《数字系统设计实验教程》共7章：第1章介绍FPGA器件的结构和工作原理；第2章介绍自项而下的数字系统设计方法；第3章介绍仿真中非常重要的环节——测试平台(testbench)；第4章通过6个实验介绍ModelSim、ISE、ChipScope Pro等软件和XUP Virtex—II Pro开发系统的使用方法；第5章为数字系统设计的基础实验；第6章为数字系统综合设计实验，设置的实验强调知识的综合应用；第7章设置了32位多周期的MIPS微处理器和32位5级流水线架构的MIPS微处理器的两个设计实验。

本书第3章由唐奕编写，其余各章由屈民军编写。

《数字系统设计实验教程》(唐奕、屈民军编写)基于浙江大学电子电气基础课程改革的成果编写而成，通过实例与实验详细介绍数字系统设计的原理与方法。全书共7章，第1-3章主要讲解FPGA的结构与原理、数字系统的结构化设计方法、设计验证和设计实现；第4-7章以培养综合设计和创新能力为原则，通过精选的28个实验来训练ModelSim、ISE和chipScope Pro等专用开发工具的使用，以及各类典型数字单元、接口和系统的设计。

《数字系统设计实验教程》内容紧密联系教学与科研生产实践，实验内容强调基础性、实用性、系统性和趣味性，实验环境基于Xilinx公司的XUP Virtex—II Pro开发平台，并提供部分Verilog HDL程序和丰富的教学资源。

本书可作为普通高等院校电子电气相关专业的数字电路与系统实验课教材，也可作为工程技术人员的参考书。

丛书序

总前言

前言

第1章 FPGA与数字系统设计

 1．1 概述

 1．2 可编程逻辑器件基础

1．2．1 可编程逻辑器件的发展历史

1．2．2 FPGA芯片的结构

 1．3 基于FPGA的数字系统设计流程

 1．4 基于FPGA的数字系统调试

1．4．1 数字系统的调试

1．4．2 选择合适的FPGA调试方法

 1．5 实验平台开发的选择

1．5．1 实验硬件平台的选择

1．5．2 EDA软件的选择

 1．6 小结

 思考题1

第2章 数字系统设计方法

 2．1 数字系统的基本组成

 2．2 数字系统的结构化设计方法

2．2．1 自顶而下的设计方法

2．2．2 用ASM图设计控制器

 2．3 数字系统设计实例

2．3．1 频率测量系统控制器的设计

2．3．2 简易交通信号灯控制系统的设计

 2．4 小结

 思考题2

第3章 testbench的编写

 3．1 概述

 3．2 testbench的结构形式

3．2．1 testbench的基本结构

3．2．2 testbench结构实例详解

 3．3 常用的系统任务和系统函数

 3．4 testbench的激励和响应

3．4．1 testbench的激励方式

3．4．2 仿真结果分析方式

 3．5 常用激励信号的一些描述形式

 3．6 testbench实例

3．6．1 组合乘法器实例

3．6．2 PS2键盘接口电路实例

3．6．3 SVGA显示接口电路实例

 3．7 小结

 思考题3

第4章 数字系统实验平台的使用

 实验1 ModelSim仿真软件的使用

 实验2 ISE软件的使用0

 实验3 ChipScope Pro的逻辑分析实验

 实验4 ChipScope Pro的VIO实验

 实验5 IP内核的使用实验

 实验6 ModelSim、ISE的后仿真实验

第5章 数字系统设计的基础实验

 实验7 快速加法器的设计和应用

 实验8 浮点数加法器的设计

 实验9 乘法器的设计

 实验10 快速乘法器的设计

 实验11 异步输入的同步器和开关防颤动电路的设计

 实验12 SVGA显示接口实验

 实验13 PS2键盘接口实验

 实验14 PS2鼠标接口实验

第6章 数字系统综合设计实验

 实验15 数字钟设计

 实验16 数字式秒表

 实验17 文本显示实验

 实验18 SVGA动态显示实验

 实验19 点灯游戏的设计

 实验20 直接数字频率合成技术(DDS)的设计与实现

 实验21 音乐播放实验

 实验22 低频数字式相位测量仪的设计

 实验23 全数字锁相环的设计

 实验24 基于FPGA的FIR数字滤波器的设计

 实验25 数字下变频器(DDC)的设计

 实验26 12C总线实验

第7章 CPU设计

 实验27 多周期MIPS微处理器设计

 实验28 流水线MIPS微处理器设计

附录A XUP Virtex—II Pro开发系统的使用

 A．1 Virtex—II Pro FPGA主芯片介绍

 A．2 电源供电模块

 A．3 时钟电路

 A．4 SVGA视频模块

 A．5 AC97音频编解码系统

 A．6 RS232串行接口模块

 A．7 PS2接口模块

 A．8 开关、按键和LED指示灯

 A．9 下载配置模块

 A．10 高速和低速的扩展连接器

附录B DigitlO型扩展板的使用

附录C ASCII码表

附录D Xilinx仿真库的建立

参考文献