本书是一部实例丰富的实战宝典，涵盖了电路设计的完整流程，从FPGA基础知识入手，不但介绍了“FPGA做什么”，更详细解读了“用FPGA怎么做”。对于电路设计工程师和高校电气工程专业的师生来说，阅读本书是快速入门并成为设计高手的一条捷径。

本书是为FPGA工程师量身定制的设计参考指南，不仅介绍了FPGA基本概念，还介绍了设计逻辑和技巧，使读者能够开发出实际高效的代码。

本书适用于电子工程师阅读，也可作为高等院校相关专业师生的参考指南。

第一部分 概述

　第1章 绪论

　第2章 FPGA基础知识

　　2.1 引言

　　2.2 FPGA的发展

　　2.3 可编程逻辑器件

　　2.4 现场可编程门阵列

　　2.5 FPGA设计技术

　　2.6 FPGA的设计约束

　　2.7 小结

　第3章 VHDL基础

　　3.1 引言

　　3.2 实体：模型接口

　　　3.2.1 实体定义

　　　3.2.2 端口

　　　3.2.3 通用属性语句

　　　3.2.4 常数

　　　3.2.5 实体举例

　　3.3 构造体：模型的行为

　　　3.3.1 构造体的基本定义

　　　3.3.2 构造体声明

　　　3.3.3 构造体语句

　　3.4 进程：VHDL中的基本功能单元

　　3.5 基本的变量类型和操作符

　　　3.5.1 常数

　　　3.5.2 信号

　　　3.5.3 变量

　　　3.5.4 布尔操作符

　　　3.5.5 算术操作符

　　　3.5.6 比较操作符

　　　3.5.7 移位函数

　　　3.5.8 拼接

　　3.6 判断与循环

　　　3.6.1 if-then-else语句

　　　3.6.2 case语句

　　　3.6.3 for语句

　　　3.6.4 While循环 　　　

　　　3.6.5 exit语句

　　　3.6.6 next语句

　　3.7 层次化设计

　　　3.7.1 函数

　　　3.7.2 包

　　　3.7.3 元件

　　　3.7.4 过程

　　3.8 调试模型

　　3.9 基本数据类型

　　　3.9.1 基本类型

　　　3.9.2 数据类型：bit

　　　3.9.3 数据类型：boolean

　　　3.9.4 数据类型：integer

　　　3.9.5 数据类型：字符型

　　　3.9.6 数据类型：实数

　　　3.9.7 数据类型：时间

　　3.10 小结

　第4章 设计自动化与FPGA测试

　　4.1 仿真

　　　4.1.1 测试平台

　　　4.1.2 测试平台的目标

　　　4.1.3 简单的测试平台：实例化元件

　　　4.1.4 增加测试激励

　　4.2 库

　　　4.2.1 引言

　　　4.2.2 库的使用

　　　4.2.3 标准逻辑库

　　　4.2.4 std_logic类型定义

　　4.3 综合

　　　4.3.1 综合设计流程

　　　4.3.2 综合相关事项

　　　4.3.3 RTL设计流程

　　4.4 物理设计流程

　　4.5 布局布线

　　4.6 时序分析

　　4.7 设计缺陷

　　4.8 FPGA设计中的VHDL问题

　　　4.8.1 初始化

　　　4.8.2 浮点数及其操作

　　4.9 小结

第二部分 应用

　第5章 图像与高速处理

　　5.1 引言

　　5.2 摄像头接口

　　　5.2.1 硬件接口

　　　5.2.2 数据率

　　　5.2.3 拜尔模式

　　　5.2.4 存储器需求

　　5.3 开始

　　5.4 确定接口

　　5.5 定义顶层设计

　　5.6 系统模块定义与接口

　　　5.6.1 系统分解

　　　5.6.2 鼠标和键盘接口

　　　5.6.3 存储器接口

　　　5.6.4 显示接口：VGA

　　5.7 摄像头连接接口

　　5.8 PC接口

　　5.9 小结

　第6章 嵌入式处理器

　　6.1 引言

　　6.2 一个简单的嵌入式处理器

　　　6.2.1 嵌入式处理器架构

　　　6.2.2 基本指令

　　　6.2.3 取指执行周期

　　　6.2.4 嵌入式处理器的寄存器分配

　　　6.2.5 一个基本的指令集

　　　6.2.6 结构级还是行为级

　　　6.2.7 机器码指令集

　　　6.2.8 微处理器的结构单元

　　　6.2.9 处理器函数包

　　　6.2.10 程序计数器

　　　6.2.11 指令寄存器

　　　6.2.12 算术和逻辑单元

　　　6.2.13 存储器

　　　6.2.14 微控制器

　　　6.2.15 简单微处理器总结

　　6.3 FPGA中的软核处理器

　　6.4 小结

第三部分 设计工具箱

　第7章 串行通信

　　7.1 引言

　　7.2 曼彻斯特编解码

　　7.3 不归零编解码

　　7.4 不归零反转编解码

　　7.5 RS-232

　　　7.5.1 引言

　　　7.5.2 RS-232波特率产生器

　　　7.5.3 RS-232接收器

　　7.6 通用串行总线

　　7.7 小结

　第8章 数字滤波器

　　8.1 引言

　　8.2 S域到Z域的变换

　　8.3 用VHDL实现Z域的函数

　　　8.3.1 引言

　　　8.3.2 增益模块

　　　8.3.3 和与差

　　　8.3.4 除法模型

　　　8.3.5 单位延迟模型

　　8.4 基本低通滤波器模型

　　8.5 FIR滤波器

　　8.6 IIR滤波器

　　8.7 小结

　第9章 安全系统

　　9.1 块加密简介

　　9.2 费斯特尔格子的结构

　　9.3 数据加密标准

　　　9.3.1 引言

　　　9.3.2 DES的VHDL实现

　　　9.3.3 DES的验证

　　9.4 高级加密标准

　　9.5 小结

　第10章 存储器

　　10.1 引言

　　10.2 用VHDL对存储器进行建模

　　10.3 只读存储器

　　10.4 随机存取存储器

　　10.5 SRAM

　　10.6 Flash存储器

　　10.7 小结

　第11章PS/2鼠标接口

　　11.1 引言

　　11.2 PS/2鼠标基础

　　11.3 PS/2鼠标命令

　　11.4 PS/2鼠标数据包

　　11.5 PS/2操作模式

　　11.6 PS/2滚轮鼠标

　　11.7 基本PS/2鼠标处理模块VHDL代码

　　11.8 修改后的PS/2鼠标处理模块VHDL代码

　　11.9 小结

　第12章 PS/2键盘接口

　　12.1 引言

　　12.2 PS/2键盘基础

　　12.3 PS/2键盘命令

　　12.4 PS/2键盘数据包

　　12.5 PS/2键盘操作模式

　　　12.5.1 基本PS/2键盘处理模块VHDL代码

　　　12.5.2 修改后的PS/2键盘处理模块VHDL代码

　　12.6 小结

　第13章 一个简单的VGA接口

　　13.1 引言

　　13.2 基本像素时序

　　13.3 图像处理

　　13.4 VGA接口的VHDL实现

　　13.5 水平同步

　　13.6 垂直同步

　　13.7 水平和垂直消隐脉冲

　　13.8 计算正确的像素数据

　　13.9 小结

第四部分 优化设计

　第14章 综合

　　14.1 引言

　　14.2 RTL综合支持的VHDL

　　　14.2.1 初始条件

　　　14.2.2 并发边沿

　　　14.2.3 数字类型

　　　14.2.4 wait语句

　　　14.2.5 断言

　　　14.2.6 循环

　　14.3 一些引起综合失败的情况

　　14.4 综合的内容

　　　14.4.1 总体设计结构

　　　14.4.2 控制器

　　　14.4.3 数据路径

　　14.5 小结

　第15章 VHDL行为建模

　　15.1 引言

　　15.2 怎样从RTL转向行为级

　　15.3 小结

　第16章 设计优化

　　16.1 引言

　　16.2 逻辑优化技术

　　16.3 改善性能

　　16.4 关键路径分析

　　16.5 小结

　第17章 VHDL-AMS

　　17.1 引言

　　17.2 VHDL-AMS简介

　　17.3 模拟引脚：TERMINAL

　　17.4 混合域建模

　　17.5 模拟变量：quantity

　　17.6 VHDL-AMS中的联立方程

　　17.7 一个VHDL-AMS的例子

　　　17.7.1 直流电压源

　　　17.7.2 电阻

　　17.8 VHDL-AMS中的微分方程

　　17.9 用VHDL-AMS进行混合信号建模.154

　　17.10 一个基本的开关模型

　　17.11 基本VHDL-AMS比较器模型

　　17.12 多领域建模

　　17.13 小结

　第18章 设计优化举例：DES

　　18.1 引言

　　18.2 数据加密标准

　　18.3 MOODS

　　18.4 初始设计

　　　18.4.1 简介

　　　18.4.2 总体结构

　　　18.4.3 数据转换

　　　18.4.4 密钥转换

　　18.5 初始综合

　　18.6 优化数据路径

　　18.7 最终综合

　　18.8 结果

　　18.9 三重DES

　　　18.9.1 引言

　　　18.9.2 面积最小：迭代实现 　　　

　　　18.9.3 延迟最小：流水线方式

　　18.10 方案比较

　　18.11 小结

第五部分 基本技术

　第19章 计数器

　　19.1 引言

　　19.2 基本二进制计数器

　　19.3 综合简单的二进制计数器

　　19.4 移位寄存器

　　19.5 约翰逊计数器

　　19.6 BCD计数器

　　19.7 小结

　第20章 锁存器、触发器和寄存器

　　20.1 引言

　　20.2 锁存器

　　20.3 触发器

　　20.4 寄存器

　　20.5 小结

　第21章 串并转换与并串转换

　　21.1 串并转换

　　21.2 并串转换

　　21.3 小结

　第22章 ALU功能

　　22.1 引言

　　22.2 逻辑功能

　　22.3 位加法器

　　22.4 n位结构化加法器

　　22.5 n位可配置加法器

　　22.6 的补码

　　22.7 小结

　第23章 译码器与多路复用器

　　23.1 译码器

　　23.2 多路复用器

　　23.3 小结

　第24章 VHDL中的有限状态机

　　24.1 引言

　　24.2 状态转移图

　　24.3 用VHDL实现有限状态机

　　24.4 小结

　第25章 VHDL中的定点算法

　　25.1 引言

　　25.2 基本定点类型

　　25.3 定点函数

　　　25.3.1 定点数向std_logic_vector的转换

　　　25.3.2 定点数向实数的转换

　　25.4 测试定点数函数

　　25.5 小结

　第26章 二进制乘法

　　26.1 引言

　　26.2 基本二进制乘法

　　26.3 VHDL无符号乘法器

　　26.4 乘法函数的综合

　　26.5 “简单的”乘法

　　26.6 小结

　第27章 参考书目

　　27.1 引言

　　27.2 VHDL参考书

　　27.3 FPGA参考书

　　27.4 普通数字设计参考书

索引