Verilog HDL與數(shù)字ASIC設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

第1章　概述
1.1　EDA技術(shù)的發(fā)展
1.2　硬件描述語(yǔ)言
1.2.1　HDL的發(fā)展
1.2.2　HDL的內(nèi)容與特點(diǎn)
1.3　可編程邏輯器件與專(zhuān)用集成電路
1.3.1　可編程邏輯器件
1.3.2　專(zhuān)用集成電路
1.3.3　基于IP核復(fù)用技術(shù)的SOC芯片
1.3.4　FPGA／CPLD與ASIC設(shè)計(jì)流程
1.4　數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法
1.4.1　數(shù)字系統(tǒng)的組成
1.4.2　自下而上的設(shè)計(jì)方法
1.4.3　自上而下的設(shè)計(jì)方法
1.5　EDA設(shè)計(jì)工具的選擇
思考題和習(xí)題一
第2章　Verilog HDL基礎(chǔ)
2.1　Verilog HDL的基本語(yǔ)法規(guī)則
2.1.1　詞法規(guī)定
2.1.2　邏輯值集合
2.1.3　常量及其表示
2.1.4　變量的數(shù)據(jù)類(lèi)型
2.2　Verilog HDL運(yùn)算符
2.2.1　算術(shù)運(yùn)算符
2.2.2　相等與全等運(yùn)算符
2.2.3　邏輯運(yùn)算符
2.2.4　位運(yùn)算符
2.2.5　縮位運(yùn)算符
2.2.6　位拼接運(yùn)算符
2.2.7　運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)別
2.3　Verilog HDL程序的基本結(jié)構(gòu)
2.3.1　Verilog HDL程序的基本結(jié)構(gòu)
2.3.2　簡(jiǎn)單Verilog HDL程序?qū)嵗?br />2.4　邏輯功能的仿真與測(cè)試
2.4.1　使用QuartusⅡ軟件進(jìn)行仿真
2.4.2　使用ModelSim軟件進(jìn)行仿真
思考題和習(xí)題二
第3章　Verilog HDL常甩建模方式
3.1　Verilog HDL結(jié)構(gòu)級(jí)建模
3.1.1　多輸人門(mén)
3.1.2　多輸出門(mén)
3.1.3　三態(tài)門(mén)
3.1.4　門(mén)級(jí)建模設(shè)計(jì)舉例
3.1.5　分層次的電路設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介
3.2　Verilog HDL數(shù)據(jù)流建模
3.2.1　數(shù)據(jù)流建模的基本語(yǔ)句
3.2.2　數(shù)據(jù)流建模舉例
3.3　Verilog HDL行為級(jí)建模
3.3.1　行為級(jí)建模的基本語(yǔ)句
3.3.2　觸發(fā)器和移位寄存器的建模
3.3.3　計(jì)數(shù)器的建模
3.3.4　FIFP的建模
3.4　Verilog HDL函數(shù)與任務(wù)的使用
3.4.1　函數(shù)（function）說(shuō)明語(yǔ)句
3.4.2　任務(wù)（task）說(shuō)明語(yǔ)句
思考題和習(xí)題三
第4章　有限狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)
4.1　狀態(tài)機(jī)的基本概念
4.1.1　狀態(tài)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及類(lèi)型
4.1.2　狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)圖表示法
4.1.3　狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì)步驟
4.2　基于Verilog HDL的狀態(tài)機(jī)描述方法
4.2.1　狀態(tài)圖的建立過(guò)程
4.2.2　推薦的狀態(tài)圖描述方法
4.3　狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)
4.3.1　狀態(tài)編碼
4.3.2　消除輸出端產(chǎn)生的毛刺
4.3.3　使用One-hot編碼方案設(shè)計(jì)狀態(tài)機(jī)
4.4　狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)舉例
4.4.1　汽車(chē)尾燈控制電路設(shè)計(jì)
4.4.2　十字路口交通燈控制電路設(shè)計(jì)
4.4.3　串行D／A轉(zhuǎn)換器邏輯控制電路設(shè)計(jì)
思考題和習(xí)題四
第5章　Altera公司的CPLD／FPGA
5.1　可編程邏輯器件綜述
5.1.1　PLD發(fā)展簡(jiǎn)史
5.1.2　PLD的表示方法
5.1.3　PLD的與一或陣列結(jié)構(gòu)
5.1.4　與一或陣列實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)的原理
5.1.5　PLD器件實(shí)現(xiàn)時(shí)序邏輯電路的基本原理
5.1.6　通用型GAL器件的基本結(jié)構(gòu)
5.2　MAX7000S系列器件結(jié)構(gòu)
5.2.1　Altera公司的產(chǎn)品簡(jiǎn)介
5.2.2　MAX7000S系列器件結(jié)構(gòu)
5.3　MAX3000A系列器件結(jié)構(gòu)
5.3.1　器件概述
5.3.2　MAX3000A系列器件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
5.4　FLEX10K系列器件結(jié)構(gòu)
5.4.1　FPGA實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)的基本原理
5.4.2　FLEX10K系列器件結(jié)構(gòu)
5.5　Cyclone系列器件結(jié)構(gòu)
5.5.1　功能描述
5.5.2　Cyclone系列器件結(jié)構(gòu)
5.6　MAX Ⅱ系列器件
5.6.1　功能描述
5.6.2　MAX Ⅱ系列器件結(jié)構(gòu)
5.7　FPGA最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)
5.7.1　電源電路和LED指示燈電路
5.7.2　復(fù)位電路
5.7.3　外部時(shí)鐘振蕩電路
5.7.4　FPGA的下載配置電路
5.7.5　用戶(hù)擴(kuò)展接口
5.7.6　FPGA芯片與各模塊的接口電路
思考題和習(xí)題五
第6章　Altera FPGA器件的配置
6.1　配置方式與配置過(guò)程
6.1.1　配置方式
6.1.2　配置過(guò)程
6.2　配置接口電路
6.2.1　主動(dòng)串行（AS）配置
6.2.2　被動(dòng)串行（PS）配置
6.2.3　快速被動(dòng)并行（FPP）配置
6.2.4　被動(dòng)并行異步（PPA）配置
6.2.5　JTAG配置
6.2.6　配置電路設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
6.3　FPGA的配置存儲(chǔ)器與ByteBlaster Ⅱ下載電纜
6.3.1　FPGA的配置存儲(chǔ)器
6.3.2　ByteBlaster Ⅱ下載電纜的使用
6.3.3　ByteBlaster Ⅱ下載電纜的電路原理圖
6.4　配置軟件的設(shè)置與配置文件
6.4.1　配置模式與配置存儲(chǔ)器的選擇
6.4.2　復(fù)用配置引腳的處理
6.4.3　通用配置選項(xiàng)
6.4.4　配置文件
思考題和習(xí)題六
第7章　Quartus Ⅱ6.0軟件的使用
7.1　設(shè)計(jì)流程概述
7.2　設(shè)計(jì)與仿真的過(guò)程
7.2.1　使用向?qū)Ы⑿鹿こ?br />7.2.2　輸入設(shè)計(jì)文件
7.2.3　編譯前的設(shè)置
7.2.4　編譯設(shè)計(jì)文件
7.2.5　設(shè)計(jì)項(xiàng)目的仿真驗(yàn)證
7.2.6　應(yīng)用RTL觀察器查看電路圖
7.3　引腳分配與器件編程
7.3.1　引腳分配
7.3.2　器件編程
7.4　Altera宏功能模塊的使用
7.4.1　嵌入式鎖相環(huán)ALTPLL宏功能模塊的調(diào)用
7.4.2　嵌入式LPM＿FIFO宏功能模塊的調(diào)用
思考題和習(xí)題七
第8章　數(shù)字電路與系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)例
8.1　籃球競(jìng)賽30秒定時(shí)器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
8.1.1　定時(shí)器的功能要求
8.1.2　設(shè)計(jì)分析
8.1.3　邏輯設(shè)計(jì)
8.1.4　設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
8.2　多位LED顯示器的動(dòng)態(tài)掃描譯碼電路設(shè)計(jì)
8.2.1　功能要求
8.2.2　設(shè)計(jì)分析
8.2.3　邏輯設(shè)計(jì)
8.2.4　設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
8.3　CPLD與矩陣式鍵盤(pán)接口電路的設(shè)計(jì)
8.3.1　接口電路的功能要求
8.3.2　接口電路的分析
8.3.3　接口電路的邏輯設(shè)計(jì)
8.4　多功能數(shù)字鐘電路的分層次設(shè)計(jì)
8.4.1　數(shù)字鐘的功能要求
8.4.2　設(shè)計(jì)分析
8.4.3　數(shù)字鐘主體電路邏輯設(shè)計(jì)
8.4.4　功能擴(kuò)展電路邏輯設(shè)計(jì)
8.4.5　多功能數(shù)字鐘頂層電路設(shè)計(jì)
8.5　頻率計(jì)的設(shè)計(jì)
8.5.1　頻率計(jì)的功能要求
8.5.2　設(shè)計(jì)分析
8.5.3　頻率計(jì)主體電路邏輯設(shè)計(jì)
8.5.4　頻率計(jì)頂層電路設(shè)計(jì)
8.6　DDS函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)
8.6.1　DDS的功能要求
8.6.2　設(shè)計(jì)分析
8.6.3　各主要模塊的邏輯設(shè)計(jì)
8.6.4　DDS函數(shù)信號(hào)發(fā)生器頂層設(shè)計(jì)
第9章　異步串口通信及UART實(shí)現(xiàn)
9.1　UART接口實(shí)現(xiàn)原理
9.1.1　串行通信的概念
9.1.2　基本的UART通信協(xié)議
9.2　UART接口模塊的層次化設(shè)計(jì)
9.2.1　UART接口的功能模塊劃分
9.2.2　配置文件UART＿INC.H
9.2.3　頂層模塊的功能描述UART.V
9.2.4　接收模塊的功能描述U＿REC.V
9.2.5　發(fā)送模塊的功能描述U＿XMIT.V
9.2.6　波特率變換模塊的功能描述BAUD.V
9.2.7　微處理器接口模塊的功能描述
9.3　對(duì)UART接口模塊的功能仿真
9.3.1　對(duì)接收模塊的功能仿真
9.3.2　對(duì)發(fā)送模塊的功能仿真
9.3.3　對(duì)波特率變換模塊的功能仿真
9.3.4　對(duì)微處理器接口模塊的功能仿真
9.3.5　對(duì)UART接口模塊的功能仿真
9.4　邏輯綜合與時(shí)序仿真
9.5　下載與驗(yàn)證測(cè)試
9.5.1　驗(yàn)證系統(tǒng)概述
9.5.2　驗(yàn)證結(jié)果
第10章　數(shù)字電路與數(shù)字系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)一　基本數(shù)字電路設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)二　跑馬燈電路設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)三　有限狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)四　多功能數(shù)字鐘設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)五　FPGA與PC串口通信實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)六　基于FPGA的DDS信號(hào)源設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)七　數(shù)字頻率相位測(cè)量?jī)x的設(shè)計(jì)
附錄A　Verilog HDL關(guān)鍵字
附錄B　常用EDA軟件使用指南
B.1　仿真軟件ModelSim 6.0的使用
B.1.1　設(shè)計(jì)與仿真流程
B.1.2　對(duì)層次化設(shè)計(jì)的仿真
B.1.3　布線(xiàn)后的時(shí)序仿真
B.2　邏輯綜合軟件LeonardoSpectrtim的使用
附錄C　Altera DE2開(kāi)發(fā)板的使用說(shuō)明
C.1　Altera DE2開(kāi)發(fā)板的結(jié)構(gòu)與測(cè)試
C.1.1　DE2開(kāi)發(fā)板的結(jié)構(gòu)
C.1.2　DE2開(kāi)發(fā)板的測(cè)試
C.2　DE2開(kāi)發(fā)板上FPGA的引腳與其他資源的連接
C.3　FPGA芯片：EP2C35的配置方法
參考文獻(xiàn)