EDA原理及VHDL實(shí)現(xiàn)：從晶體管、門(mén)電路到Xilinx Vivado的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)

序Ⅲ
前言Ⅴ
學(xué)習(xí)說(shuō)明Ⅶ
第1章數(shù)字邏輯基礎(chǔ)
1.1數(shù)字邏輯的發(fā)展史
1.2開(kāi)關(guān)系統(tǒng)
1.2.10和1的概念
1.2.2開(kāi)關(guān)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)
1.2.3晶體管作為開(kāi)關(guān)
1.2.4半導(dǎo)體物理器件
1.2.5半導(dǎo)體邏輯電路
1.2.6邏輯電路符號(hào)描述
1.3半導(dǎo)體數(shù)字集成電路
1.3.1集成電路的發(fā)展
1.3.2集成電路構(gòu)成
1.3.3集成電路版圖
1.4基本邏輯門(mén)電路分析
1.4.1基本邏輯門(mén)電路的描述
1.4.2邏輯門(mén)電路的傳輸特性
1.4.3基本邏輯門(mén)集成電路
1.4.4不同工藝邏輯門(mén)的連接
1.5邏輯代數(shù)理論
1.5.1邏輯代數(shù)中運(yùn)算關(guān)系
1.5.2邏輯函數(shù)表達(dá)式
1.6邏輯表達(dá)式的化簡(jiǎn)
1.6.1使用運(yùn)算律化簡(jiǎn)邏輯表達(dá)式
1.6.2使用卡諾圖化簡(jiǎn)邏輯表達(dá)式
1.6.3不完全指定邏輯功能的化簡(jiǎn)
1.6.4輸入變量的卡諾圖表示
1.7毛刺產(chǎn)生及消除
1.8數(shù)字碼制表示和轉(zhuǎn)換
1.8.1數(shù)字碼制表示
1.8.2數(shù)字碼制轉(zhuǎn)換
1.9組合邏輯電路
1.9.1編碼器
1.9.2譯碼器
1.9.3碼轉(zhuǎn)換器
1.9.4數(shù)據(jù)選擇器
1.9.5數(shù)據(jù)比較器
1.9.6加法器
1.9.7減法器
1.9.8加法器/減法器
1.9.9乘法器
1.10時(shí)序邏輯電路
1.10.1時(shí)序邏輯電路類(lèi)型
1.10.2時(shí)序邏輯電路特點(diǎn)
1.10.3基本SR鎖存器
1.10.4同步SR鎖存器
1.10.5D鎖存器
1.10.6D觸發(fā)器
1.10.7其他觸發(fā)器
1.10.8普通寄存器
1.10.9移位寄存器
1.10.10存儲(chǔ)器
1.11有限自動(dòng)狀態(tài)機(jī)
1.11.1有限自動(dòng)狀態(tài)機(jī)原理
1.11.2狀態(tài)圖表示及實(shí)現(xiàn)
1.11.3三位計(jì)數(shù)器
第2章可編程邏輯器件工藝和結(jié)構(gòu)
2.1可編程邏輯器件的發(fā)展歷史
2.2可編程邏輯器件工藝
2.3簡(jiǎn)單可編程邏輯器件結(jié)構(gòu)
2.3.1PROM原理及結(jié)構(gòu)
2.3.2PAL原理及結(jié)構(gòu)
2.3.3PLA原理及結(jié)構(gòu)
2.4CPLD原理及結(jié)構(gòu)
2.4.1功能塊
2.4.2宏單元
2.4.3快速連接矩陣
2.4.4輸入輸出塊
2.5FPGA原理及結(jié)構(gòu)
2.5.1查找表結(jié)構(gòu)及功能
2.5.2可配置的邏輯塊
2.5.3時(shí)鐘資源
2.5.4時(shí)鐘管理模塊
2.5.5塊存儲(chǔ)器資源
2.5.6互聯(lián)資源
2.5.7專(zhuān)用的DSP模塊
2.5.8輸入和輸出塊
2.5.9吉比特收發(fā)器
2.5.10PCIE模塊
2.5.11XADC模塊
2.6CPLD和FPGA比較
2.7Xilinx可編程邏輯器件
2.7.1Xilinx CPLD芯片介紹
2.7.2Xilinx FPGA芯片介紹
2.7.3Xilinx PROM芯片介紹
第3章Vivado集成開(kāi)發(fā)環(huán)境IP核設(shè)計(jì)流程
3.1IP的基本概念
3.1.1IP核來(lái)源
3.1.2IP核的提供方式
3.1.3IP核優(yōu)化
3.2Vivado工具設(shè)計(jì)流程
3.3Vivado IP數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
3.3.1建立新的設(shè)計(jì)工程
3.3.2修改工程設(shè)置屬性
3.3.3創(chuàng)建塊設(shè)計(jì)
3.3.4生成設(shè)計(jì)輸出文件
3.4XDC文件原理及添加方法
3.4.1XDC的特性
3.4.2約束文件的使用方法
3.4.3約束順序
3.4.4XDC約束命令
3.4.5添加X(jué)DC文件
3.5查看綜合后的結(jié)果
3.6查看實(shí)現(xiàn)后的結(jié)果
3.7生成和下載比特流文件
3.7.1生成比特流文件
3.7.2下載比特流文件
3.8生成和下載PROM文件
第4章Vivado集成開(kāi)發(fā)環(huán)境VHDL設(shè)計(jì)流程
4.1創(chuàng)建新的設(shè)計(jì)工程
4.2修改工程屬性
4.3創(chuàng)建并添加一個(gè)新的設(shè)計(jì)文件
4.4RTL詳細(xì)描述和分析
4.4.1詳細(xì)描述的原理
4.4.2詳細(xì)描述的過(guò)程
4.5設(shè)計(jì)綜合和分析
4.5.1綜合過(guò)程的關(guān)鍵問(wèn)題
4.5.2執(zhí)行設(shè)計(jì)綜合
4.5.3綜合報(bào)告的查看
4.6設(shè)計(jì)行為級(jí)仿真
4.7創(chuàng)建實(shí)現(xiàn)約束文件XDC
4.7.1實(shí)現(xiàn)約束的原理
4.7.2I/O規(guī)劃器功能
4.7.3實(shí)現(xiàn)約束過(guò)程
4.8設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)和分析
4.8.1設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)原理
4.8.2設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)及分析
4.9設(shè)計(jì)時(shí)序仿真
4.10生成并下載比特流文件
4.10.1生成比特流文件
4.10.2下載比特流文件到FPGA
4.11生成并燒寫(xiě)PROM文件
第5章VHDL語(yǔ)言規(guī)范
5.1VHDL程序結(jié)構(gòu)和配置
5.1.1VHDL程序結(jié)構(gòu)框架
5.1.2VHDL實(shí)體
5.1.3VHDL結(jié)構(gòu)體
5.1.4配置聲明
5.2VHDL語(yǔ)言描述風(fēng)格
5.2.1行為描述
5.2.2數(shù)據(jù)流描述
5.2.3結(jié)構(gòu)化描述
5.3VHDL語(yǔ)言要素
5.3.1字符集
5.3.2語(yǔ)言要素、分隔符和分界符
5.3.3標(biāo)識(shí)符
5.3.4抽象文字
5.3.5字符文字
5.3.6字符串文字
5.3.7比特字符串文字
5.3.8注釋
5.3.9保留字
5.3.10允許的字符替換
5.4VHDL設(shè)計(jì)資源共享
5.4.1庫(kù)的聲明和調(diào)用
5.4.2子程序和函數(shù)聲明
5.4.3函數(shù)體和子程序體
5.4.4子程序和函數(shù)重載
5.4.5解析函數(shù)
5.4.6包聲明
5.4.7包體
5.5VHDL類(lèi)型
5.5.1標(biāo)量類(lèi)型
5.5.2復(fù)合類(lèi)型
5.5.3訪問(wèn)類(lèi)型
5.5.4文件類(lèi)型
5.5.5保護(hù)類(lèi)型
5.6VHDL聲明
5.6.1類(lèi)型聲明
5.6.2子類(lèi)型聲明
5.6.3對(duì)象
5.6.4屬性聲明
5.6.5元件聲明
5.6.6組模板聲明
5.6.7組聲明
5.7VHDL說(shuō)明
5.7.1屬性說(shuō)明
5.7.2配置說(shuō)明
5.7.3斷開(kāi)說(shuō)明
5.8VHDL名字
5.8.1簡(jiǎn)單名字
5.8.2選擇名字
5.8.3索引名字
5.8.4切片名字
5.8.5屬性名字
5.9VHDL表達(dá)式
5.9.1VHDL操作符
5.9.2VHDL操作數(shù)
5.10VHDL順序描述語(yǔ)句
5.10.1wait語(yǔ)句
5.10.2斷言和報(bào)告語(yǔ)句
5.10.3信號(hào)分配語(yǔ)句
5.10.4變量分配語(yǔ)句
5.10.5子程序調(diào)用語(yǔ)句
5.10.6if語(yǔ)句
5.10.7case語(yǔ)句
5.10.8loop語(yǔ)句
5.10.9next語(yǔ)句
5.10.10exit語(yǔ)句
5.10.11return語(yǔ)句
5.10.12null語(yǔ)句
5.11VHDL并發(fā)描述語(yǔ)句
5.11.1塊語(yǔ)句
5.11.2進(jìn)程描述語(yǔ)句
5.11.3并行過(guò)程調(diào)用語(yǔ)句
5.11.4并行斷言語(yǔ)句
5.11.5并行信號(hào)分配語(yǔ)句
5.11.6元件例化語(yǔ)句
5.11.7生成語(yǔ)句
第6章基本數(shù)字邏輯單元的VHDL描述
6.1組合邏輯電路的VHDL描述
6.1.1邏輯門(mén)的VHDL描述
6.1.2編碼器的VHDL描述
6.1.3譯碼器的VHDL描述
6.1.4多路選擇器的VHDL描述
6.1.5數(shù)字比較器的VHDL描述
6.1.6總線緩沖器的VHDL描述
6.2數(shù)據(jù)運(yùn)算操作的VHDL描述
6.2.1加法操作的VHDL描述
6.2.2減法操作的VHDL描述
6.2.3乘法操作的VHDL描述
6.2.4除法操作的VHDL描述
6.2.5算術(shù)邏輯單元的VHDL描述
6.3時(shí)序邏輯電路的VHDL描述
6.3.1觸發(fā)器和鎖存器的VHDL描述
6.3.2計(jì)數(shù)器的VHDL描述
6.3.3移位寄存器的VHDL描述
6.3.4脈沖寬度調(diào)制PWM的VHDL描述
6.4存儲(chǔ)器的VHDL描述
6.4.1ROM的VHDL描述
6.4.2RAM的VHDL描述
6.5有限自動(dòng)狀態(tài)機(jī)的VHDL描述
6.5.1FSM設(shè)計(jì)原理
6.5.2FSM的分類(lèi)及描述
第7章VHDL數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)
7.1設(shè)計(jì)所用外設(shè)的原理
7.1.1LED燈驅(qū)動(dòng)原理
7.1.2開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)原理
7.1.3七段數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)原理
7.1.4VGA顯示器原理
7.1.5通用異步接收發(fā)送器原理
7.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理
7.3創(chuàng)建新的設(shè)計(jì)工程
7.4VHDL數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程
7.4.1設(shè)計(jì)分頻時(shí)鐘模塊2
7.4.2設(shè)計(jì)和仿真計(jì)數(shù)器模塊
7.4.3設(shè)計(jì)頂層模塊
7.4.4設(shè)計(jì)和例化分頻時(shí)鐘模塊1
7.4.5設(shè)計(jì)七段數(shù)碼管模塊
7.4.6設(shè)計(jì)和例化分頻時(shí)鐘模塊3
7.4.7設(shè)計(jì)和例化通用異步收發(fā)器模塊
7.4.8設(shè)計(jì)和例化分頻時(shí)鐘模塊4
7.4.9設(shè)計(jì)和例化VGA控制器模塊
第8章創(chuàng)建和封裝用戶IP設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)
8.1Vivado定制IP流程導(dǎo)論
8.2封裝用戶定義IP核設(shè)計(jì)流程
8.2.1創(chuàng)建新的封裝IP設(shè)計(jì)工程
8.2.2添加VHDL設(shè)計(jì)源文件
8.2.3設(shè)置定制IP的庫(kù)名和目錄
8.2.4封裝定制IP的實(shí)現(xiàn)
8.3調(diào)用用戶自定義IP實(shí)現(xiàn)流程
8.3.1創(chuàng)建新的調(diào)用IP工程
8.3.2設(shè)置包含調(diào)用IP的路徑
8.3.3創(chuàng)建基于IP的系統(tǒng)
8.4系統(tǒng)行為級(jí)仿真
8.5系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合
8.6系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證
第9章Vivado調(diào)試工具原理及實(shí)現(xiàn)
9.1設(shè)計(jì)調(diào)試原理和方法
9.2FIFO IP的生成和調(diào)用
9.2.1創(chuàng)建新的工程
9.2.2添加FIFO IP核
9.2.3添加頂層設(shè)計(jì)文件
9.2.4添加X(jué)DC文件
9.3網(wǎng)表插入調(diào)試探測(cè)流程方法及實(shí)現(xiàn)
9.3.1網(wǎng)表插入調(diào)試探測(cè)流程的方法
9.3.2網(wǎng)表插入調(diào)試探測(cè)流程的實(shí)現(xiàn)
9.4使用添加VHDL屬性調(diào)試探測(cè)流程
9.5使用VHDL例化調(diào)試核調(diào)試探測(cè)流程
第10章數(shù)字系統(tǒng)高級(jí)設(shè)計(jì)方法
10.1數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)
10.2時(shí)序基本概念
10.2.1基本術(shù)語(yǔ)
10.2.2時(shí)序路徑
10.2.3建立和保持松弛
10.2.4去除和恢復(fù)檢查
10.3邏輯復(fù)制和復(fù)用
10.3.1邏輯復(fù)制
10.3.2邏輯復(fù)用
10.4并行和流水線
10.4.1并行設(shè)計(jì)
10.4.2流水線設(shè)計(jì)
10.5同步和異步單元處理
10.5.1同步單元處理
10.5.2異步單元處理
10.6邏輯結(jié)構(gòu)處理
10.6.1邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法
10.6.2if和case語(yǔ)句的使用
第11章數(shù)模混合系統(tǒng)設(shè)計(jì)
11.1模數(shù)轉(zhuǎn)換器原理
11.1.1模數(shù)轉(zhuǎn)換器的參數(shù)
11.1.2模數(shù)轉(zhuǎn)換器的類(lèi)型
11.2數(shù)模轉(zhuǎn)換器原理
11.2.1數(shù)模轉(zhuǎn)換器的參數(shù)
11.2.2數(shù)模轉(zhuǎn)換器的類(lèi)型
11.3基于XADC的信號(hào)采集和處理原理及實(shí)現(xiàn)
11.3.1XADC模塊原理
11.3.2XADC原語(yǔ)
11.3.31602模塊原理
11.3.4信號(hào)采集、處理和顯示的實(shí)現(xiàn)
11.4基于DAC的信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)原理及實(shí)現(xiàn)
11.4.1D/A轉(zhuǎn)換器工作原理
11.4.2函數(shù)信號(hào)產(chǎn)生原理
11.4.3設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)