Xilinx FPGA開發實用教程（第2版）（配光盤）（EDA工程技術叢書） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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徐文波，田耘 著

圖書標籤:

• FPGA
• Xilinx
• 開發
• 教程
• EDA
• 工程技術
• 數字電路
• Verilog
• VHDL
• 硬件設計
• 嵌入式係統

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302286431

版次：2

商品編碼：11052146

品牌：清華大學

包裝：平裝

叢書名： EDA工程技術叢書

開本：其他

齣版時間：2012-06-01

用紙：膠版紙

字數：762000

正文語種：中文

內容簡介

　　《Xilinx FPGA開發實用教程（第2版）（配光盤）（EDA工程技術叢書）》係統地論述瞭Xilinx FPGA開發方法、開發工具、實際案例及開發技巧，內容涵蓋Xilinx器件概述、Verilog HDL開發基礎與進階、Xilinx FPGA電路原理與係統設計、基於ISE Foundation的邏輯設計、時序分析、邏輯開發專題、基於EDK的嵌入式係統設計、基於System Generator的DSP係統設計、數字信號處理專題以及SERDES技術專題共10章。各章均以實戰開發為目的，結閤新版本的軟硬件特徵，覆蓋瞭FPGA的各主要應用領域。配套光盤中包含瞭書中所有的實例代碼，便於讀者快速動手實踐。書中融匯瞭作者多年的工程開發經驗，希望能夠極力幫助讀者提高工程開發能力。
　　《Xilinx FPGA開發實用教程（第2版）（配光盤）（EDA工程技術叢書）》適閤作為電子信息工程、通信工程、自動化、計算機科學與技術等相關專業的高年級本科生及研究生的教學用書，也可以作為從事FPGA設計工作的工程師的參考圖書。

作者簡介

徐文波：京郵電大學信號與信息處理專業博士，現執教於北京郵電大學信息與通信工程學院，長期從事信號處理理論及實際開發的教學與研究工作，發錶多篇相關學術論文。

田耘：北京郵電大學信號與信息處理專業碩士學位，長期從事信號處理領域中的FPGA技術開發，資深FPGA技術專傢，著有多部FPGA相關技術圖書。

精彩書評

整體而言，本書具有以下三項特色：首先，從邏輯設計、數字信號處理、嵌入式係統設計和高速連接功能等四個方麵係統地介紹瞭Xilinx FPGA的開發與應用，條理清晰、思路明確，符閤FPGA目前和未來的發展趨勢；其次，較為詳細介紹瞭Xilinx FPGA的開發技巧，融入瞭作者的工程開發經驗，對於初學者和工程開發人員來講都具有強的可讀性；最後，極為全麵地介紹瞭賽靈思公司的ISE、System Generator以及EDK開發軟件，非常係統和完整。因此，對於在校研究生、高年級本科生及從事FPGA開發的工程師來說，本書是一本較為理想的EDA教材和工程工具書，我鄭重地將其推薦給大傢！希望通過本書的齣版，使更多的讀者掌握賽靈思FPGA的開發技能，更好地促進FPGA開發技術的普及和推廣。

——賽靈思（Xilinx）公司中國區大學計劃經理謝凱年博士

目錄

1.2.3軟核、硬核及固核
1.2.4Xilinx主流FPGA
1.3Xilinx軟件工具
1.3.1ISE Foundation軟件
1.3.2EDK開發工具
1.3.3System Generator DSP工具
1.3.4ChipScope Pro
1.3.5PlanAhead
1.4本書案例驗證平颱--S6 CARD開發闆
1.4.1S6 CARD開發闆的組成與功能
1.4.2S6 CARD闆卡引腳約束說明
本章小結

第2章Verilog HDL開發基礎與進階
2.1Verilog HDL語言
2.1.1Verilog HDL語言的曆史
2.1.2Verilog HDL的主要功能
2.1.3Verilog HDL和VHDL的區彆
2.1.4Verilog HDL設計方法
2.2Verilog HDL基本程序結構
2.3Verilog HDL語言的數據類型和運算符
2.3.1標誌符
2.3.2數據類型
2.3.3模塊端口
2.3.4常量集閤
2.3.5運算符和錶達式
2.4Verilog HDL語言的描述語句
2.4.1結構描述形式
2.4.2數據流描述形式
2.4.3行為描述形式
2.4.4混閤設計模式
2.5Verilog HDL建模與調試技巧
2.5.1雙嚮端口的使用和仿真
2.5.2阻塞賦值與非阻塞賦值
2.5.3輸入值不確定的組閤邏輯電路
2.5.4數學運算中的擴位與截位操作
2.5.5利用塊RAM來實現數據延遲
2.5.6測試嚮量的生成
2.6Verilog HDL常用程序示例
2.6.1數字電路中基本單元的FPGA實現
2.6.2基本時序處理模塊
2.7Xilinx器件原語的使用
本章小結

第3章Xilinx FPGA電路原理與係統設計
3.1FPGA配置電路
3.1.1Xilinx FPGA配置電路
3.1.2Xilinx FPGA常用的配置引腳
3.1.3Xilinx FPGA配置電路分類
3.2JTAG電路的原理與設計
3.2.1JTAG電路的工作原理
3.2.2Xilinx JTAG下載綫
3.3FPGA的常用配置電路
3.3.1主串模式--最常用的FPGA配置模式
3.3.2SPI串行Flash配置模式
3.3.3從串配置模式
3.3.4主字節寬度並行配置模式
3.3.5JTAG配置模式
3.3.6System ACE配置方案
3.4iMPACT軟件使用
3.4.1iMPACT軟件
3.4.2iMPACT中的JTAG配置操作
3.4.3iMPACT中的Xilinx PROM配置操作
3.4.4iMPACT中的SPI Flash配置操作
3.4.5FPGA配置失敗的常見問題
3.5從配置PROM中讀取用戶數據
3.5.1從PROM中引導數據
3.5.2硬件電路設計方法
3.5.3軟件操作流程
本章小結

第4章基於ISE Foundation的邏輯設計
4.1ISE套件
4.1.1ISE的特點
4.1.2ISE的功能
4.1.3ISE的安裝
4.1.4ISE的用戶界麵
4.2基於ISE的設計輸入
4.2.1新建工程
4.2.2代碼輸入
4.2.3代碼模闆的使用
4.2.4Xilinx IP Core的原理與應用
4.3ISE基本操作
4.3.1基於Xilinx XST的綜閤
4.3.2基於ISim的仿真
4.3.3基於ISE的實現
4.3.4基於目標和策略的設計方法
4.3.5基於SmartGuide的設計方法
4.3.6比特文件的生成
4.3.7基於IMPACT的芯片配置
4.3.8功耗分析以及XPower的使用
4.4約束
4.4.1約束文件
4.4.2UCF文件的語法說明
4.4.3引腳和區域約束語法
4.4.4時序約束語法
4.5調試利器--ChipScope Pro
4.5.1ChipScope Pro工作原理
4.5.2ChipScope Pro操作流程
4.5.3ChipScope Pro開發實例
4.6ISE與第三方EDA軟件
4.6.1ModelSim軟件的使用
4.6.2ModelSim和ISE的聯閤開發流程
4.6.3MATLAB軟件的使用
4.6.4ISE與MATLAB的聯閤使用
4.6.5MATLAB、ModelSim和ISE聯閤開發實例
本章小結

第5章時序分析
5.1時序分析的作用和原理
5.1.1時序分析的作用
5.1.2靜態時序分析原理
5.1.3時序分析的基礎知識
5.2Xilinx FPGA中的時鍾資源
5.2.1全局時鍾資源
5.2.2第二全局時鍾資源
5.3ISE時序分析器
5.3.1時序分析器的特點
5.3.2時序分析器的文件類型
5.3.3時序分析器的調用與用戶界麵
5.3.4提高時序性能的手段
本章小結

第6章邏輯開發專題
6.1Verilog HDL設計進階
6.1.1麵嚮硬件的程序設計思維
6.1.2“麵積”和“速度”的轉換原則
6.1.3同步電路的設計原則
6.2Xilinx FPGA芯片底層單元的使用
6.2.1Xilinx全局時鍾網絡的使用
6.2.2CMT時鍾管理模塊的使用
6.2.3Xilinx內嵌塊存儲器的使用
6.2.4硬核乘加器的使用
6.3代碼風格
6.3.1代碼風格的含義
6.3.2代碼書寫風格
6.3.3通用設計代碼風格
6.3.4Xilinx專用設計代碼風格
6.4UART接口開發實例
6.4.1串口接口與RS��232協議
6.4.2串口通信控製器的Verilog HDL實現
6.4.3RS��232設計闆級調試
本章小結

第7章基於EDK的嵌入式係統設計
7.1可配置嵌入式係統（EDK）
7.1.1基於FPGA的可編程嵌入式開發係統
7.1.2Xilinx公司的解決方案
7.2Xilinx嵌入式開發係統組成
7.2.1片內微處理器軟核MicroBlaze
7.2.2PLB總綫係統結構
7.2.3IP核以及設備驅動
7.3EDK軟件
7.3.1EDK設計的實現流程
7.3.2EDK的文件管理架構
7.4XPS軟件典型操作
7.4.1XPS的啓動
7.4.2利用BSB創建新工程
7.4.3XPS的用戶界麵
7.4.4XPS的目錄結構與硬件平颱
7.4.5在XPS加入IP Core
7.4.6XPS工程的綜閤與實現
7.5SDK軟件典型操作
7.5.1SDK的用戶界麵
7.5.2SDK的典型操作
7.5.3IP外設的API函數查閱和使用方法
7.5.4GPIO外設開發實例
7.5.5其他外設開發實例
本章小結

第8章基於System Generator的DSP係統設計
8.1System Generator的特點與安裝
8.1.1System Generator的主要特點
8.1.2System Generator的安裝和配置
8.2System Generator的使用基礎
8.2.1System Generator開發流程
8.2.2Simulink的應用
8.3基於System Generator的DSP係統設計
8.3.1System Generator的應用
8.3.2System Generator中的信號類型
8.3.3自動代碼生成
8.3.4編譯MATLAB設計生成FPGA代碼
8.3.5子係統的建立與ISE調用
8.4基於System Generator的硬件協仿真
8.4.1硬件協仿真平颱的特點與平颱安裝
8.4.2硬件協仿真的基本操作
8.4.3共享存儲器的操作
8.5System Generator的高級應用
8.5.1導入外部的HDL程序模塊
8.5.2設計在綫調試
8.5.3係統中的多時鍾設計
8.5.4FPGA設計的高級技巧
本章小結

第9章數字信號處理專題
9.1數字信號
9.1.1數字信號的産生
9.1.2采樣定理
9.1.3數字係統的主要性能指標
9.1.4A/D轉換的字長效應
9.2常用DSP IP Core及其應用
9.2.1DDS模塊IP Core的應用
9.2.2FFT算法IP Core的應用
9.2.3Cordic算法IP Core的應用
9.2.4FIR濾波器IP Core的應用
9.3多速率濾波器的FPGA實現
9.3.1多速率信號處理的意義
9.3.2多速率信號濾波器的基本操作
9.3.3CIC濾波器的FPGA實現
9.3.4HB濾波器的FPGA實現
本章小結

第10章SERDES技術專題
10.1高速數據連接功能
10.1.1高速數據傳輸
10.1.2Xilinx公司高速連接功能的解決方案
10.2實現吉比特高速串行I/O的相關技術
10.2.1吉比特高速串行I/O的特點和應用
10.2.2吉比特串行I/O係統的組成
10.2.3吉比特串行I/O的設計要點
10.3Rocket I/O收發器原理與開發
10.3.1Rocket I/O硬核組成與工作原理
10.3.2GTP硬核組成與工作原理
10.3.3GTP Wizard開發實例
10.4PCI�睧xpress G1端點接口設計
10.4.1PCI Express G1技術
10.4.2Xilinx PCI Express G1端點模塊
10.4.3PCI Express G1端點接口實例解讀
本章小結

參考文獻

精彩書摘

　　7.內嵌專用硬核
　　內嵌專用硬核是相對底層嵌入的軟核而言的，指FPGA處理能力強大的硬核（Hard Core），等效於ASIC電路。為瞭提高FPGA性能，芯片生産商在芯片內部集成瞭一些專用的硬核。例如，為瞭提高FPGA的乘法速度，主流的FPGA中都集成瞭專用乘法器；為瞭適用通信總綫與接口標準，很多高端的FPGA內部都集成瞭串並收發器（SERDES），可以達到數十吉比特／秒的收發速度。
　　例如，Xilinx公司的高端産品不僅集成瞭Power PC或者ARM A9係列高性能CPU，還內嵌瞭DSP Core模塊，其相應的係統級設計工具是EDK和Platform Studio，並以此提齣瞭片上係統SoC的概念。通過Power PC、Miroblaze、Pieoblaze等處理器平颱，能夠開發標準的DSP處理器及其相關應用，達到SoC的開發目的。
　　1.2.3軟核、硬核及固核
　　IP（Intelligent Property）核是具有知識産權核的集成電路芯核總稱，是經過反復驗證過的、具有特定功能的宏模塊，與芯片製造工藝無關，可以移植到不同的半導體工藝中。到瞭SoC階段，IP核設計已成為ASIC電路設計公司和FPGA提供商的重要任務，也是其實力體現。對於FPGA開發軟件，其提供的IP核越豐富，用戶的設計就越方便，其市場占有率就越高。目前，IP核已經變成係統設計的基本單元，並作為獨立設計成果被交換、轉讓和銷售。
　　從IP核的提供方式上，通常將其分為軟核、硬核和固核三類。從完成IP核所花費的成本來講，硬核代價最大；從使用靈活性來講，軟核的可復用性最高。在FPGA領域中，最常用的是軟核和硬核這兩類IP。
　　1.軟核
　　軟核在EDA設計領域指的是綜閤之前的寄存器傳輸級（RTL）模型；具體在FPGA設計中指的是對電路的硬件語言描述，包括邏輯描述、網錶和幫助文檔等。軟核隻經過功能仿真，需要經過綜閤以及布局布綫纔能使用。其優點是靈活性高、可移植性強，允許用戶自配置；缺點是對模塊的預測性較低，在後續設計中存在發生錯誤的可能性，有一定的設計風險。軟核是IP核應用最廣泛的形式。
　　Xilinx公司一直以來提供的軟核IP資源比其他廠傢都更為豐富，全部集成在開發組件Core Generator中，本書將在4.2.4節對其進行詳細說明。
　　2.固核
　　固核在EDA設計領域指的是帶有平麵規劃信息的網錶；具體在FPGA設計中可以看做帶有布局規劃的軟核，通常以RTL代碼和對應具體工藝網錶的混閤形式提供。將RTL描述結閤具體標準單元庫進行綜閤優化設計，形成門級網錶，再通過布局布綫工具即可使用。和軟核相比，固核的設計靈活性稍差，但在可靠性上有較大提高。目前，固核也是IP核的主流形式之一。
　　……

前言/序言

　　賽靈思（Xilinx）公司作為可編程器件（PLD）的領導廠商，占有超過50%的市場份額，為客戶提供可編程邏輯芯片（CPLD、FPGA和PROM）、軟件設計工具、不同等級的知識産權核（IP Core）以及係統級的完整解決方案。
　　隨著工藝和設計水平的不斷提高，FPGA在數字係統中所扮演的角色也從邏輯膠閤者提升到處理核心。從2006年起，賽靈思公司的FPGA就涵蓋瞭邏輯應用、數字信號處理以及嵌入式三大應用領域。到目前為止，賽靈思已成為完整的解決方案提供者。例如，量産的Spartan 6係列FPGA采用45nm工藝，廣泛應用在中低規模係統中，如機器視覺、機頂盒以及廣泛的多媒體處理等； 量産的Virtex��5/6係列FPGA分彆采用65nm、40nm工藝，主要麵嚮高端應用，如高速互聯網絡、無綫通信、寬帶接入以及汽車工業等。28nm的7係列FPGA（Artix、Kintex和Virtex三個低、中、高係列）也已逐漸量産，進一步提升FPGA係統設計能力。此外，Zynq��7000可擴展處理平颱（EPP）將ARM Cortex�睞9 雙核處理器係統與可編程邏輯緊密集成在一起，為業界帶來革命性的創新解決方案。
　　基於賽靈思公司的領先技術，更多的工程師和研究人員已加入到賽靈思FPGA的開發隊伍中。在過去四年中，賽靈思公司通過大學和開源社區OpenHard，開展瞭三屆開源硬件創新大賽以及多個網絡研討會，但切入點都比較零散，不能形成係統化知識體係。《Xilinx FPGA開發實用教程》第一版於2008年齣版，彌補瞭上述不足，幫助廣大技術人員、在校的研究生和高年級本科生盡快掌握Xilinx FPGA的開發流程，連續印刷4次，深受讀者歡迎。由於FPGA技術發展迅速，因此作者更新瞭原書內容，並以最新的ISE13.x版本和量産的6係列器件為例進行介紹，更加符閤FPGA發展趨勢。
　　整體而言，本書具有以下三項特色： 首先，從邏輯設計、數字信號處理、嵌入式係統設計和高速連接四個方麵係統地介紹瞭Xilinx FPGA的開發與應用，條理清晰、思路明確，符閤FPGA目前和未來的發展趨勢； 其次，較為詳細地介紹瞭Xilinx FPGA的開發技巧，融入瞭作者的工程開發經驗，對於初學者和工程開發人員來講都具有較強的可讀性； 最後，極為全麵地介紹瞭賽靈思公司的ISE、System Generator以及EDK開發軟件，非常係統和完整。
　　因此，對於在校研究生、高年級本科生及從事FPGA開發的工程師來說，本書是一本較為理想的EDA教材和工程工具書，我鄭重地將其推薦給大傢！希望通過本書的齣版，使更多的讀者掌握賽靈思FPGA的開發技能，更好地促進FPGA開發技術的普及和推廣。
　　賽靈思（Xilinx）公司中國區大學計劃經理謝凱年博士2012年6月

掌握數字設計的核心：FPGA原理與實踐 在日新月異的電子工程領域，可編程邏輯器件（FPGA）以其獨特的靈活性、高性能和快速迭代能力，成為瞭實現復雜數字係統設計的關鍵技術。從高速通信、人工智能到嵌入式係統和工業自動化，FPGA的身影無處不在，深刻地改變著現代科技的麵貌。本書旨在為讀者提供一個全麵、深入且實用的FPGA學習體驗，幫助您從零開始，一步步掌握FPGA的設計、開發與應用。 本書的獨特價值與學習路徑： 本書並非簡單羅列硬件指令或軟件操作，而是著力於構建您對FPGA技術底層原理的深刻理解，並結閤行業主流的開發工具和設計流程，提供一套完整的實踐指導。我們深知，真正的掌握源於理論與實踐的深度融閤。因此，本書的學習路徑設計精巧，循序漸進，旨在將您從FPGA的初學者，逐步培養成為一名具備獨立設計能力的工程師。 第一部分：FPGA的基石——原理與架構 在正式進入設計實踐之前，清晰透徹的原理是後續一切學習的基礎。本部分將帶您深入剖析FPGA的核心構成，讓您知其然，更知其所以然。 什麼是FPGA？ 我們將從數字邏輯設計的基本概念講起，解釋什麼是可編程邏輯，以及FPGA相對於ASIC（專用集成電路）和微處理器等其他解決方案的優勢所在。 深入探討FPGA的幾個關鍵特性：高度的並行性、按需定製的硬件邏輯、在設計周期中的靈活性以及快速原型驗證的能力。 我們將分析FPGA在不同應用場景中的價值，例如在對性能要求極高的領域，其強大的並行處理能力能夠帶來傳統軟件無法比擬的優勢。 FPGA的內部架構解析 可配置邏輯塊（CLB/LAB）： 這是FPGA的核心計算單元。我們將詳細講解CLB的組成，包括查找錶（LUT）、觸發器（Flip-Flop/Register）、多路選擇器（Multiplexer）以及進位鏈（Carry Chain）。通過對LUT的深入剖析，理解其如何實現任意組閤邏輯函數，並探討不同規模LUT（如4-input, 6-input）的設計考量。 輸入/輸齣塊（IOB）： 介紹IOB的功能，包括信號的輸入緩衝、輸齣驅動、電平標準支持（如LVCMOS, LVDS, HSTL等）以及差分信號的處理。理解IOB如何連接FPGA內部邏輯與外部世界，以及如何配置以適應不同的電氣接口需求。 可編程互連資源（Routing Resources）： 深入研究FPGA內部的布綫網絡，包括水平綫、垂直綫、開關矩陣（Switch Matrix）等。理解這些互連資源如何將CLB和IOB連接起來，以及布綫長度對時序性能的影響。介紹布綫算法的基本原理，說明為什麼同一個邏輯設計在不同FPGA器件上可能會有不同的布局布綫結果。 存儲器模塊（Block RAM/Distributed RAM）： 講解FPGA內置的RAM資源，包括塊RAM（BRAM）和分布式RAM。分析BRAM的結構、配置選項（如單端口、雙端口、僞雙端口）以及其在數據緩衝、FIFO、查找錶實現等方麵的應用。對比分布式RAM的特點，理解其在實現局部小規模存儲時的優勢。 DSP Slice/DSP Blocks： 重點介紹FPGA中專門用於加速數字信號處理的硬件單元。分析DSP Slice（或DSP Block）的結構，包括乘法器、加法器、纍加器、移位器等，以及其在乘法纍加（MAC）運算、濾波器、FFT等算法實現中的高效性。 時鍾管理單元（Clock Management Tiles/PLL/MMCM）： 詳細介紹FPGA內部的時鍾生成、分配和管理機製。講解鎖相環（PLL）和混閤模式時鍾管理器（MMCM）的功能，如何實現時鍾倍頻、分頻、相位偏移以及抖動抑製。分析多時鍾域設計中的挑戰和應對策略。 FPGA設計流程概覽 我們將介紹一個典型的FPGA設計流程，包括需求分析、邏輯設計、仿真驗證、綜閤、實現（布局與布綫）、時序約束與分析、比特流生成以及硬件下載與調試。 解釋每個階段的目標和關鍵産齣，以及不同階段之間的相互依賴關係。 第二部分：硬件描述語言（HDL）——FPGA設計的語言 FPGA設計離不開強大的硬件描述語言。本書將重點介紹業界最主流的兩種HDL：Verilog和VHDL，並引導您理解它們在描述硬件時的精髓。 Verilog HDL入門與進階 基礎語法： 講解Verilog的基本語法結構，包括模塊（module）、端口（port）、數據類型（reg, wire）、賦值語句（assign, always）、運算符、控製結構（if-else, case, for, while）。 行為級建模： 演示如何使用Verilog描述組閤邏輯（combinational logic）和時序邏輯（sequential logic）。例如，使用`always @()`描述組閤邏輯，使用`always @(posedge clk)`描述時序邏輯。 結構級建模： 介紹如何實例化其他模塊，實現模塊化的設計。 參數化設計： 講解如何使用`parameter`關鍵字創建可配置的模塊，提高代碼的可重用性。 常用IP核的Verilog接口： 示例講解如何調用和配置FPGA廠商提供的IP核（如UART、SPI、I2C、RAM控製器等）。 VHDL HDL入門與進階 基礎語法： 介紹VHDL的基本結構，包括實體（entity）、架構（architecture）、庫（library）、包（package）、端口（port）、信號（signal）、變量（variable）以及數據類型。 過程（Process）與並發語句： 講解VHDL的`process`語句如何描述時序行為，以及並發語句（如`assign`在Verilog中對應的`<=`）如何描述組閤邏輯。 組件（Component）與實例化： 介紹VHDL中的組件概念，以及如何通過組件實例化來構建層次化設計。 屬性（Attribute）與生成語句（Generate Statement）： 講解VHDL的強大特性，如屬性的應用，以及`generate`語句在批量生成硬件結構時的便利性。 常用IP核的VHDL接口： 示例講解如何使用VHDL語言調用和配置FPGA廠商提供的IP核。 HDL代碼風格與綜閤優化 強調編寫可綜閤（synthesizable）HDL代碼的重要性，以及避免使用非綜閤性語句（如延時語句`delay`）。 分享編寫清晰、模塊化、易於閱讀和維護的HDL代碼的原則。 介紹一些常見的代碼優化技巧，以獲得更好的綜閤結果（麵積、速度、功耗）。 第三部分：FPGA開發流程詳解與工具鏈應用 理論知識需要轉化為實際的開發操作。本部分將聚焦於主流FPGA開發工具的使用，以及完整的開發流程實踐。 FPGA開發工具鏈介紹 我們將以業內領先的FPGA廠商（如Xilinx或Intel/Altera）的開發套件為例，介紹其集成開發環境（IDE）的基本操作。 項目創建與管理： 演示如何新建工程、添加設計文件、設置目標器件和約束文件。 綜閤（Synthesis）： 講解綜閤工具的作用，如何將HDL代碼轉換為網錶（netlist），並介紹綜閤選項的配置。 實現（Implementation）： 詳細闡述布局（Placement）和布綫（Routing）的過程。解釋它們如何將網錶映射到FPGA的物理資源上，並優化時序。 時序約束（Timing Constraints）： 介紹時序約束文件的編寫，如`.xdc`（Xilinx）或`.sdc`（Intel/Altera）文件。重點講解時鍾定義（`create_clock`）、輸入/輸齣端口時序要求（`set_input_delay`, `set_output_delay`）、僞路徑（false_path）和多周期路徑（multicycle_path）的約束。 靜態時序分析（STA）： 講解STA工具如何根據時序約束來驗證設計是否滿足時序要求，以及如何解讀STA報告中的關鍵指標（如Setup Time, Hold Time, WNS, TNS）。 功耗分析（Power Analysis）： 介紹如何使用工具估算和分析FPGA設計的功耗。 比特流生成（Bitstream Generation）： 講解如何生成FPGA的配置文件（比特流），該文件用於編程FPGA。 硬件調試（Hardware Debugging）： 介紹使用邏輯分析儀（如ILA/SignalTap）進行硬件調試的技術，如何觀察內部信號，定位問題。 仿真驗證的關鍵技術 功能仿真： 演示如何編寫測試平颱（Testbench）來驗證HDL設計的邏輯功能。講解激勵（Stimulus）生成、信號監視和結果比對。 時序仿真： 解釋時序仿真的重要性，如何結閤後布局布綫（Post-Place & Route）的仿真模型來驗證設計在實際硬件上的時序行為。 常用仿真工具介紹： 簡要介紹如ModelSim/QuestaSim, Vivado Simulator等主流仿真工具。 IP核的集成與應用 IP Catalog介紹： 講解FPGA廠商提供的IP核庫，涵蓋瞭常用接口（如AXI、PCIe、DDR）、處理器（如MicroBlaze、Nios II）、DSP模塊、存儲控製器等。 IP核配置與例化： 演示如何通過圖形化界麵或Tcl腳本配置IP核的參數，以及如何在設計中例化和連接IP核。 IP核的封裝與復用： 介紹如何創建自己的IP核，以便在不同項目中復用。 第四部分：FPGA高級設計與應用 在掌握瞭FPGA的基本原理和開發流程後，本部分將引導您探索更高級的設計技術和實際應用案例，以應對更復雜的工程挑戰。 高性能設計技術 流水綫（Pipelining）： 深入講解流水綫技術如何提高吞吐量，加速數據處理。演示如何對復雜的計算單元進行流水綫劃分，以及關鍵路徑的識彆與優化。 並行處理： 探討多種並行策略，如數據並行、任務並行，以及如何在FPGA上高效實現。 內存接口設計（DDR3/DDR4）： 詳細介紹高速DDR內存的接口協議、讀寫時序，以及FPGA控製器設計中的關鍵點，如信號完整性、時鍾域交叉。 AXI總綫協議： 介紹AMBA AXI（Advanced eXtensible Interface）協議，包括AXI4、AXI4-Lite、AXI4-Stream，以及如何在FPGA係統中實現高效的數據傳輸和片上互連。 低功耗FPGA設計 功耗分析工具的應用： 進一步深入講解如何使用工具進行精確的功耗估算和分析。 降低靜態功耗與動態功耗的策略： 介紹包括時鍾門控（Clock Gating）、電源門控（Power Gating）、邏輯優化、資源使用率控製等多種技術。 高級調試與性能優化 時序違例的根源分析與解決： 結閤實際案例，講解如何診斷和解決Setup Time違例和Hold Time違例。 布局布綫策略的影響： 探討不同的布局布綫策略（如Area-optimized, Delay-optimized）對設計性能的影響。 資源利用率的權衡： 分析如何在麵積、速度和功耗之間進行權衡。 嵌入式係統開發 軟核處理器（Soft-core Processors）： 介紹如MicroBlaze（Xilinx）或Nios II（Intel/Altera）等軟核處理器，以及如何在FPGA上構建完整的嵌入式係統。 外設接口設計： 演示如何設計UART、SPI、I2C、GPIO等外設接口，並與軟核處理器進行集成。 內存管理與DMA： 講解嵌入式係統中內存管理單元（MMU）和直接內存訪問（DMA）控製器的設計與應用。 典型應用案例分析 高速數據采集與處理： 以ADC數據接口、數字信號處理（DSP）算法加速為例，展示FPGA在信號處理領域的強大能力。 視頻與圖像處理： 介紹FPGA在圖像預處理、編解碼、視覺算法實現中的應用。 通信係統設計： 講解FPGA在基帶信號處理、協議棧實現、高速接口（如Ethernet, PCIe）設計中的作用。 機器學習推理加速： 探討如何利用FPGA的並行計算能力加速深度學習模型的推理過程。 第五部分：FPGA開發實戰——從項目構思到硬件實現 理論的學習最終需要通過實際項目來檢驗和鞏固。本部分將提供一套結構化的項目實踐指導，讓您親身感受FPGA設計的完整流程。 項目選題與規劃 提供一係列不同難度和應用方嚮的項目示例，幫助讀者選擇適閤自己當前水平的項目。 指導讀者如何進行需求分析、功能分解、資源估算和技術選型。 詳細項目開發步驟 項目一：簡易LED閃爍與按鍵控製 這是一個入門級的項目，旨在熟悉HDL編碼、綜閤、下載和調試的基本流程。 內容包括：使用Verilog/VHDL設計一個LED驅動模塊，設計一個按鍵消抖電路，並使用狀態機控製LED的閃爍模式。 項目二：UART串口通信模塊 學習如何設計一個標準UART控製器，實現FPGA與PC或其他外設的串口通信。 內容包括：波特率發生器、發送移位寄存器、接收移位寄存器、起始位/停止位/校驗位處理。 項目三：基於DDR內存的簡單數據讀寫 深入理解DDR內存接口的時序，設計一個簡易的DDR控製器，實現對外部DDR SDRAM的數據讀寫操作。 內容包括：DDR協議解析，FPGA端控製器設計，讀寫命令序列生成。 項目四：圖像縮放或顔色空間轉換（可選進階） 結閤DSP Slice，實現簡單的圖像處理算法，例如雙綫性插值法縮放圖像，或RGB到YUV顔色空間的轉換。 內容包括：圖像數據接口設計，算法邏輯實現，DSP Slice的高效利用。 結語 FPGA技術是一個充滿活力且不斷發展的領域。本書緻力於為您打下堅實的基礎，並激發您在FPGA設計領域持續探索的熱情。通過本書的學習，您將不僅掌握FPGA的設計方法和工具使用，更能培養解決復雜數字係統設計問題的能力，為您的電子工程生涯開闢更廣闊的天地。我們相信，理論的深度學習與不懈的實踐練習相結閤，定能助您在FPGA設計的道路上取得卓越成就。

評分☆☆☆☆☆

說實話，拿到這本書，我首先關注的就是它的“第2版”標識。在快速發展的電子技術領域，一本新版教材往往意味著它融入瞭最新的技術進展和開發理念。FPGA技術也是如此，新的器件、新的開發工具、新的設計方法層齣不窮。我之前也用過一些比較老的FPGA教程，雖然基礎知識大體相似，但在很多細節上已經跟不上時代的步伐瞭，比如一些老版本開發軟件的使用方法，或者對新一代FPGA器件特性的介紹就顯得力不從心。 我是一名有一定FPGA基礎的設計人員，之前接觸過Altera（現Intel）的FPGA，現在想轉到Xilinx平颱上來。所以，我對這本書的期望是，它能夠幫助我快速地熟悉Xilinx的FPGA架構和開發生態。比如，Xilinx的器件係列有哪些特點？Vivado開發工具的優勢在哪裏？如何進行高效的時序約束和優化？這些都是我比較關心的內容。我希望這本書能提供一些有深度的講解，而不僅僅是泛泛而談。 我特彆希望能在這本書中找到關於Xilinx FPGA設計流程中的一些“最佳實踐”。例如，在代碼編寫方麵，有哪些是通用的編碼規範，能夠提高代碼的可讀性和可復用性？在綜閤和實現階段，如何有效地利用工具選項來優化設計性能，比如降低功耗、提高時鍾頻率？如果書中能夠結閤實際項目案例，演示這些優化過程，那就太有價值瞭。 此外，這本書配備的光盤，我非常期待它裏麵的內容。我希望光盤不僅僅是提供一些簡單的例程，更能包含一些完整的工程項目，讓我可以一步步地去分析和學習。比如，一些基於Xilinx FPGA的圖像處理、通信接口、或者嵌入式係統的完整設計案例，能夠讓我看到FPGA在實際應用中的威力。如果光盤裏還有一些關於Xilinx器件選型、開發闆介紹的信息，那就更好瞭。 總的來說，我購買這本《Xilinx FPGA開發實用教程（第2版）》（配光盤），是希望它能夠成為我學習Xilinx FPGA開發的一本得力助手。我期待它能夠提供係統、深入、實用的知識，幫助我快速掌握Xilinx FPGA的設計和開發技能，並且能夠在實際工作中得到應用。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對FPGA技術充滿好奇的愛好者，我一直在尋找一本能夠帶領我深入瞭解Xilinx FPGA世界的教程。這本《Xilinx FPGA開發實用教程（第2版）》（配光盤）聽起來就很有吸引力。我深知，FPGA技術雖然強大，但學習門檻也相對較高，特彆是對於一些初學者來說，很容易在各種術語和概念中迷失方嚮。我希望這本書能夠以一種循序漸進的方式，將復雜的FPGA原理和開發流程分解開來，用清晰易懂的語言進行闡述。 我特彆關注這本書在講解FPGA基礎知識方麵的錶現。比如，FPGA的基本構成單元，如查找錶（LUT）、觸發器（FF）等，它們是如何工作的？Verilog或VHDL語言在FPGA開發中扮演著怎樣的角色？如何編寫高效、可綜閤的HDL代碼？這些基礎知識的牢固掌握，是後續深入學習的關鍵。我希望這本書能夠在這方麵提供足夠的細節和示例，幫助我建立起堅實的理論基礎。 同時，這本書的“第2版”和“配光盤”的特點，讓我對它的實用性有瞭更高的期待。我希望光盤裏能提供豐富的學習資源，比如針對不同FPGA器件型號的開發闆使用教程，或者是一些完整的工程案例，讓我能夠親手實踐。如果書中能夠介紹如何使用Xilinx的官方開發工具，如Vivado，進行項目的設計、仿真、綜閤、實現和下載，那就太棒瞭。我會非常期待看到一些關於調試技巧的講解，因為在FPGA開發過程中，調試往往是耗時耗力的一環。 此外，我個人對FPGA在嵌入式係統設計中的應用很感興趣。我希望這本書能夠涉及一些關於FPGA與微處理器（如ARM）協同工作的原理和方法，或者是一些常見的嵌入式應用場景的實現，例如簡單的通信協議（如UART、SPI、I2C）的設計，或者是一些基礎的數字信號處理算法在FPGA上的實現。這些內容將有助於我拓寬FPGA的應用視野。 總而言之，我希望這本《Xilinx FPGA開發實用教程（第2版）》（配光盤）能夠成為我學習Xilinx FPGA開發的入門指南和實踐工具。我期待它能夠提供全麵、深入、易於理解的知識，並且通過豐富的實踐案例，幫助我掌握FPGA設計的核心技術，開啓我的FPGA探索之旅。

評分☆☆☆☆☆

最近一直在關注FPGA領域的發展，特彆是Xilinx的器件和開發環境。當我看到這本《Xilinx FPGA開發實用教程（第2版）》（配光盤）時，感覺它正好是我目前需要的一本教材。我之前也接觸過一些FPGA的書籍，有些內容過於陳舊，跟不上最新的技術發展，有些則過於理論化，缺乏實際操作的指導。這本書的“第2版”意味著它應該包含瞭較新的信息，而“配光盤”則提供瞭實踐操作的便利。 我作為一名在職的軟件工程師，希望通過這本書能夠快速上手Xilinx FPGA的開發。我比較關心的是，這本書能否清晰地介紹Xilinx FPGA的開發流程，從需求分析到最終的硬件實現，每個環節的關鍵點是什麼？特彆是在代碼編寫方麵，除瞭Verilog/VHDL語法，是否有關於如何寫齣高效、可讀性強、易於維護的代碼的建議？我希望它能提供一些關於設計模式和最佳實踐的指導。 我個人對FPGA在通信和嵌入式係統中的應用比較感興趣。我希望這本書能涵蓋一些相關的實例，例如如何利用FPGA實現高速接口，或者如何構建一個簡單的嵌入式係統，包含FPGA和微控製器協同工作。如果書中能對Xilinx的IP核庫有所介紹，並且指導如何調用和配置這些IP核來加速開發過程，那就再好不過瞭。 另外，關於FPGA的調試和性能優化，也是我非常看重的內容。我希望這本書能夠分享一些實用的調試技巧，如何利用Xilinx提供的工具來定位和解決設計中的問題。同時，我也希望瞭解一些關於FPGA性能優化的方法，比如如何通過約束設置、邏輯綜閤和布局布綫來提高設計的時鍾頻率、降低功耗和麵積。 總而言之，我購買這本《Xilinx FPGA開發實用教程（第2版）》（配光盤），是希望它能夠成為我學習Xilinx FPGA開發的一個有效工具。我期待它能夠提供係統、實用、前沿的知識，並且通過豐富的實踐指導，幫助我快速掌握Xilinx FPGA的設計與開發技能，並將其應用於實際項目中。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本《Xilinx FPGA開發實用教程（第2版）》已經有一段時間瞭，我一直想找時間靜下心來好好翻翻，畢竟FPGA這塊技術，說起來容易，但真正上手起來，細節太多，容易讓人摸不著頭腦。這次入手這本，主要是看中瞭它是“第2版”，而且配瞭光盤，感覺內容應該比較新，而且學習資料也比較齊全。我一直覺得，學習FPGA，動手實踐是關鍵，而光盤裏的那些例程和開發環境的配置，絕對是省時省力的好幫手。 我之前也接觸過一些FPGA的書籍，有些講得過於理論，理論結閤實踐的比例失調，讓人看瞭之後，感覺自己好像懂瞭很多概念，但實際操作的時候，又不知道從何下手。還有些書籍，雖然講得很細，但例子太老，用的FPGA器件型號或者開發軟件版本已經過時，跟不上當前的開發節奏，這樣一來，學到的東西可能就得打個摺扣。所以，對於這本“第2版”，我還是抱有挺大期望的，希望它能在理論講解和實際操作之間找到一個很好的平衡點，能讓我從零開始，一步步地掌握Xilinx FPGA的開發流程。 我是一名在校的電子信息工程專業的學生，平時也接觸到一些硬件設計，但對於FPGA的應用，還處於一個比較初級的階段。平時學習過程中，常常會遇到一些瓶頸，比如對Verilog/VHDL語言的掌握不夠深入，對IP核的調用和配置也不太熟悉，更不用說更復雜的時序約束和優化瞭。我希望這本書能夠從基礎講起，把那些復雜的概念用清晰易懂的方式解釋清楚，並且提供一些實用的案例，讓我能夠通過模仿和實踐，逐漸提升自己的FPGA設計能力。 總的來說，對於這本書的期待，我主要集中在它的實用性和前沿性上。希望它不僅僅是介紹一些基礎的FPGA知識，更能涉及到一些當前主流的Xilinx FPGA器件的應用，以及最新的開發工具和流程。我比較看重書中是否有關於Xilinx Vivado開發環境的詳細介紹和使用技巧，以及如何有效地利用FPGA進行嵌入式係統的設計。畢竟，現在很多項目都離不開FPGA，學好它，對未來的學習和工作都會有很大的幫助。 這本書的齣現，對我來說，更像是一個指明燈。我之前在學習FPGA的過程中，常常會因為遇到一些技術難題而感到沮喪，有時候甚至不知道該去哪裏尋找答案。而一本內容詳實、講解透徹的教程，加上配套的光盤資源，就能極大地減輕學習的難度。我希望這本書能夠幫助我建立起紮實的FPGA開發基礎，並且能夠引導我進一步探索FPGA在各種應用領域中的潛力。

評分☆☆☆☆☆

最近在琢磨著學習FPGA，聽說是Xilinx的生態係統比較成熟，所以就想找一本相關的入門書。這本《Xilinx FPGA開發實用教程（第2版）》（配光盤）聽名字就挺對口的，感覺內容應該比較貼近實際項目開發。我之前也看過一些FPGA的書，有些講得太宏觀，或者例子不夠接地氣，學完之後還是感覺雲裏霧裏的，不知道怎麼把理論應用到實際問題中。這本“第2版”加上光盤，讓我覺得至少在學習資料上是比較齊全的，希望它能提供一些具體的代碼例子和硬件連接的指導，這樣學習起來會更有效率。 我一直認為，學習FPGA，光看書是不夠的，一定要動手實踐。而一本好的教材，應該能夠引導你去動手，去嘗試。這本教程能否提供一些從簡單的“點燈”到稍微復雜一點的邏輯設計、狀態機等的實例？我特彆想瞭解如何使用Verilog或VHDL來實現一些常用的數字邏輯功能，比如計數器、移位寄存器、簡單的通信接口等。如果書中能提供這些基礎實例的詳細講解和實現步驟，那就太棒瞭。 另外，對於FPGA的開發流程，從設計輸入、綜閤、實現到比特流生成，再到最終的下載和調試，這是一個相當復雜的過程。我希望這本書能夠把這個流程講清楚，特彆是對於Xilinx的開發工具，比如Vivado，能夠有比較詳細的介紹和操作演示。對於新手來說，熟悉開發工具本身就是一項挑戰，如果教程能夠一步步地引導，那就事半功倍瞭。 我比較關心的是，這本書在講解FPGA內部架構和基本邏輯單元（如LUT、FF）方麵，會不會有一些直觀的圖示或者比喻？有時候，理解這些底層的東西，對於寫齣高效的代碼非常重要。我還想瞭解，這本書是否會涉及一些關於FPGA在嵌入式係統中的應用，例如如何配閤ARM處理器進行SoC設計，或者如何實現一些常見的通信協議。這對我目前的工作方嚮來說，非常有價值。 總而言之，我購買這本教程，是希望能夠係統地學習Xilinx FPGA的開發技術，並且能夠通過書中的指導，掌握FPGA設計的核心技能。我期待這本書能夠為我打開FPGA開發的大門，讓我能夠獨立地完成一些簡單的FPGA項目，並且為日後更深入的學習打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

不錯不錯不不錯，此物物美又價廉。

評分☆☆☆☆☆

正在看，很不錯的一本書。

評分☆☆☆☆☆

似乎太高級瞭些，這些東西最好由編譯器自動優化，而不是人工去管

評分☆☆☆☆☆

活動很給力！價格便宜！書不錯

評分☆☆☆☆☆

這一個係列的書都不錯，這本書對於FPGA數字信號處理很有幫助，學習一下，一直在京東買書。

評分☆☆☆☆☆

活動很給力！價格便宜！書不錯

評分☆☆☆☆☆

一直在京東買東西，非常好

評分☆☆☆☆☆

書的印刷質量一般，紙張有粘膠，講解的比較詳細，有點用

評分☆☆☆☆☆

專業書籍，還可以！專業書籍，還可以！專業書籍，還可以！