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第1章 EDA技术概述1

1.1 EDA技术及其发展1

1.1.1 EDA技术的含义2

1.1.2 EDA技术的发展历程2

1.2 EDA技术的主要内容3

1.2.1 自顶向下的设计方法3

1.2.2 ASIC设计4

1.2.3 硬件描述语言5

1.2.4 主要PLD厂商概述6

1.3 常用的EDA工具7

1.3.1 设计输入编辑器8

1.3.2 HDL综合器8

1.3.3 仿真器9

1.3.4 适配器9

1.3.5 下载器9

1.4 EDA设计流程10

1.4.1 设计输入10

1.4.2 综合11

1.4.3 适配11

1.4.4 时序仿真与功能仿真12

1.4.5 编程下载12

1.4.6 硬件测试12

1.5 EDA技术的发展趋势13

1.6 EDA技术的应用14

1.6.1 EDA技术的应用形式14

1.6.2 EDA技术的应用场合14

本章小结15

思考与练习15

第2章 可编程逻辑器件及FPGA开发简介17

2.1 可编程逻辑器件基础17

2.1.1 可编程逻辑器件简介17

2.1.2 可编程逻辑器件的发展历史18

2.1.3 可编程逻辑器件的基本结构19

2.1.4 可编程逻辑器件的分类20

2.2 CPLD的基本结构及特点20

2.3 FPGA的基本结构及特点28

2.4 FPGA和CPLD的开发应用选择34

2.4.1 FPGA和CPLD的性能比较34

2.4.2 FPGA和CPLD的开发应用选择35

2.5 Xilinx新型系列器件简介36

2.5.1 Spartan系列36

2.5.2 Virtex系列40

本章小结45

思考与练习45

第3章 基于ISE的开发环境使用指南46

3.1 ISE的安装与基本操作46

3.1.1 ISE软件介绍46

3.1.2 ISE软件的安装48

3.1.3 ISE软件的基本操作52

3.2 ISE的工程建立与设计输入58

3.2.1 ISE的工程建立58

3.2.2 基于ISE的HDL代码输入61

3.2.3 基于ISE代码模板的使用64

3.2.4 基于ISE的原理图输入法66

3.2.5 基于ISE的IP Core的使用69

3.3 基于ISE的仿真74

3.4 基于ISE的综合与实现78

3.4.1 基于Xilinx XST的综合78

3.4.2 基于ISE的实现86

3.5 FPGA配置与编程97

3.5.1 Xilinx FPGA配置电路综述97

3.5.2 iMPACT的基本操作101

3.5.3 使用iMPACT创建配置文件104

3.6 约束文件的编写113

3.6.1 约束文件的定义114

3.6.2 UCF文件的语法说明114

3.6.3 ISE中UCF的编写115

3.7 集成化逻辑分析仪120

3.7.1 Chipscope Pro集成化逻辑分析工具简介120

3.7.2 Chipscope Pro的使用流程121

3.7.3 Chipscope Pro Inserter的操作和使用121

3.7.4 Chipscope Pro Analyzer使用流程127

本章小结132

思考与练习132

第4章 第三方工具介绍134

4.1 Modelsim SE 6.2 软件的使用134

4.1.1 Modelsim SE 6.2 软件的安装135

4.1.2 利用Modelsim SE 6.2 进行功能仿真135

4.1.3 利用Modelsim SE 6.2 进行时序仿真138

4.2 Synplify Pro软件的使用143

4.2.1 Synplify Pro 9.0.1 软件的安装143

4.2.2 Synplify Pro 9.0.1 软件的使用144

本章小结150

思考与练习150

第5章 简单数字逻辑电路的设计151

5.1 基于Xilinx FPGA的组合逻辑电路设计151

5.1.1 基本逻辑门电路设计152

5.1.2 编码器设计158

5.1.3 译码器设计159

5.1.4 数值比较器设计160

5.1.5 数据选择器设计162

5.1.6 总线缓冲器设计163

5.2 时序逻辑电路设计165

5.2.1 时钟信号和复位信号165

5.2.2 触发器设计166

5.2.3 移位寄存器168

5.2.4 计数器设计169

5.2.5 分频器设计171

5.3 存储器设计171

5.3.1 只读存储器ROM172

5.3.2 随机存储器RAM173

5.3.3 FIFO的设计175

5.4 有限状态机的设计179

5.4.1 有限状态机原理179

5.4.2 有限状态机分类179

5.4.3 有限状态机设计180

本章小结184

思考与练习184

第6章 EDA技术综合设计应用185

6.1 实验一 基本逻辑门设计185

6.2 实验二 基于原理图的基本逻辑门设计186

6.3 实验三 四选一数据选择器设计188

6.4 实验四 七人表决器设计189

6.5 实验五 用Verilog HDL设计四人抢答器190

6.6 实验六 基于IP核的四位乘法器设计191

6.7 实验七 带复位端同步分频器设计194

6.8 实验八 移位寄存器设计194

6.9 实验九 有限状态机设计195

6.10 实验十 状态机控制流水灯196

6.11 实验十一 时钟及数码管驱动实验197

6.12 实验十二 4×4矩阵键盘实验199

第7章 基于FPGA的嵌入式系统开发201

7.1 可编程嵌入式系统介绍201

7.1.1 基于FPGA的嵌入式系统201

7.1.2 Xilinx公司的嵌入式解决方案202

7.2 EDK简介203

7.2.1 EDK的介绍203

7.2.2 EDK设计的实现流程204

7.2.3 EDK的文件管理架构207

7.3 XPS软件基本操作208

7.3.1 利用BSB创建新工程209

7.3.2 XPS的用户界面217

7.4 XPS软件的高级操作221

7.4.1 XPS的软件输入221

7.4.2 XPS工程的实现和下载225

7.5 EDK开发实例230

7.5.1 DDR SDRAM控制器的工作原理230

7.5.2 DDR SDRAM控制器的基本要求231

7.5.3 DDR SDRAM控制器的EDK实现231

本章小结243

思考与练习243

附录 部分实验Verilog HDL代码244

参考文献268