FPGA軟件測試與評價技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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中國電子信息産業發展研究院 著

圖書標籤:

• FPGA
• 軟件測試
• 硬件測試
• 驗證與確認
• 測試技術
• 嵌入式係統
• 數字電路
• VHDL
• Verilog
• 測試用例

齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115448637

版次：01

商品編碼：12165826

包裝：平裝

叢書名： 智能製造測試與評價技術叢書

開本：小16開

齣版時間：2017-03-01

頁數：383

正文語種：中文

編輯推薦

1. 本叢書是國內第1套重點解析智能製造係統測試與評價技術的叢書。
2. 本書是第1本專門介紹FPGA軟件測試與評價技術的圖書。
3. 書中詳細介紹瞭FPGA的各種測試工具和第三方仿真工具。

內容簡介

本書主要介紹瞭業內主流FPGA的結構及特點，基於開發流程，介紹瞭各種測試工具、第三方仿真工具，主要內容包括FPGA開發流程，FPGA軟件測試標準、模型和方法，FPGA測試過程中要使用的工具，FPGA軟件測試實例分析，以及FPGA軟件測試過程與管理。

作者簡介

中國電子信息産業發展研究院（賽迪集團）是直屬於國傢工業和信息化部的一類科研事業單位。自成立二十餘年以來，秉承“信息服務社會”的宗旨，堅持麵嚮政府、麵嚮企業、麵嚮社會，緻力提供決策谘詢、管理顧問、媒體傳播、評測認證、工程監理、創業投資和信息技術等專業服務，在此基礎上，形成瞭政府決策軟科學研究、傳媒與網絡服務、評測與認證服務、谘詢與外包服務、軟件與信息服務、投資與資産管理六業並舉發展的業務格局。

目錄

第1章　FPGA軟件概述 1
1．1　FPGA概述 1
1．1．1　FPGA的發展曆程 2
1．1．2　FPGA的工作原理 8
1．1．3　FPGA的生産廠傢及其産品 14
1．1．4　FPGA軟件在各領域的地位與重要意義 82
1．2　FPGA軟件結構分析 86
1．2．1　FPGA的設計結構 87
1．2．2　FPGA芯片的內部結構 88
1．3　本章小結 94
第2章　FPGA的開發流程 95
2．1　ISE軟件綜述 96
2．1．1　ISE軟件的特點 96
2．1．2　ISE軟件的工具及功能簡介 97
2．2　開發流程 103
2．2．1　需求分析 103
2．2．2　器件選型 104
2．2．3　設計輸入 106
2．2．4　約束 109
2．2．5　功能性仿真 116
2．2．6　綜閤 117
2．2．7　實現 150
2．2．8　後仿真 157
2．2．9　配置及固化 157
2．3　本章小結 162
第3章　FPGA軟件測試標準、模型和方法 163
3．1　FPGA測試標準 163
3．1．1　DO-254標準 163
3．1．2　IEC 61508 166
3．1．3　ECSS標準 167
3．2　FPGA測試模型 168
3．2．1　V模型 168
3．2．2　FPGA中V模型的缺點 171
3．2．3　具有FPGA特點的W模型 171
3．3　FPGA測試方法與內容 173
3．3．1　編碼規則檢查 173
3．3．2　跨時鍾域分析 182
3．3．3　靜態時序分析 187
3．3．4　仿真測試 206
3．3．5　覆蓋率分析 224
3．4　本章小結 228
第4章　FPGA軟件測試工具 229
4．1　編碼規則檢查工具 229
4．1．1　LEDA 230
4．1．2　HDL Designer 231
4．1．3　ALINT 232
4．2　靜態時序分析工具 235
4．2．1　PrimeTime的特點和功能 235
4．2．2　PrimeTime的使用 236
4．3　跨時鍾域分析工具 246
4．3．1　CDC的特點和功能 246
4．3．2　CDC的使用 248
4．4　功能仿真工具 256
4．4．1　ModelSIM 257
4．4．2　VCS 266
4．5　本章小結 270
第5章　FPGA軟件測試實例分析 271
5．1　代碼測試 271
5．1．1　代碼測試內容 271
5．1．2　代碼測試實例 277
5．2　邏輯測試 297
5．2．1　邏輯測試內容 298
5．2．2　邏輯測試實例 298
5．3　靜態分析 302
5．3．1　靜態分析內容 302
5．3．2　靜態分析實例 303
5．4　仿真測試 320
5．4．1　仿真實例內容 320
5．4．2　仿真測試實例 320
5．5　本章小結 332
第6章　FPGA軟件測試過程與管理 333
6．1　FPGA軟件測試過程 333
6．1．1　測試需求分析階段 334
6．1．2　測試設計階段 338
6．1．3　測試執行階段 342
6．1．4　測試總結階段 343
6．2　FPGA軟件測試管理 344
6．2．1　配置管理 345
6．2．2　組織與人員管理 349
6．2．3　時間管理 358
6．2．4　質量管理 362
6．2．5　風險管理 369
6．3　本章小結 382
參考文獻 383

《數字邏輯設計基礎與實踐》 本書旨在為讀者構建堅實的數字邏輯設計理論基礎，並引導讀者將理論知識付諸實踐。全書內容涵蓋瞭從最基本的邏輯門電路到復雜的時序邏輯電路設計，再到集成電路的架構和實現，力求全麵而深入地講解數字邏輯設計的核心概念與技術。 第一部分：數字邏輯基礎 二進製世界與邏輯運算： 我們將從最基礎的二進製數係統齣發，深入理解其錶示方法和運算規則。隨後，重點講解布爾代數的基本定理和定律，以及AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR等基本邏輯門的功能與特性。通過大量實例，演示如何使用邏輯門構建更復雜的組閤邏輯電路，如編碼器、譯碼器、加法器、減法器等，並分析其工作原理和設計要點。 組閤邏輯電路的分析與設計： 本章將係統介紹組閤邏輯電路的設計流程，包括需求分析、邏輯抽象、真值錶建立、卡諾圖化簡以及邏輯錶達式實現等關鍵步驟。我們將詳細闡述卡諾圖在邏輯化簡中的應用，包括如何利用卡諾圖有效地簡化復雜邏輯錶達式，以及如何處理“Don't Care”條件，從而優化電路性能並降低硬件成本。讀者將學會如何根據具體需求，設計齣滿足功能要求的組閤邏輯電路。 時序邏輯電路：觸發器與狀態機： 深入探討時序邏輯電路的核心——觸發器（Flip-Flop）的種類（SR、D、JK、T觸發器）及其工作原理，分析它們在構建存儲單元中的作用。在此基礎上，我們將引入有限狀態機（Finite State Machine, FSM）的概念，包括摩爾（Moore）型和米利（Mealy）型狀態機的區彆與聯係。讀者將學習如何設計和分析時序邏輯電路，以及如何利用狀態機實現具有記憶功能的數字係統，如計數器、移位寄存器等。 集成電路基礎： 簡要介紹集成電路（IC）的基本概念、製造工藝（如CMOS）和封裝技術。我們將初步瞭解不同類型的數字集成電路（如TTL、CMOS）的特點和應用範圍，為後續更深入的學習打下基礎。 第二部分：數字係統設計與應用 微處理器架構與工作原理： 本章將揭示現代計算機的核心——微處理器的內部結構和工作流程。我們會講解CPU的組成部分，如算術邏輯單元（ALU）、控製器（Control Unit）、寄存器組等。重點闡述指令集的概念、指令的執行過程（取指、譯碼、執行、寫迴）以及時鍾信號在同步操作中的作用。通過對簡單指令集的分析，讓讀者理解CPU如何處理和執行程序指令。 存儲器係統： 深入瞭解各種類型的存儲器，包括RAM（SRAM、DRAM）和ROM（PROM、EPROM、EEPROM、Flash Memory）。我們將分析它們的讀寫操作原理、存儲密度、訪問速度和價格等關鍵參數，以及它們在計算機係統中的不同角色。同時，介紹存儲器如何與CPU協同工作，構成完整的存儲係統。 輸入/輸齣（I/O）係統： 講解計算機如何與外部世界進行交互，即輸入/輸齣（I/O）係統的設計。我們將介紹總綫（Bus）的概念及其類型（數據總綫、地址總綫、控製總綫），以及CPU如何通過I/O端口與外圍設備進行通信。還會初步接觸中斷（Interrupt）的概念，理解其在提高I/O效率方麵的作用。 數字係統設計實例： 通過一係列具體的數字係統設計案例，鞏固和拓展讀者在前麵章節中學到的知識。這些案例可能包括簡單的計算器、數碼顯示控製器、簡單的控製器等。每個案例都將遵循完整的數字設計流程，從需求分析到最終的邏輯實現，讓讀者親身體驗設計過程，並將理論知識與實際應用相結閤。 第三部分：硬件描述語言與仿真 硬件描述語言（HDL）入門： 引入兩種主流的硬件描述語言：Verilog HDL和VHDL。我們將從基本語法開始，介紹如何用HDL描述數字電路的行為和結構。重點講解如何使用HDL語言定義模塊、端口、信號、變量，以及如何描述組閤邏輯和時序邏輯。通過簡單的例子，讓讀者快速掌握HDL的基本使用方法。 HDL編程實踐： 逐步引導讀者利用HDL語言實現各種數字邏輯電路，包括邏輯門、加法器、譯碼器、狀態機等。我們將展示如何編寫可綜閤（Synthesizable）的HDL代碼，使其能夠被綜閤工具轉化為實際的硬件電路。同時，會強調代碼風格的重要性，以及如何編寫清晰、易讀、易維護的代碼。 仿真與驗證： 詳細講解使用仿真器對HDL代碼進行驗證的重要性。我們將介紹仿真環境的搭建，如何編寫測試平颱（Testbench）來驅動被測模塊（DUT）並檢查其輸齣。重點講解仿真波形分析，如何通過觀察仿真波形來調試代碼、發現邏輯錯誤。讀者將學會如何有效地利用仿真工具來確保設計的正確性。 綜閤與實現基礎： 簡要介紹硬件描述語言代碼如何被綜閤工具轉化為門級網錶（Netlist），以及如何將網錶映射到目標硬件（如FPGA或ASIC）上。我們將提及布局布綫（Place and Route）的基本概念，為讀者後續接觸實際硬件開發打下基礎。 本書的編寫風格力求清晰易懂，每個概念的引入都伴隨有直觀的圖示和詳細的步驟解析。我們強調理論與實踐相結閤，通過大量的例題和練習，幫助讀者真正掌握數字邏輯設計的核心技能，為進一步深入學習數字信號處理、嵌入式係統、硬件加速等領域奠定堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

作為一個資深的FPGA工程師，我在實際工作中常常麵臨著如何對FPGA設計進行全麵且有效的評價的挑戰。很多時候，我們不僅僅滿足於設計的功能是否正確，更需要深入瞭解其性能錶現，包括功耗、時序、資源利用率等關鍵指標。因此，我一直在尋找一本能夠係統性地介紹FPGA設計評價方法的書籍。我理想中的這本書，應該能夠深入剖析各種性能評價指標的含義、計算方法以及其在不同應用場景下的重要性。例如，對於功耗，書中是否能詳細講解如何從 RTL 代碼層麵進行預估，如何在硬件實現後進行精確測量，以及如何通過設計優化來降低功耗？對於時序，是否能提供關於建立時間和保持時間分析的詳細指南，如何利用時序報告來發現和解決時序違例問題，以及如何進行時序約束的優化？此外，對於資源利用率，書中是否能講解如何分析綜閤和布局布綫後的資源使用情況，以及如何通過算法和架構調整來提高資源利用效率？我尤其看重書中能否提供一些關於性能瓶頸分析和優化的具體案例，通過這些案例，我可以學習到如何將理論知識轉化為解決實際問題的能力。希望這本書能夠幫助我建立起一套科學、係統、可操作的FPGA設計評價體係，從而提升我的設計質量和競爭力。

評分☆☆☆☆☆

我一直以來都對FPGA開發過程中的驗證和測試環節有著濃厚的興趣，並且在不斷尋求能夠提升這方麵能力的知識。我非常希望找到一本能夠深入講解FPGA軟件測試與評價的全麵性著作。我期待書中能夠係統性地介紹FPGA軟件測試的各個階段，從單元測試到集成測試，再到係統層麵的驗證。對於測試方法的選擇，我希望書中能提供針對FPGA特性的專業指導，例如如何進行功能驗證、性能驗證、功耗驗證以及可靠性驗證。我尤其關注測試用例的設計，希望書中能詳細闡述如何設計全麵、高效的測試用例，以確保能夠覆蓋到各種可能的場景和邊界條件。此外，關於測試環境的搭建和管理，我也充滿瞭疑問，希望書中能夠提供關於如何選擇和配置仿真工具、硬件調試器，以及如何構建自動化的測試流程的實用建議。我對測試覆蓋率的度量和分析也十分好奇，希望能夠瞭解如何量化測試的有效性，並如何利用這些信息來改進測試策略。如果書中還能包含一些關於FPGA設計中常見問題的測試和調試技巧，那將對我非常有幫助，可以大大縮短我的調試時間。

評分☆☆☆☆☆

作為一個對FPGA設計優化的愛好者，我總是在尋找能夠幫助我更深入理解和評估設計性能的書籍。我特彆關注那些能夠詳細講解FPGA設計評價技術，特彆是針對性能提升方麵的書籍。我期望這類書籍能夠深入剖析各種性能指標，如時序、功耗、麵積等，並提供科學的評估方法和工具。例如，在時序分析方麵，我希望書中能詳細講解如何理解和解讀時序報告，如何識彆時序瓶頸，以及如何通過 RTL 代碼優化、約束調整或綜閤策略來改進時序。對於功耗優化，我期待書中能介紹從 RTL 設計到物理實現的功耗評估技術，以及各種低功耗設計策略的應用。在資源利用方麵，我希望書中能提供關於如何分析綜閤和布局布綫結果，以及如何通過算法和架構的調整來優化資源使用。我非常看重書中能否提供一些實際的案例研究，通過這些案例，我希望能學習到如何將理論知識轉化為實際的優化手段，從而提升FPGA設計的整體性能。如果書中還能涉及一些關於性能預測和建模的技術，那將是錦上添花，能夠幫助我在設計早期就對性能有更準確的預估。

評分☆☆☆☆☆

在FPGA開發過程中，軟件測試扮演著至關重要的角色，它直接關係到最終産品的穩定性和可靠性。我一直在尋找一本能夠深入講解FPGA軟件測試的實踐性書籍，尤其是在測試方法的選擇、測試環境的搭建以及測試用例的設計方麵。我希望這本書能詳細介紹不同的測試策略，例如黑盒測試、白盒測試、灰盒測試在FPGA軟件測試中的適用性，以及如何根據FPGA設計的特點來選擇最閤適的測試方法。同時，我對如何高效地搭建FPGA軟件測試環境非常感興趣，包括如何選擇和配置仿真工具，如何使用硬件調試器進行在綫調試，以及如何構建自動化的測試平颱。另外，測試用例的設計是測試的核心，我希望書中能提供關於如何設計全麵、有效的測試用例的詳細指導，例如如何覆蓋各種邊界條件、異常情況和並發場景，以及如何利用覆蓋率分析來評估測試用例的有效性。我對書中關於測試文檔和報告的要求也很關注，例如如何清晰地記錄測試過程、測試結果以及發現的缺陷，並如何撰寫有價值的測試報告。希望能通過閱讀這本書，提升自己在FPGA軟件測試領域的專業技能，能夠獨立完成復雜的FPGA軟件測試任務，並為團隊帶來更高的效率和更好的産品質量。

評分☆☆☆☆☆

在FPGA設計的整個生命周期中，軟件測試和性能評價是確保最終産品質量的關鍵環節。我一直緻力於尋找能夠係統性地提升我在這些方麵的能力的資源。我理想中的書籍，應該能夠深入講解FPGA軟件測試的各種策略和方法，包括單元測試、集成測試、係統測試等，並詳細闡述如何根據FPGA設計的特點來選擇最適閤的測試方法。我特彆關注書中關於測試用例設計的部分，希望能夠學習到如何設計齣能夠充分覆蓋功能、性能、異常等各種場景的測試用例。同時，對於測試環境的搭建和管理，我也有很多睏惑，希望書中能夠提供關於如何選擇和配置仿真工具、硬件調試器，以及如何構建高效的自動化測試流程的實用建議。在性能評價方麵，我期望書中能夠詳細講解FPGA設計中各種關鍵性能指標的含義、計算方法以及評估方法，例如時序、功耗、資源利用率等，並提供一些關於如何進行性能瓶頸分析和優化的案例。如果書中還能涉及一些關於測試報告的撰寫和缺陷管理的指導，那將非常有價值，能夠幫助我更好地與團隊溝通和協作。

評分☆☆☆☆☆

我在FPGA設計過程中，一直對如何進行有效的軟件測試和精確的性能評價感到睏惑。我希望能夠找到一本能夠係統性地指導我的書籍。我期望這本書能夠深入探討FPGA軟件測試的各個方麵，從測試計劃的製定到測試執行的落地，再到測試結果的分析和報告。我特彆看重書中關於如何設計和執行各種類型的測試用例的指導，例如如何針對FPGA的並行性和實時性特點來設計測試方案，以及如何覆蓋到各種邊界條件和異常情況。同時，我也對如何高效地搭建和管理FPGA軟件測試環境非常感興趣，包括如何選擇閤適的仿真工具，如何利用硬件調試器進行在綫調試，以及如何實現測試的自動化。在性能評價方麵，我希望書中能夠詳細講解FPGA設計中各種關鍵性能指標的測量和分析方法，例如時序、功耗、資源利用率等，並提供一些關於如何通過設計優化來提升這些性能的案例。如果書中還能提供一些關於測試文檔的編寫規範和缺陷管理流程的指導，那將對我非常有幫助，可以讓我更好地與團隊進行溝通和協作，共同提升FPGA産品的質量。

評分☆☆☆☆☆

最近我一直在思考如何係統性地提升FPGA項目中的軟件測試水平，以確保交付的産品不僅僅是功能上可運行，更是高質量、高可靠性的。我對於能夠提供一套完整、可行的FPGA軟件測試流程的書籍非常感興趣。我期待書中能夠詳細介紹如何從項目初期就規劃測試策略，包括測試範圍的確定、測試目標的設定、測試資源的分配等。在測試方法的選擇上，我希望書中能針對FPGA軟件的特點，例如實時性、並行性以及與硬件的緊密耦閤，提供深入的指導，例如如何有效地進行功能測試、性能測試、異常處理測試等。同時，我也非常關注如何設計和生成高質量的測試用例，特彆是如何覆蓋到各種復雜的邊界條件、異常情況以及潛在的並發問題。書中如果能包含關於如何利用自動化測試工具來提高測試效率，例如搭建CI/CD流水綫，實現測試的自動化執行和結果分析，那將對我來說是極大的福音。此外，我對測試覆蓋率的度量和改進方法也充滿好奇，希望能瞭解如何量化測試的有效性，並找到提升測試覆蓋率的途徑。我希望這本書能夠幫助我建立起一套從測試規劃到執行，再到結果分析的完整體係，從而顯著提升FPGA軟件的測試質量。

評分☆☆☆☆☆

隨著FPGA技術的不斷發展，對軟件測試和性能評價的要求也越來越高。我一直在尋找一本能夠幫助我深入理解和掌握FPGA軟件測試與評價技術的書籍。我特彆關注書中對測試方法論的講解，希望能夠學習到如何係統地規劃和執行FPGA軟件測試，從測試需求的分析到測試方案的設計，再到測試用例的編寫和執行。我希望書中能詳細介紹各種測試技術，例如功能測試、性能測試、功耗測試、時序測試等，並提供具體的實踐指導。同時，關於測試環境的搭建，我也希望能夠獲得專業的建議，包括如何選擇和配置適閤的仿真工具、硬件調試器，以及如何構建高效的自動化測試流程。我對測試覆蓋率的度量和分析也充滿瞭好奇，希望能瞭解如何科學地評估測試的充分性，並如何利用這些數據來改進測試策略。此外，如果書中還能包含一些關於FPGA設計中常見問題的調試技巧和解決方案，那將非常有價值，可以幫助我更快地定位和解決問題。我希望這本書能夠成為我FPGA軟件測試和評價能力的堅實基礎，幫助我更自信地應對各種挑戰。

評分☆☆☆☆☆

一直對FPGA的底層軟件測試和性能評估非常感興趣，尤其是那些能夠深入解析測試策略、方法論以及具體評估指標的書籍。我最近在尋找一本能夠全麵係統地講解FPGA軟件測試流程的書，希望它能涵蓋從單元測試、集成測試到係統測試的各個層麵，並且能詳細闡述如何設計有效的測試用例，如何利用仿真工具進行驗證，以及如何針對FPGA特有的硬件資源和時序特性設計測試方案。我特彆期待書中能有關於測試覆蓋率的詳細講解，例如代碼覆蓋率、功能覆蓋率、時序覆蓋率等等，以及如何衡量這些覆蓋率的有效性。此外，對於測試環境的搭建和管理，比如如何有效地管理測試嚮量、如何集成自動化測試腳本，我也非常關注。當然，如果書中還能涉及一些高級的測試技術，例如基於約束的隨機測試、形式化驗證在FPGA測試中的應用，那將是錦上添花。我對書中的實際案例和代碼示例也有很高的期望，希望能通過這些來加深對理論知識的理解，並將其應用到實際工作中。畢竟，理論再好，如果沒有實踐的支撐，也難以真正解決問題。我希望這本書能夠成為我FPGA軟件測試道路上的得力助手，幫助我構建齣穩定可靠、性能優越的FPGA設計。

評分☆☆☆☆☆

我一直在探索如何更有效地評估FPGA設計的整體質量，而不僅僅局限於功能上的正確性。這意味著我需要一本能夠深入探討FPGA設計評價技術，涵蓋從代碼質量、可綜閤性到性能指標等多個維度的書籍。我特彆期待書中能詳細闡述如何評價FPGA代碼的可讀性、可維護性和可重用性，以及如何通過代碼審查和靜態分析來發現潛在的問題。同時，關於可綜閤性，我希望書中能提供關於如何編寫符閤綜閤器要求的 RTL 代碼的指導，如何避免導緻綜閤問題的常見陷阱，以及如何利用綜閤工具的報錶來優化綜閤結果。在性能評估方麵，我期望書中能詳細講解如何從不同層麵（例如算法級、架構級、 RTL 級）來評估FPGA設計的性能，如何針對不同的性能目標（例如高吞吐量、低延遲、低功耗）設計相應的評價指標和測試方法。我非常看重書中能否提供一些關於如何進行性能瓶頸分析和優化的案例研究，通過這些案例，我希望能學習到如何將抽象的性能指標轉化為具體的優化策略，並最終提升FPGA設計的整體錶現。這本書如果能提供一套完整的FPGA設計評價框架，並輔以豐富的實踐經驗分享，那將對我非常有幫助。

評分☆☆☆☆☆

還沒看，不知如何，應該還行吧

評分☆☆☆☆☆

東西很好，服務很好，送貨很快，值得推薦，值得繼續支持。

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大緻介紹瞭下測試的內容，有些乾貨，多學習多進步

評分☆☆☆☆☆

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評分☆☆☆☆☆

不錯，雙十一做活動買的，很快就到瞭。

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最好的FPGA介紹書籍，邏輯性很強，強烈推薦！

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活動價格，十分實惠。

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