數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)與Verilog HDL（第7版）

第1章 EDA技術(shù)概述 1
1．1 EDA技術(shù)及其發(fā)展 1
1．2 Top-down設(shè)計(jì)與IP核復(fù)用 4
1．2．1 Top-down設(shè)計(jì) 4
1．2．2 Bottom-up設(shè)計(jì) 5
1．2．3 IP復(fù)用技術(shù)與SoC 5
1．3 數(shù)字設(shè)計(jì)的流程 7
1．3．1 設(shè)計(jì)輸入 8
1．3．2 綜合 9
1．3．3 布局布線(xiàn) 9
1．3．4 仿真 10
1．3．5 編程配置 10
1．4 常用的EDA工具軟件 10
1．5 EDA技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 14
習(xí)題1 15
第2章 FPGA/CPLD器件 16
2．1 PLD器件概述 16
2．1．1 PLD器件的發(fā)展歷程 16
2．1．2 PLD器件的分類(lèi) 17
2．2 PLD的基本原理與結(jié)構(gòu) 19
2．2．1 PLD器件的基本結(jié)構(gòu) 19
2．2．2 PLD電路的表示方法 20
2．3 低密度PLD的原理與結(jié)構(gòu) 21
2．4 CPLD的原理與結(jié)構(gòu) 25
2．4．1 宏單元結(jié)構(gòu) 25
2．4．2 典型CPLD的結(jié)構(gòu) 26
2．5 FPGA的原理與結(jié)構(gòu) 29
2．5．1 查找表結(jié)構(gòu) 29
2．5．2 典型FPGA的結(jié)構(gòu) 32
2．5．3 Cyclone IV器件結(jié)構(gòu) 35
2．6 FPGA/CPLD的編程元件 38
2．7 邊界掃描測(cè)試技術(shù) 42
2．8 FPGA/CPLD的編程與配置 43
2．8．1 在系統(tǒng)可編程 43
2．8．2 FPGA器件的配置 45
2．8．3 Cyclone IV器件的編程 45
2．9 FPGA/CPLD器件概述 48
2．10 FPGA/CPLD的發(fā)展趨勢(shì) 52
習(xí)題2 53
第3章 Quartus Prime使用指南 54
3．1 Quartus Prime原理圖設(shè)計(jì) 55
3．1．1 半加器原理圖設(shè)計(jì)輸入 55
3．1．2 1位全加器設(shè)計(jì)輸入 59
3．1．3 1位全加器的編譯 61
3．1．4 1位全加器的仿真 63
3．1．5 1位全加器的下載 67
3．2 基于IP核的設(shè)計(jì) 70
3．2．1 模24方向可控計(jì)數(shù)器 71
3．2．2 4×4無(wú)符號(hào)數(shù)乘法器 78
3．3 SignalTap II的使用方法 84
3．4 Quartus Prime的優(yōu)化設(shè)置與時(shí)序分析 89
習(xí)題3 93
實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì) 95
3-1 8位帶符號(hào)乘法器 95
3-2 補(bǔ)碼轉(zhuǎn)換幅度碼電路 98
第4章 Verilog設(shè)計(jì)初步 100
4．1 Verilog的歷史 100
4．2 Verilog模塊的結(jié)構(gòu) 101
4．3 Verilog基本組合電路設(shè)計(jì) 105
4．3．1 用Verilog設(shè)計(jì)基本組合電路 105
4．3．2 用Verilog設(shè)計(jì)加法器 105
4．4 Verilog基本時(shí)序電路設(shè)計(jì) 108
4．4．1 用Verilog設(shè)計(jì)觸發(fā)器 108
4．4．2 用Verilog設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器 109
習(xí)題4 111
實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì) 111
4-1 Synplify Pro綜合器的使用方法 111
4-2 Synplify綜合器的使用方法 115
第5章 Verilog語(yǔ)言要素 117
5．1 概述 117
5．2 常量 118
5．2．1 整數(shù)（Integer） 118
5．2．2 實(shí)數(shù)（Real） 120
5．2．3 字符串（Strings） 120
5．3 數(shù)據(jù)類(lèi)型 121
5．3．1 net型 122
5．3．2 variable型 123
5．4 參數(shù) 124
5．4．1 參數(shù)parameter 124
5．4．2 Verilog-2001中的參數(shù)聲明 125
5．4．3 參數(shù)的傳遞 126
5．4．4 localparam 126
5．5 向量 127
5．6 運(yùn)算符 129
習(xí)題5 133
實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì) 134
5-1 用altpll鎖相環(huán)宏模塊實(shí)現(xiàn)倍頻和分頻 134
5-2 消抖動(dòng)電路 139
第6章 Verilog語(yǔ)句語(yǔ)法 141
6．1 過(guò)程語(yǔ)句 141
6．1．1 always過(guò)程語(yǔ)句 142
6．1．2 initial過(guò)程語(yǔ)句 145
6．2 塊語(yǔ)句 146
6．2．1 串行塊begin-end 146
6．2．2 并行塊fork-join 147
6．3 賦值語(yǔ)句 148
6．3．1 持續(xù)賦值與過(guò)程賦值 148
6．3．2 阻塞賦值與非阻塞賦值 149
6．4 條件語(yǔ)句 151
6．4．1 if-else語(yǔ)句 151
6．4．2 case語(yǔ)句 152
6．5 循環(huán)語(yǔ)句 157
6．5．1 for語(yǔ)句 157
6．5．2 repeat、while、forever語(yǔ)句 158
6．6 編譯指示語(yǔ)句 160
6．7 任務(wù)與函數(shù) 161
6．7．1 任務(wù)（task） 162
6．7．2 函數(shù)（function） 163
6．8 順序執(zhí)行與并發(fā)執(zhí)行 167
6．9 Verilog-2001語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn) 168
6．9．1 Verilog-2001改進(jìn)和增強(qiáng)的語(yǔ)法結(jié)構(gòu) 168
6．9．2 屬性及PLI接口 177
習(xí)題6 179
實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì) 180
6-1 FIFO緩存器設(shè)計(jì) 180
第7章 Verilog設(shè)計(jì)的層次與風(fēng)格 184
7．1 Verilog設(shè)計(jì)的層次 184
7．2 門(mén)級(jí)結(jié)構(gòu)描述 184
7．2．1 Verilog門(mén)元件 185
7．2．2 門(mén)級(jí)結(jié)構(gòu)描述 187
7．3 行為描述 188
7．4 數(shù)據(jù)流描述 189
7．5 不同描述風(fēng)格的設(shè)計(jì) 190
7．5．1 半加器設(shè)計(jì) 190
7．5．2 1位全加器設(shè)計(jì) 191
7．5．3 加法器的級(jí)連 193
7．6 多層次結(jié)構(gòu)電路的設(shè)計(jì) 194
7．6．1 模塊例化 194
7．6．2 用parameter進(jìn)行參數(shù)傳遞 196
7．6．3 用defparam進(jìn)行參數(shù)重載 198
7．7 基本組合電路設(shè)計(jì) 198
7．7．1 門(mén)電路 198
7．7．2 編譯碼器 199
7．8 基本時(shí)序電路設(shè)計(jì) 201
7．8．1 觸發(fā)器 201
7．8．2 鎖存器與寄存器 202
7．8．3 計(jì)數(shù)器與串并轉(zhuǎn)換器 203
7．8．4 簡(jiǎn)易微處理器 204
7．9 三態(tài)邏輯設(shè)計(jì) 206
習(xí)題7 208
實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì) 208
7-1 數(shù)字表決器 208
第8章 Verilog有限狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì) 212
8．1 有限狀態(tài)機(jī) 212
8．2 有限狀態(tài)機(jī)的Verilog描述 214
8．2．1 用三個(gè)always塊描述 215
8．2．2 用兩個(gè)過(guò)程描述 216
8．2．3 單過(guò)程描述方式 218
8．3 狀態(tài)編碼 219
8．3．1 常用的編碼方式 219
8．3．2 狀態(tài)編碼的定義 221
8．3．3 用屬性指定狀態(tài)編碼方式 224
8．4 有限狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)要點(diǎn) 225
8．4．1 復(fù)位和起始狀態(tài)的選擇 225
8．4．2 多余狀態(tài)的處理 228
習(xí)題8 229
實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì) 229
8-1 流水燈控制器 229
8-2 汽車(chē)尾燈控制器 231
第9章 Verilog驅(qū)動(dòng)常用I/O外設(shè) 234
9．1 4×4矩陣鍵盤(pán) 234
9．2 標(biāo)準(zhǔn)PS/2鍵盤(pán) 236
9．3 字符液晶 243
9．4 漢字圖形點(diǎn)陣液晶 248
9．5 VGA顯示器 254
9．5．1 VGA顯示原理與時(shí)序 254
9．5．2 VGA彩條信號(hào)發(fā)生器 258
9．5．3 VGA圖像顯示與控制 260
9．6 樂(lè)曲演奏電路 266
習(xí)題9 271
實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì) 273
9-1 實(shí)用多功能數(shù)字鐘 273
第10章 Verilog設(shè)計(jì)進(jìn)階 282
10．1 設(shè)計(jì)的可綜合性 282
10．2 流水線(xiàn)設(shè)計(jì)技術(shù) 285
10．3 資源共享 288
10．4 阻塞賦值與非阻塞賦值 290
10．5 加法器設(shè)計(jì) 294
10．5．1 行波進(jìn)位加法器 294
10．5．2 超前進(jìn)位加法器 295
10．5．3 數(shù)據(jù)流描述的加法器 299
10．5．4 流水線(xiàn)加法器 300
10．6 乘法器設(shè)計(jì) 300
10．6．1 并行乘法器 300
10．6．2 移位相加乘法器 302
10．6．3 布斯乘法器 305
10．6．4 查找表乘法器 307
10．7 奇數(shù)分頻與小數(shù)分頻 308
10．7．1 奇數(shù)分頻 308
10．7．2 半整數(shù)分頻與小數(shù)分頻 309
習(xí)題10 311
實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì) 312
10-1 小數(shù)分頻 312
10-2 如何在FPGA設(shè)計(jì)中消除毛刺 314
第11章 Verilog Test Bench仿真 317
11．1 系統(tǒng)任務(wù)與系統(tǒng)函數(shù) 317
11．2 用戶(hù)自定義元件 321
11．2．1 組合電路UDP元件 322
11．2．2 時(shí)序邏輯UDP元件 323
11．3 延時(shí)模型的表示 325
11．3．1 時(shí)間標(biāo)尺定義`timescale 325
11．3．2 延時(shí)的表示與延時(shí)說(shuō)明塊 326
11．4 Test Bench測(cè)試平臺(tái) 327
11．5 組合和時(shí)序電路的仿真 330
11．5．1 組合電路的仿真 330
11．5．2 時(shí)序電路的仿真 332
習(xí)題11 333
實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì) 333
11-1 用ModelSim SE仿真8位二進(jìn)制加法器 333
11-2 用ModelSim SE仿真乘累加器 340
第12章 Verilog設(shè)計(jì)實(shí)例 343
12．1 m序列產(chǎn)生器 343
12．1．1 m序列的原理與性質(zhì) 343
12．1．2 m序列產(chǎn)生器設(shè)計(jì) 345
12．2 Gold碼 347
12．2．1 Gold碼的原理與性質(zhì) 348
12．2．2 Gold碼產(chǎn)生器設(shè)計(jì) 349
12．3 CRC校驗(yàn)碼 350
12．4 數(shù)字過(guò)零檢測(cè)與等精度頻率測(cè)量 352
12．4．1 數(shù)字過(guò)零檢測(cè) 352
12．4．2 等精度頻率測(cè)量 354
12．4．3 數(shù)字頻率測(cè)量系統(tǒng)頂層設(shè)計(jì)及仿真 355
12．5 QPSK調(diào)制器 360
12．5．1 QPSK調(diào)制原理 360
12．5．2 QPSK調(diào)制器的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 361
12．5．3 QPSK調(diào)制器的仿真 369
12．6 小型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 370
12．6．1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 370
12．6．2 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)與仿真 371
12．7 數(shù)字AGC 374
12．7．1 數(shù)字AGC技術(shù)的原理 375
12．7．2 數(shù)字AGC的實(shí)現(xiàn)與仿真 376
習(xí)題12 383
實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì) 383
12-1 異步串行接口（UART） 383
附錄A Verilog HDL（IEEE Std 1364-1995）關(guān)鍵字 389
附錄B Verilog HDL（IEEE Std 1364-2001）關(guān)鍵字 390
附錄C DE2-115介紹 391
附錄D 有關(guān)術(shù)語(yǔ)與縮略語(yǔ) 393
參考文獻(xiàn) 398