内容介绍

《Xilinx FPGA开发实用教程(第2版)》主要讲述了Xilinx FPGA的必备知识，包括FPGA基础知识、Verilog HDL语言基础、基于Xilinx芯片的HDL语言高级进阶、ISE开发环境使用指南、FPGA配置电路及软件操作、基于FPGA的数字信号处理技术、基于System Generator的DSP系统开发技术、基于FPGA的可编程嵌入式开发技术、基于FPGA的高速数据连接技术以及时序分析原理和时序分析器的使用等10章内容，各章均以实例为基础，涵盖了FPGA开发的主要方面。

编辑推荐

《Xilinx FPGA开发实用教程(第2版)》适合作为电子信息工程、通信工程、自动化、计算机科学与技术等相关专业的高年级本科生及研究生的教学用书，也可以作为从事FPGA设计工作的工程师的参考图书。

目录

第1章 Xilinx器件概述 1.1可编程逻辑器件基础 1.1.1可编程逻辑器件的基本情况 1.1.2可编程逻辑器件的发展历史 1.1.3 PLD开发工具 1.1.4典型FPGA开发流程 1.2 Xilinx FPGA芯片 1.2.1 FPGA的工作原理 1.2.2 Xilinx FPGA芯片结构 1.2.3软核、硬核及固核 1.2.4 Xilinx主流FPGA 1.3 Xilinx软件工具 1.3.1ISE Foundation软件 1.3.2 EDK开发工具 1.3.3 System Generator DSP工具 1.3.4 ChipScope Pro 1.3.5 PlanAhead 1.4本书案例验证平台——S6 CARD开发板 1.4.1S6 CARD开发板的组成与功能 1.4.2 S6 CARD板卡引脚约束说明 本章小结 第2章 Verilog HDL开发基础与进阶 2.1 Verilog HDL语言 2.1.1 Verilog HDL语言的历史 2.1.2 Verilog HDL的主要功能 2.1.3 Veritog HDL和VHDL的区别 2.1.4 Verilog HDL设计方法 2.2 Verilog HDL基本程序结构 2.3 Verilog HDL语言的数据类型和运算符 2.3.1标志符 2.3.2数据类型 2.3.3模块端口 2.3.4常量集合 2.3.5运算符和表达式 2.4 Verilog HDL语言的描述语句 2.4.1结构描述形式 2.4.2数据流描述形式 2.4.3行为描述形式 2.4.4混合设计模式 2.5 Verilog HDL建模与调试技巧 2.5.1双向端口的使用和仿真 2.5.2阻塞赋值与非阻塞赋值 2.5.3输入值不确定的组合逻辑电路 2.5.4数学运算中的扩位与截位操作 2.5.5利用块RAM来实现数据延迟 2.5.6测试向量的生成 2.6 Verilog HDL常用程序示例 2.6.1数字电路中基本单元的FPGA实现 2.6.2基本时序处理模块 2.7 Xilinx器件原语的使用 本章小结 第3章 Xilinx FPGA电路原理与系统设计 3.1 FPGA配置电路 3.1.1Xilinx FPGA配置电路 3.1.2 Xilinx FPGA常用的配置引脚 3.1.3 Xilinx FPGA配置电路分类 3.2 JTAG电路的原理与设计 3.2.1 JTAG电路的工作原理 3.2.2 Xilinx JTAG下载线 3.3 FPGA的常用配置电路 3.3.1主串模式——最常用的FPGA配置模式 3.3.2 SPI串行Flash配置模式 3.3.3从串配置模式 3.3.4主字节宽度并行配置模式 3.3.5 JTAG配置模式 3.3.6 System ACE配置方案 3.4 iMPACT软件使用 3.4.1iMPACT软件 3.4.2 iMPACT中的JTAG配置操作 3.4.3 iMPACT 中的Xilinx PROM配置操作 3.4.4 iMPACT中的SPI Flash配置操作 3.4.5 FPGA配置失败的常见问题 3.5从配置PROM中读取用户数据 3.5.1从PROM中引导数据 3.5.2硬件电路设计方法 3.5.3软件操作流程 本章小结 第4章 基于ISE Foundation的逻辑设计 4.1ISE套件 4.1.1ISE的特点 4.1.2 ISE的功能 4.1.3 ISE的安装 4.1.4 ISE的用户界面 4.2基于ISE的设计输入 4.2.1新建工程 4.2.2代码输入 4.2.3代码模板的使用 4.2.4 Xilinx IP Core的原理与应用 4.3 ISE基本操作 4.31基于Xilinx XST的综合 4.32基于ISim的仿真 4.3.3基于ISE的实现 4.34基于目标和策略的设计方法 4.35基于SmartGuide的设计方法 4.36比特文件的生成 4.3.7基于IMPACT的芯片配置 4.3.8功耗分析以及XPower的使用 4.4约束 4.4.1约束文件 4.4.2 UCF文件的语法说明 4.4.3引脚和区域约束语法 4.4.4时序约束语法 4.5调试利器——ChipScope Pro 4.5.1ChipScope Pro工作原理 4.5.2 ChipScope Pro操作流程 4.5.3 ChipScope Pro开发实例 4.6 ISE与第三方EDA软件 4.6.1 ModelSim软件的使用 4.6.2 ModelSim和ISE的联合开发流程 4.6.3 MATLAB软件的使用 4.6.4 ISE与MATLAB的联合使用 4.6.5 MATLAB、ModelSim和ISE联合开发实例 本章小结 第5章 时序分析 5.1时序分析的作用和原理 5.1.1时序分析的作用 5.1.2静态时序分析原理 5.1.3时序分析的基础知识 5.2 Xilinx FPGA中的时钟资源 5.2.1全局时钟资源 5.2.2第二全局时钟资源 5.3 ISE时序分析器 5.3.1时序分析器的特点 5.3.2时序分析器的文件类型 5.3.3时序分析器的调用与用户界面 5.3.4提高时序性能的手段 本章小结 …… 第6章 逻辑开发专题 第7章 基于EDK的嵌入式系统设计 第8章 基于System Generator的DSP系统设计 第9章 数字信号处理专题 第10章 SERDES技术专题 参考文献

作者简介

徐文波，获得信息工程专业学士学位（北京邮电大学，2005年）、信号与信息处理专业博士学位（北京邮电大学，2010年），现执教于北京邮电大学信息与通信工程学院，长期从事信号处理理论及实际开发的教学与研究工作，发表多篇相关学术论文。 田耘，获得电子信息工程专业学士学位（北京邮电大学，2006年）、信号与信息处理专业硕士学位（北京邮电大学，2009年），一直从事信号处理领域中的FPGA技术开发，著有多部FPGA相关技术图书。

序言

2007年10月份，作者有幸聆听了Xilinx公司全球CTO Ivo Bolsens先生在清华大学题为“FPGA： The future platform for transforming, transporting and computing”的演讲，感触颇深。Ivo先生指出了FPGA的三大应用领域： 数字处理中的信号变换、高速交换中的数据收发以及求解中的复杂计算。作者本人虽然已有多年的FPGA开发经验，但还是第一次听到如此精辟的总结，随即想到深入了解并推广这种实用且精辟的FPGA开发理念。考察了许久，我们发现市场上没有此类相关书籍，且已有书籍比较偏重于单一软件的操作或HDL语言的讲解，因此就萌生了编写一本书，从系统开发的角度，以软、硬件结合的方式来阐述先进的FPGA开发理念。于是经过半年的思索、查阅资料、和相关专家大量讨论以及反复修改，便有了这本书的诞生，以期起到抛砖引玉的作用。Xilinx公司是最早也是最大的FPGA生产商，其芯片设计技术、开发软件和相关解决方案在业界属于顶级水平，拥有广泛的客户群。本书主要讲述了Xilinx FPGA的开发知识，包括FPGA开发简介、Verilog HDL语言基础、基于Xilinx芯片的HDL语言高级进阶、ISE开发环境使用指南、FPGA配置电路及软件操作、在线逻辑分析仪ChipScope的使用、基于FPGA的数字信号处理技术、基于System Generator的DSP系统开发技术、基于FPGA的可编程嵌入式开发技术、基于FPGA的高速数据连接技术和时序分析原理以及时序分析器的使用共11章内容，各章均以实例为基础，涵盖了FPGA开发的主要方面。由于篇幅所限，我们没有在本书中给出一个完整的工程实例。为了弥补这一缺陷，我们Xilinx FPGA开源社区Openhard网站中附带了本书所有的实例，期望本书能够帮助提高读者的工程开发能力。 全书各章由田耘、徐文波完成，孙霏菲参与了第7章的编写工作。此外，在成文过程中，我们参考了较多的书籍、论文和网络文献，向其作者表示深深的谢意。Xilinx公司中国区大学计划经理谢凯年博士在百忙之中为本书作序，并提供了硬件实验环境； Xilinx公司亚太区公共关系经理张俊伟女士一直关心、鼓励作者，并最终促成本书成稿。与非网科技的贺潇荃先生、陶丹博士等在成书过程中给予了我们诸多良好的建议和帮助； 清华大学出版社的王一玲编辑为本书的修改付出了许多劳动，并给出许多中肯的修改意见，感谢他们为本书所做的贡献。 本书适合从事Xilinx系列FPGA设计和开发的工程师，以及相关专业的研究生和高年级本科生使用。毫无疑问，市场上已经有很多关于FPGA设计的书籍，我们也不认为本书是其中最重要的一本，但我们意识到，FPGA开发一定要结合芯片特点以及提供商的诸多建议和协议，只有这样才能真正掌握其开发之道。 书中的全部内容都是实际项目硬件和Xilinx公司各类文档、书籍的结合体，全部信息几乎都可以从Xilinx网站以及Google上找到渊源，不过我们仍然向您推荐本书，因为网络的信息是分散的、杂乱的，且正确性不是100%的，本书各章内容的安排是从大量的实践中总结出来的，循序渐进，条理清楚，且都经过作者验证。我们的目的就是从Ivo Bolsens先生的观点出发，结合项目开发，将网络上尽可能多的相关信息以相对较高的质量组合起来。