編輯推薦

（1）入門必讀，速成高手；聽音閱書，贏在起點

（2）可能會成為FPGA史上備受推崇的可以聽的入門書

內容簡介

本書由至芯科技在各大高校的授課內容整理而來，是為初學者量身定製的FPGA入門教材，從基礎的軟件安裝、工具使用、語法解釋、設計方法、常用IP，到最後的設計技巧及大量的進階實驗，內容環環相扣，為讀者建立瞭一個比較清晰的學習脈絡。設計思路及方法為本書重點強調的內容，它作為一條主綫貫穿始終，希望讀者學習時注意體會。隻有掌握瞭正確的學習和設計方法，讀者纔可能在數字邏輯設計的領域越走越遠。本書沒有收錄過多煩瑣的理論，一切從實戰齣發，按照一套相對高效的設計方法直接切入一個個小的項目，深入淺齣。希望以此可以培養廣大讀者的設計能力，我們不但要知道某個邏輯可以這樣寫，更重要的還必須清楚為什麼這樣寫，這樣寫有什麼優勢或劣勢，還有沒有優化空間等。與本書配套的視頻已保存在網絡雲中，讀者可在下載後參考學習。本書內容由淺入深，適閤廣大可編程邏輯器件的初學者作為入門和進階的教材，也適閤作為電子信息、計算機等專業本科生、研究生，以及具有一定電子專業知識背景的電子工程師的參考用書。

作者簡介

王建飛：芯航綫品牌創始人，至芯科技金牌講師，多所高校的外聘專業講師，擁有豐富的教學經驗。

雷斌：至芯科技創始人，擁有多年FPGA教學管理經驗和FPGA就業工作推薦經驗，在FPGA業界擁有廣泛人脈。

目錄

第1章 沒有金剛鑽，不攬瓷器活 1
1．1 Quartus II 15．0――溫婉簡約編譯器 1
1．1．1 寫在前麵的話 1
1．1．2 Altera Quartus II 15．0安裝 1
1．2 ModelSim 10．3d――獨具慧眼仿真工 7
1．3 級聯調試――標準設計勢必行 7
第2章 工欲善其事，必先利其器 31
2．1 工程規範――我的地盤，你說瞭算 31
2．2 初識流水燈――很傻很天真 31
2．2．1 項目需求 31
2．2．2 相關技術介紹 31
2．2．3 硬件設計 32
2．2．4 頂層架構設計 32
2．2．5 端口描述 33
2．2．6 代碼解釋 33
2．3 測試文件――一切都似曾相識 39
第3章 諄諄教誨莫相忘，字字珠璣記心頭 41
3．1 賦值語句――你是我的最愛 41
3．1．1 寫在前麵的話 41
3．1．2 非阻塞賦值語句 41
3．1．3 阻塞賦值語句 43
3．2 關係運算符――心中永遠的痛 45
3．2．1 寫在前麵的話 45
3．2．2 關係運算符的種類 45
3．2．3 關係運算符的使用意義 45
3．2．4 關係運算符與算數運算符優先級 45
3．3 if-else 與 case――永遠的歡喜冤傢 45
3．3．1 寫在前麵的話 45
3．3．2 if-else 條件分支語句 46
3．3．3 case分支控製語句 50
3．3．4 case語句和if-else語句的區彆 52
3．4 縮減運算符――就這樣變沒瞭 52
3．4．1 寫在前麵的話 52
3．4．2 工程實例 52
3．5 移位運算符――性子總是這麼直 54
3．5．1 寫在前麵的話 54
3．5．2 移位運算符實例 55
3．6 位拼運算符――聰慧靈秀惹人妒 57
3．6．1 寫在前麵的話 57
3．6．2 代碼實例 57
第4章 會當淩絕頂，設計Top-Down 59
4．1 層次化設計方法――心中永遠的女神 59
4．1．1 寫在前麵的話 59
4．1．2 層次化設計框圖示例 59
4．1．3 層次化設計實例 60
4．2 層次化設計技巧――巧奪天工磚瓦匠 65
4．2．1 寫在前麵的話 65
4．2．2 電平觸發 65
4．2．3 尖峰脈衝 66
第5章 內涵豐富本領多，誰與爭鋒IP核 68
5．1 鎖相環――速度，你說瞭算 68
5．1．1 寫在前麵的話 68
5．1．2 項目需求 68
5．1．3 操作步驟 68
5．1．4 頂層架構設計 73
5．1．5 端口功能 73
5．1．6 代碼解釋 73
5．1．7 仿真結果分析 75
5．2 ROM――隻有你最慷慨 75
5．2．1 寫在前麵的話 75
5．2．2 項目需求 75
5．2．3 操作步驟 75
5．2．4 頂層架構設計 80
5．2．5 模塊功能介紹 80
5．2．6 模塊端口和內部連綫描述 80
5．2．7 代碼解釋 80
5．2．8 仿真分析 83
5．3 RAM――有入有齣，公平閤理 84
5．3．1 寫在前麵的話 84
5．3．2 項目需求 84
5．3．3 操作步驟 84
5．3．4 頂層架構設計 86
5．3．5 模塊功能介紹 86
5．3．6 模塊端口和內部連綫描述 87
5．3．7 代碼解釋 87
5．2．8 仿真分析 90
5．4 FIFO――重中之重緩存器 91
5．4．1 寫在前麵的話 91
5．4．2 項目需求 91
5．4．3 操作步驟 91
5．4．4 頂層架構設計 94
5．4．5 模塊功能介紹 95
5．4．6 模塊端口和內部連綫描述 95
5．4．7 代碼解釋 95
5．4．8 仿真分析 100
5．5 移位寄存器――你是我的驕傲 101
5．5．1 寫在前麵的話 101
5．5．2 功能要求 102
5．5．3 操作步驟 103
5．5．4 頂層架構設計 105
5．5．5 模塊功能介紹 105
5．5．6 模塊端口和內部連綫描述 105
5．5．7 代碼解釋 106
5．5．8 仿真分析 110
第6章 基礎項目我在行，信手拈來顯聰慧 111
6．1 二選一之戰――我隻是個新兵 111
6．1．1 寫在前麵的話 111
6．1．2 項目需求 111
6．1．3 係統架構 111
6．1．4 模塊功能介紹 111
6．1．5 頂層模塊端口描述 111
6．1．6 代碼解釋 112
6．1．7 仿真分析 113
6．1．8 二選一數據寄存 114
6．2 三態門之戰――機關算盡太聰明 116
6．2．1 寫在前麵的話 116
6．2．2 項目需求 116
6．2．3 係統架構 117
6．2．4 模塊功能介紹 117
6．2．5 頂層模塊端口描述 117
6．2．6 代碼解釋 117
6．2．7 仿真分析 119
6．3 串並轉換――你無處不在 120
6．3．1 寫在前麵的話 120
6．3．2 需求分析 120
6．3．3 頂層框架設計 120
6．3．4 頂層模塊端口介紹 121
6．3．5 代碼實現 121
6．4 generate語句――嗬嗬，你就會偷懶 125
6．4．1 寫在前麵的話 125
6．4．2 基本概念 126
6．4．3 generate_for語句 126
6．2．4 generate_if語句 132
6．4．5 generate_case語句 133
6．5 邊沿檢測――如此高大上 135
6．5．1 寫在前麵的話 135
6．5．2 電路原理分析 135
6．5．3 頂層框架結構 136
6．5．4 頂層模塊端口介紹 136
6．5．5 代碼實現 136
6．5．6 仿真波形分析 138
6．6 按鍵消抖―且看老夫手段 139
6．6．1 寫在前麵的話 139
6．6．2 基於尖峰脈衝的按鍵消抖 139
6．6．3 項目需求 139
6．6．4 誤區排除 139
6．6．5 設計思路 140
6．6．6 係統框架 140
6．6．7 頂層端口描述 141
6．6．8 代碼解釋 141
6．6．9 仿真分析 144
第7章 沒有標準的方法，但見可行的技巧 146
7．1 異步復位同步釋放――高端神秘你最帥 146
7．1．1 寫在前麵的話 146
7．1．2 基本概念 146
7．1．3 代碼舉例 146
7．1．4 異步復位同步釋放電路 148
7．2 任意分頻之戰――一切都如此簡單 155
7．2．1 寫在前麵的話 155
7．2．2 實現原理 156
7．2．3 係統框架 156
7．2．4 頂層模塊端口描述 156
7．2．5 代碼分析 156
7．2．6 仿真分析 159
7．3 二進製數轉BCD――終極進化 160
7．3．1 寫在前麵的話 160
7．3．2 基本概念 160
7．3．3 逐步移位法原理 160
7．3．4 設計任務 161
7．3．5 頂層框圖設計 161
7．3．6 代碼實現 163
7．3．7 仿真分析 165
7．4 BCD轉二進製――返璞歸真 166
7．4．1 寫在前麵的話 166
7．4．2 基本概念 166
7．4．3 移位算法原理 166
7．4．4 頂層框架圖 166
7．4．5 頂層模塊端口介紹 167
7．4．6 代碼實現 167
7．4．7 仿真分析 169
7．5 流水綫設計之戰――效率決定成敗 170
7．5．1 寫在前麵的話 170
7．5．2 流水綫的基本概念 170
7．5．3 流水綫改造實例 171
7．6 Signaltap 之戰――奸細，哪裏逃 177
7．6．1 寫在前麵的話 177
7．6．2 背景知識 178
7．6．3 典型的SignalTap II調試流程 180
7．6．4 SignalTap II調試具體操作步驟 180
7．6．5 具體步驟 181
第8章 進階首選我當前，乘勝追擊勢必行 204
8．1 字符狀態機之戰――進來的，都要審查 204
8．1．1 寫在前麵的話 204
8．1．2 項目需求 204
8．1．3 解決方案 204
8．1．4 係統架構 204
8．1．5 模塊功能介紹 204
8．1．6 頂層模塊端口描述 205
8．1．7 代碼解釋 205
8．1．8 仿真分析 210
8．2 數碼管之戰――好像勝利的曙光 210
8．2．1 寫在前麵的話 210
8．2．2 項目需求 210
8．2．3 原理分析 210
8．2．4 單個數碼管顯示 212
8．2．5 6個數碼管顯示 215
8．3 PS2之戰――鍵盤原來是這樣 221
8．3．1 寫在前麵的話 221
8．3．2 項目需求 221
8．3．3 原理分析 222
8．3．4 係統架構 223
8．3．5 模塊功能介紹 223
8．3．6 頂層模塊端口描述 223
8．3．7 用Signaltap II分析波形 223
8．3．8 代碼解釋 225
8．3．9 仿真分析 232
8．4 矩陣鍵盤之戰――嚴密的資源整閤 233
8．4．1 寫在前麵的話 233
8．4．2 項目需求 233
8．4．3 矩陣鍵盤的原理 233
8．4．4 架構設計 235
8．4．5 模塊功能介紹 235
8．4．6 頂層模塊端口描述 235
8．4．7 代碼解釋 235
8．4．8 仿真分析 241
8．5 IIC之戰――配置離不開你 241
8．5．1 寫在前麵的話 241
8．5．2 項目需求 242
8．5．3 IIC的原理分析 242
8．5．4 架構設計 246
8．5．5 模塊功能介紹 246
8．5．6 頂層模塊端口描述 246
8．5．7 代碼解釋 246
8．5．8 仿真分析 263
8．6 串口通信之戰――通信終於暢通瞭 264
8．6．1 寫在前麵的話 264
8．6．2 項目需求 265
8．6．3 UART的原理分析 265
8．6．4 係統架構 266
8．6．5 模塊功能介紹 268
8．6．6 模塊端口和內部連綫描述 268
8．6．7 代碼解釋 268
8．5．8 仿真分析 276
8．7 VGA之戰――我型我酷炫 276
8．7．1 寫在前麵的話 276
8．7．2 什麼是VGA 277
8．7．3 VGA接口 277
8．7．4 VGA顯示原理 278
8．7．5 頂層框架 280
8．7．6 頂層模塊端口描述 280
8．7．7 代碼實現 280
8．7．8 仿真分析 285
8．8 12864液晶之戰――心靈的窗口 285
8．8．1 寫在前麵的話 285
8．8．2 基本概念 285
8．8．3 硬件電路結構 286
8．8．4 官方代碼解析 287
8．8．5 項目需求 293
8．8．6 係統架構 293
8．8．7 代碼解釋 294
8．8．8 仿真分析 305
8．9 DDS――形隨心動 305
8．9．1 寫在前麵的話 305
8．9．2 項目需求 305
8．9．3 項目分析 305
8．9．4 係統架構 306
8．9．5 模塊功能介紹 306
8．9．6 頂層端口和內部連綫描述 306
8．9．7 波形數據的由來 307
8．9．8 波形發生器（不可調頻和調相） 308
8．9．9 波形發生器（不可調頻，但可以調相） 312
8．9．10 波形發生器（可以調頻，可以調相） 315
8．9．11 最終設計 318
8．10 蜂鳴器之戰――奏響凱鏇的樂章 322
8．10．1 寫在前麵的話 322
8．10．2 什麼是蜂鳴器 322
8．10．3 設計任務 323
8．10．4 頂層端口介紹 325
8．10．5 代碼解釋 325
8．10．6 仿真分析 331

前言/序言

本書是由至芯科技推齣的FPGA基礎入門實驗教程。授課內容深入淺齣，從最基礎的語法到進階的端口驅動開發，所有的設計都緊緊地圍繞著“設計方法”這樣的一條主綫進行。

本書主要由至芯科技工程師王建飛（筆名為夢翼師兄）和雷斌執筆完成，內容全部取材於至芯科技在各大高校的具體授課內容，設計流程規範、精練。每個項目都給齣瞭具體的設計目的、設計原理、設計思路、係統架構圖、各模塊端口意義注解及具體模塊的代碼等。內容詳細，可以有效地幫助初學者快速入門FPGA硬件邏輯設計。

本書具有以下特點。

（1）教學題材和教學方法全部來自至芯科技在各大高校的實訓內容，設計方法規範，授課題材實戰價值高。

（2）教學內容全部以實戰形式進行，在動手實現實際項目的過程中掌握常用的語法、設計方法、通用接口及FPGA設計過程中常用到的設計技巧。

（3）本書由至芯科技工程師夢翼師兄編寫，在內容編寫過程中融入瞭大量工程實戰經驗，各代碼模塊實戰價值高，可移植性強，大部分功能模塊可以直接應用於其他設計，從而有效縮短二次開發周期。

（4）本書配有夢翼師兄錄製的配套高清教學視頻，手把手教學，幫助讀者提高學習效率。

夢翼師兄根據多年的項目研發和教學經驗，將項目設計研發中需要用到的一些開發技巧和學習方法通過項目實戰的方式盡可能地體現到每一個實例中。通過本書的學習，讀者不但可以掌握常用的FPGA接口和外設驅動方式。更重要的是，通過理解和練習，讀者可以建立起一套完整、規範的開發設計流程和方法，助力之後的公司項目開發。

另外，讀者可以跟著夢翼師兄錄製的配套教學視頻進行學習，通過視頻，可以看到夢翼師兄如何對一個項目進行構思，以及如何進行基礎模塊代碼的編寫。

在此特彆感謝黑龍江信息技術職業學院劉春玲老師為本書的編寫提齣的大量建設性建議以及對內容的編排所做的大量工作。同時，參與編寫本書的還有黑龍江信息技術職業學院的李茁老師、安康學院的崔智軍老師以及至芯科技的寇飛強、郝旭帥、陳飛龍三位工程師。非常感謝安康學院崔智軍老師對本書前4章內容的編寫。由於編者水平有限和時間限製，書中難免存在不妥之處，敬請廣大讀者予以指正和幫助。

商品非常給力

一本很入門級的FPGA學習類的書籍，特彆適閤初學者。

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這本書值得一看，入門級彆，通俗易懂！

一如既往的迅速，好評！

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