安裝160   
6.2 System Generator工具的基本使用方法166   
6.2.1 System Generator中的庫167   
6.2.2 System Generator中的數據類型174   
6.2.3 System Generator自動代碼生成174   
6.3 System Generator實例175   
6.3.1 FIR濾波器實例176   
6.3.2 FFT實例193   
6.3.3數字正交解調（DDC）實例199   
6.4 HLS介紹及安裝211   
6.5 HLS工具的基本使用方法213   
6.6 HLS實例——基於HLS的Sobel邊緣檢測214   
6.6.1再次出現的Sobel算子214   
6.6.2 MATLAB仿真實現邊緣檢測216   
6.6.3 HLS實現圖像邊緣檢測216   
6.7總結224

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