精通VerilogHDL：IC設(shè)計(jì)核心技術(shù)實(shí)例詳解

第1章 設(shè)計(jì)方法概認(rèn)（Design Methodology Introduction）
1.1 Verilog HDL硬件設(shè)計(jì)語(yǔ)言
1.2 設(shè)計(jì)流程（Design Flow）
1.2.1 設(shè)計(jì)規(guī)格階段（Design Specification）
1.2.2 架構(gòu)與設(shè)計(jì)劃分階段（Architecture&Design Partition）
1.2.3 編程與測(cè)試環(huán)境設(shè)計(jì)階段（RTL Coding&Test Bench）
1.2.4 集成和仿真階段（Integration&Simulation）
1.2.5 綜合階段（Synthesis）
1.2.6 布局前仿真階段（Pre-Layout Simulation）
1.2.7 布局與布線階段（ Auto Placement &Route,AP&R）
1.2.8 布局后仿真/靜態(tài)時(shí)序分析/形式驗(yàn)證階段（Post-Sim/STA/Formal Verification）
1.2.9 DRC/LVS檢查階段
1.2.10 Design Sing-off階段
1.2.11 手動(dòng)修正（Engineering Change Order,ECO）
1.3 程序設(shè)計(jì)風(fēng)格（Coding Style）
1.4 綜合(Synthesis)
1.4.1 不可綜合的Verilog HDL描述
1.4.2 不可綜合的運(yùn)算符
1.4.3 操作條件（Operating Condition）
1.4.4 Setup Time & Hold Time
1.4.5 元件庫(kù)（Library）
1.4.6 時(shí)序約束（Timing Constraints）
1.4.7 時(shí)鐘信號(hào)綜合 （Synthesis for Clock）
1.4.8 線路負(fù)載模型 （Wire Load Model）
1.4.9 設(shè)計(jì)規(guī)則檢查（Design Rule Check,DRC）
1.4.10 綜合的原則
1.4.11 綜合掃描電路（Scan Synthesis）
1.5 布局與布線（Auto Placement & Route,AP&R）
1.5.1 布局的概念
1.5.2 Floorplan
1.5.3 Cut Scan Chain
1.5.4 Pre-Placement Optimization
1.5.5 Placement
1.5.6 Placement Optimization
1.5.7 CTS(Clock Tree Synthesis)
1.5.8 Connect Scan Chain
1.5.9 Post Placement & CTS Optimization
1.5.10Route
1.5.11 Chip Utilization
1.5.12 PAD Limited & Core Limited
1.6 標(biāo)準(zhǔn)延遲文件（Standard Delay Format,SDF）
1.6.1 線路延遲（Interconnect Delay）
1.6.2 元件延遲（Cell Delay）
1.7 現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（Field Programming Gate Array,FPGA）
1.8 結(jié)構(gòu)化ASIC（Structural ASIC）
1.9 測(cè)試
1.9.良率（Yield Rate）/缺陷比例（Defect Levels）
1.9.2 測(cè)試的階段
1.9.3 瑕疵（Fault）
1.9.4 測(cè)試向量（Test Vector）
1.9.5 自動(dòng)測(cè)試向量產(chǎn)生 （Auto Test Pattern Generation,ATPG）
1.9.6 內(nèi)存內(nèi)建自我測(cè)試自動(dòng)化（Built-In Self Test,BIST）
1.10 功率消耗（Power Consumption）
1.10.1 如何利用綜合器綜合出低功率消耗的電路
1.10.2 功耗計(jì)算
1.11 本章習(xí)題
第2章 硬件設(shè)計(jì)語(yǔ)言（Hardware Description language）
2.1 設(shè)計(jì)層次（Design Hierarchy）
2.2 模塊（Module）
2.3 端口聲明（Port Declarations）
2.4 參數(shù)聲明（Parameter Ddeclarations）
2.5 include directives
2.6 變量聲明（Variable Decalarations）
2.7 管腳對(duì)應(yīng)規(guī)則（Port Mapping Rule）
2.8 輸出輸入管理腳規(guī)則（Port Connecting Rule）
2.9 測(cè)試平臺(tái)（Test Bench）
2.10 事件（Event）
2.11 仿真器（Simulator）
2.12 執(zhí)行過(guò)程（Executing Procedure）
2.12.1 initial statement
2.12.2 always statement
2.13 波形（Waveform）
2.14 空白與注釋（Space&Comments）
2.15 數(shù)字單位（Number of Specification）
2.16 數(shù)值邏輯（Value Logic）
2.17 數(shù)據(jù)類型（Data Type）
2.17.1 接線（Net）
2.17.2 寄存器（Register）
2.17.3 整數(shù)與實(shí)數(shù)（Integer&Real）
2.17.4 時(shí)間（Time）
2.17.5 參數(shù)（Parameter）
2.17.6 數(shù)組（Array）
2.17.7 存儲(chǔ)器（Memory）
2.17.8 字符串（String）
2.18 持續(xù)指定（Continuous Assignment）
2.19 運(yùn)算符（operator）
2.19.1 位運(yùn)算符（Logical Bit-wise Operator）
2.19.2 邏輯運(yùn)算符（Logical operator）
2.19.3 等式運(yùn)算符(Equality Operator)
2.19.4 關(guān)系運(yùn)算符（Relational Operator）
2.19.5 移位運(yùn)算符（Shift Operator）
2.19.6 縮減運(yùn)算符（Reduction Operator）
2.19.7 算術(shù)運(yùn)算符（Arithmetic Operator）
2.19.8 拼接運(yùn)算符（Concatenation Operator）
2.19.9 條件運(yùn)算符（Conditional Operator）
2.19.10 運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)
2.20 三態(tài)緩沖器及雙向信號(hào)（Tristate Buffer & Bidirectional signals）
2.21 設(shè)計(jì)實(shí)例
2.21.1 CASE1:3-8譯器器
2.21.2 CASE2:BCD碼/加3碼轉(zhuǎn)換器
2.21.3 CASE3:奇偶校驗(yàn)（Parity Check）
2.21.4 CASE4:算術(shù)邏輯單元（ALU,Arithmetic Logic Unit）
2.21.5 CASE5:NRZI編碼
2.22 本章習(xí)題
第3章 行為建模（Behavioral Modeling）
3.1 過(guò)程賦值（Procedure Assignment）
3.1.1 阻隔式賦值（Bolcking Assignment）
3.1.2 非阻隔式賦值（Non-Blocking Assignment）
3.2 時(shí)間延遲控制（Timing Delay Control）
3.3 門延遲（Gate Delay）
3.4 詳細(xì)的延遲模型
3.5 時(shí)間刻度（Timescale）
3.6 條件語(yǔ)句
3.7 case語(yǔ)句
3.8 if語(yǔ)句和case語(yǔ)句的比較
3.9 循環(huán)（Loops）
3.9.1 while循環(huán)
3.9.2 for循環(huán)
3.9.3 repeat循環(huán)
3.9.4 forever循環(huán)
3.10 wait語(yǔ)句
3.11 循序區(qū)塊與并行區(qū)塊
3.12 任務(wù)與函數(shù)（Task&Function）
3.12.1 任務(wù)（Task）
3.12.2 函數(shù)（Function）
3.12.3 任務(wù)與函數(shù)的比較
3.13 賦值（Assignment）
3.14 編譯指令（Compiler Directive）
3.15 信號(hào)提?。⊿ignal Extraction）
3.16 隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器（Random Number Generator）
3.17 文件輸出輸入（File I/O）
3.17.1 打開(kāi)文件（Open File）
3.17.2 寫入文件（Write to Flie）
3.17.3 讀取文件（Read from Flit ）
3.17.4 關(guān)閉文件（Close File）
3.17.5 由文件設(shè)定存儲(chǔ)器初值
3.18 仿真控制任務(wù)（Simulation Control Task）
3.19 讀入sdf文件
3.20 enerate語(yǔ)句
3.21 除錯(cuò)實(shí)例分析
3.22 AMBA Master設(shè)計(jì)實(shí)例
3.22.1 控制信號(hào)
3.22.2 程序代碼
3.22.3 仿真波形
3.23 本章習(xí)題
第4章 同步設(shè)計(jì)（Synchronous Design）
4.1 設(shè)計(jì)風(fēng)格的重要性（Importance of Coding Style）
4.1.1 CASE1:多重驅(qū)動(dòng)（Mutiple driven）
4.1.2 CASE2:正負(fù)沿混合設(shè)計(jì)（Mixed rising &falling edge trigger）
4.1.3 CASE3:多重時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)
4.1.4 CASE4:不以if-else作為的condition區(qū)分
4.1.5 CASE5: case語(yǔ)句里遺漏default的描述
4.1.6 CASE6:混合同步與異步Reset的語(yǔ)句
4.1.7 CASE7:對(duì)組合邏輯Reset
4.1.8 CASE8:不使用完整的敏感列表(Sen sitivity List)
4.1.9 CASE9:沒(méi)有初始狀態(tài)的程序狀態(tài)機(jī)
4.1.10 CASE10:在模塊與模塊間使用Bi-drectional Signal
4.2 資源共享(Resource Sharing)
4.3 流水線（PipeLine）
4.4 設(shè)計(jì)實(shí)例
4.4.1 七段顯示器設(shè)計(jì)實(shí)例
4.4.2 觸發(fā)器（Flip-Flops）的設(shè)計(jì)
4.4.3 時(shí)鐘信號(hào)分頻（Clock Divider）的設(shè)計(jì)
4.4.4 可以對(duì)任務(wù)數(shù)目分頻的分頻器
4.4.5 并行輸入/串行輸出（Parallel-In/Serial-out）的移位寄存器
4.4.6 串行輸入/并行輸出（Serial-In/Parallel-out）的移位寄存器
4.4.7 串行輸入/串行輸出（Serial-In/Serial-out）的移位寄存器
4.4.8 具有向上計(jì)數(shù)/向下計(jì)數(shù)（Up-Down Count）功能的計(jì)數(shù)器
4.4.9 可以同步加載（SynchronousLoad）的向上計(jì)數(shù)寄存器
4.4.10 Johnson計(jì)數(shù)器
4.4.11 以D觸發(fā)器(Flip-Flop)實(shí)現(xiàn)J-K觸發(fā)器（Flip-Flop）
4.4.12 Mealy程序狀態(tài)機(jī)（State Machine）設(shè)計(jì)
4.4.13 Moore程序狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)——紅綠燈控制電路
4.4.14 同步緩沖器設(shè)計(jì)（Synchronous FIFO）
4.4.15 堆?？刂圃O(shè)計(jì)（Stack）
4.5 本章習(xí)題
第5章 異步（Asynchronous Design）
5.1 同步設(shè)計(jì)與異步設(shè)計(jì)（Synchonous &Non-Synchronous design）
5.2 了解Latch
5.3 Timing Borrow
5.4 為什么產(chǎn)生Latch
5.4.1 CASE1:綜合電路產(chǎn)生Latch實(shí)例1（嵌套）
5.4.2 CASE2:綜合電路產(chǎn)生Latch實(shí)例2（嵌套）
5.4.3 CASE3:語(yǔ)句導(dǎo)致Latch的實(shí)例
5.4.4 CASE4:因?yàn)槊舾辛斜恚⊿ensitivity List）不全導(dǎo)致Latch的實(shí)例
5.5 以RTL綜合Latch-based的存儲(chǔ)器
5.6 跨越時(shí)鐘域（Clock Domain）的問(wèn)題
5.7 亞穩(wěn)太（Metastable）
5.8 異步接口設(shè)計(jì)實(shí)例
5.8.1 設(shè)計(jì)概念
5.8.2 程序代碼
5.8.3 仿真波形
5.9 本間習(xí)題
第6章 功能性單元（Functional Unit）
6.1 概述
6.2 Ripple-Carry加法器
6.3 Carry Look-ahead加法器
6.4 CSA(Cary Save Adder)加法器
6.5 累加器(CSA Accumulator)
6.6 Ripple減法器
6.7 乘法器(Multiplier)
6.7.1 移位相加乘法器
6.7.2 CSD（Canonic Signed Digit）數(shù)
6.7.3 Ripple乘法器
6.7.4 CSA乘法器
6.7.5 SRAM乘法器
6.8 LFSR(Linear Feedback Shift Register)
6.9 CRC(Cyclic Redundancy Check)
6.10 4位CRC （Cyclic Redundancy Check）
6.11 本章習(xí)題
第7章 I2C Slave模型（I2C Slave Modeling）
7.1 規(guī)格說(shuō)明
7.1.1 器件連接（Device Connection）
7.1.2 位傳輸（Bit Transfer）
7.1.3 協(xié)定的起始與終止（Start/Stop Condition）
7.1.4 數(shù)據(jù)傳輸（Data transfer）
7.1.5 時(shí)鐘信號(hào)的同步（Clock Synchronization）
7.1.6 仲裁（Arbitration）
7.2 程序設(shè)計(jì)概念
7.3 程序代碼
7.4 仿真波形
第8章 微處理器設(shè)計(jì)實(shí)例（Microprocessor Design）
8.1 CISC vs.RISC
8.2 計(jì)算機(jī)架構(gòu)簡(jiǎn)介
8.3 測(cè)試
8.4 執(zhí)行結(jié)果
8.5 程序代碼
第9章 JPEG編碼硬件加速器（JPEG Encoder Accelerator）
9.1 JPEG概述
9.2 設(shè)計(jì)描述（Design Description）
9.2.1 dct_ld模塊設(shè)計(jì)概念
9.2.2 dctctl模塊設(shè)計(jì)概念
9.2.3 jpegctl模塊設(shè)計(jì)概念
9.2.4 smul模塊設(shè)計(jì)概念
9.2.5 zzscan模塊設(shè)計(jì)概念
9.2.6 vlcctl模塊設(shè)計(jì)概念
9.2.7 packer模塊設(shè)計(jì)概念
9.3 程序代碼