数字电路的FPGA设计与实现(应用篇) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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周鹏 著

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• FPGA
• 数字电路
• Verilog
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• 硬件设计
• 可编程逻辑
• 电子工程
• 实践应用
• 设计实现
• 数字系统

店铺： 广影图书专营店

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111429845

商品编码：29701841097

包装：平装

出版时间：2015-01-01

基本信息

书名:数字电路的FPGA设计与实现(应用篇)

定价：28.0元

售价：19.0元,便宜9.0元,折扣67

作者:周鹏

出版社：机械工业出版社

出版日期：2015-01-01

ISBN：9787111429845

字数：217000

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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FPGA是数字电路或系统设计的通用技术，利用FPGA芯片可以实现数字电路的各种功能。本书有针对性地介绍了数字电路应用系统的FPGA设计与实现过程，全书共5章，主要内容包括：基于FPGA的数字频率计设计；频率合成技术及DDS设计；基于FPGA的信号发生器设计；基于FPGA的CORDIC数字计算机设计；数字电路应用系统设计。本书提供了较为丰富的FPGA的设计例程，让学习者通过实验和设计更加深入地了解数字电路的工作原理，并且逐步掌握FPGA的设计与应用技术。本书中的所有例程均是在Xilinx的11.1版本仿真环境下进行的，本书所附的光盘为学习者提供了相应的程序和工程文件。本书深入浅出，实例丰富，取材新颖，图文并茂，叙述详尽清晰，可作为电子信息类本科生和硕士研究生学习FPGA应用技术的教材，也可供从事电子电路系统设计的工程技术人员学习参考。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《电子技术基础：集成电路与系统设计》 内容简介 本书旨在为广大电子工程、计算机科学以及相关专业的学生和从业人员提供一套扎实而系统的集成电路设计理论与实践基础。全书围绕着现代电子系统设计的核心——集成电路的原理、设计流程、关键技术以及实际应用展开，力求以清晰的逻辑、丰富的实例和深入浅出的讲解，帮助读者构建起完整的知识体系。 第一部分：数字集成电路基础 本部分将从最基本的数字逻辑门电路入手，逐步深入到组合逻辑和时序逻辑的设计与分析。我们将详细阐述布尔代数的基本定理与逻辑函数的化简方法，并通过卡诺图、奎因-麦克拉斯基算法等工具，演示如何优化逻辑设计。 数字逻辑门: 详细介绍AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR、XNOR等基本逻辑门的原理、真值表和逻辑符号。 组合逻辑电路: 讲解译码器、编码器、多路选择器、数据选择器、加法器（半加器、全加器、并行加法器）、减法器、比较器等典型组合逻辑电路的设计方法及其在实际中的应用。 时序逻辑电路: 深入探讨触发器（SR、D、JK、T触发器）的工作原理、状态转换图和状态表。重点讲解寄存器、移位寄存器、计数器（异步计数器、同步计数器、移位寄存器计数器）的设计与应用。 状态机设计: 介绍有限状态机（FSM）的概念，包括摩尔（Moore）型和米利（Mealy）型状态机的区别与联系。详细讲解如何从工程需求出发，设计和实现复杂的状态机控制器，包括状态编码、状态转移逻辑的确定等。 逻辑系列与传输延迟: 讨论不同逻辑系列（如TTL、CMOS）的特性，包括噪声容限、功耗、传播延迟等。分析时序问题，如建立时间（Setup Time）和保持时间（Hold Time）的概念，以及如何避免亚稳态。 第二部分：模拟集成电路基础 本部分将聚焦于模拟集成电路的核心组成部分和基本电路模块，为理解更复杂的模拟系统打下坚实基础。 半导体基础: 简要回顾PN结、BJT（双极结型晶体管）和MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）的基本工作原理，包括电流-电压特性、开关特性和放大特性。 放大器电路: 讲解各种基本放大器电路，如共射放大器、共集放大器、共基放大器以及差分放大器。分析其增益、输入阻抗、输出阻抗以及频率响应特性。 运算放大器（Op-Amp）: 详细介绍理想运算放大器的特性，以及在各种负反馈配置下的应用，如电压跟随器、反相放大器、同相放大器、积分器、微分器等。讨论实际运算放大器的非理想性及其影响。 滤波器电路: 介绍低通、高通、带通和带阻滤波器。重点讲解RC滤波器、RLC滤波器以及有源滤波器的设计原理和性能指标（如截止频率、品质因数）。 电源与稳压电路: 讲解二极管稳压器、串联稳压器和开关稳压器的工作原理，以及在电源设计中的重要性。 第三部分：集成电路设计流程与方法 本部分将系统介绍集成电路从概念到物理实现的完整设计流程，并探讨常用的设计方法和工具。 系统级设计: 讲解如何将一个复杂的系统分解为可管理的模块，进行功能划分和接口定义。讨论面向应用的系统架构设计原则。 逻辑综合: 介绍将高层描述（如Verilog或VHDL）转化为门级网表的过程。探讨综合的优化目标，如面积、速度和功耗。 布局与布线: 详细阐述集成电路物理设计的关键步骤，包括标准单元的放置、时钟树的生成、互连线的路由等。分析物理设计对电路性能的影响。 版图设计规则（DRC）与设计规则检查（LVS）: 讲解CMOS工艺设计规则的重要性，以及如何通过DRC和LVS验证版图的正确性，确保芯片的可制造性。 仿真技术: 介绍不同层次的仿真，包括功能仿真、时序仿真和模拟仿真。强调仿真在验证设计正确性和性能方面的关键作用。 EDA工具: 简要介绍业界常用的EDA（Electronic Design Automation）工具，如Cadence、Synopsys、Mentor Graphics等，及其在设计流程中的应用。 第四部分：现代集成电路技术与发展 本部分将关注集成电路领域的前沿技术和发展趋势，帮助读者了解行业最新动态。 CMOS工艺技术: 介绍CMOS工艺的发展历程，包括浅沟道金属氧化物半导体（)和高介电常数/金属栅（High-k/Metal Gate）技术等。 低功耗设计技术: 探讨在移动设备和物联网等场景下，降低集成电路功耗的重要性。介绍时钟门控、动态电压频率调整（DVFS）、电源门控等低功耗设计策略。 先进封装技术: 讨论随着摩尔定律放缓，先进封装技术（如3D堆叠、扇出型晶圆级封装）在集成电路发展中的作用。 新兴集成电路应用: 简要介绍人工智能（AI）、物联网（IoT）、5G通信等新兴领域对集成电路提出的新挑战和新机遇。 学习方法与建议 本书的编写风格注重理论与实践的结合。在学习过程中，建议读者： 勤于思考: 对每个概念都要深入理解其背后的原理，而不是死记硬背。 动手实践: 结合书中的实例，尝试使用EDA工具进行电路设计和仿真，将理论知识转化为实际技能。 解决问题: 在学习和实践中遇到问题时，积极查阅资料、与其他学习者交流，培养独立解决问题的能力。 关注前沿: 鼓励读者关注集成电路领域的最新进展，保持知识更新。 《电子技术基础：集成电路与系统设计》将成为您深入理解和掌握集成电路设计技术的宝贵资源，为您的学术研究和职业生涯奠定坚实基础。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书的感受是，它提供了一个非常扎实的平台，让你能够从容应对复杂的数字系统设计挑战。它不像某些书籍那样，只停留在仿真和简单的功能验证层面，而是真正将注意力放在了系统上板调试和性能调优上。作者在处理中断机制和DMA传输这些关键系统级功能时，展示了极高的专业水准，步骤详尽，逻辑清晰。对于那些希望将FPGA技术应用于通信、控制或图像处理等领域的工程师而言，这本书无疑是提供了高级的“工具箱”和“使用说明书”。它成功地弥合了数字电路理论与复杂嵌入式系统实现之间的鸿沟，是一本值得反复研读的实用参考书。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的评价是，它在对FPGA设计流程的描述上，做到了既全面又深入。它没有回避设计中常遇到的那些“坑”，反而把这些难点作为重点来讲解。例如，在时序约束的设定和验证部分，作者详细阐述了如何解读静态时序分析（STA）报告，并针对常见时序违例给出了具体的修改建议。这种实战导向的写作风格，对于初学者来说可能略有挑战，但对于已经掌握基础、希望向专业水平迈进的读者，绝对是如获至宝。书中的图示和代码片段质量很高，清晰明了，能够快速帮助读者理解抽象的概念。我尤其欣赏它在系统调试和验证方法上的探讨，这往往是理论书籍中最薄弱的环节。这本书显然是从实际工程经验中提炼出来的精华，而不是纯粹的学术理论复述。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙述语言风格非常务实，没有过多华丽的辞藻，直奔主题，这一点我很喜欢。它更像是一位经验丰富的同事在分享他的项目心得。在内容深度上，它似乎是瞄准了有一定VHDL/Verilog基础，但对系统级FPGA应用感到迷茫的读者。我特别关注了其中关于嵌入式处理器与FPGA协同工作的章节，作者没有仅仅停留在Axi总线的介绍，而是给出了实际的IP核集成和驱动编写的流程示范，这对于构建高性能计算系统是非常有帮助的。唯一的期望是，如果能在特定算法的硬件加速优化方面再多增加一些前沿的案例，那就更完美了。但即便如此，这本书在现有内容广度和深度上，已经为我打开了不少新的思路。

评分☆☆☆☆☆

从一个更侧重于硬件系统构建的角度来看，这本书的价值在于它提供了从概念到硬件的完整映射。它不仅仅是教你如何使用某个工具，而是引导你思考“为什么这么设计”。比如在涉及高速接口设计时，书中所阐述的PCB布局与FPGA引脚分配之间的关系，以及电源完整性对系统稳定性的影响，这些都是在普通教程中很难看到的深入内容。作者对不同FPGA架构特点的对比分析也非常到位，使得读者在选择合适的芯片平台时，能够做出更明智的决策。此外，书中对版本控制和项目管理的提及，也体现了作者对现代电子工程实践的深刻理解。总的来说，这本书更像是一本设计手册，而非教科书，它强调的是“做出来”并“做得可靠”。

评分☆☆☆☆☆

这本《数字电路的FPGA设计与实现(应用篇)》的书，在内容组织上，着实下了不少功夫。它并没有采取那种堆砌理论概念的写法，而是更侧重于实际案例的剖析。我拿到书后，最直观的感受是，它仿佛一位经验丰富的老工程师在手把手地教你如何将理论知识转化为可运行的硬件。书中的章节安排很有逻辑性，从基础的模块搭建到复杂的系统集成，每一步都讲解得非常透彻。特别是对于一些经典的项目，比如高速数据采集和实时信号处理，作者给出的解决方案不仅是“能跑起来”，更是“跑得好”。书中对硬件描述语言（HDL）的运用，也并非停留在语法层面，而是深入到如何优化代码以匹配FPGA内部资源，这一点对于提升设计效率至关重要。读完几章后，我明显感觉到自己对系统级设计的理解提升了一个档次，不再是单纯地写代码，而是开始思考如何更好地利用FPGA的并行处理能力。