《Xilinx FPGA/CPLD设计手册》由王杰、王诚、谢龙汉编著，在内容安排上，一方面系统地介绍了ISE集成套装中各类工具的功能、操作方法和使用技巧；另一方面，通过4个具体的综合实例，详细地介绍了Xilinx FPGA／CPLD的设计过程，这对于初次涉及FPGA设计的工程人员是十分有利的。本书既注重软件操作细节的介绍，也注重工程设计经验的讲解，因此可以使读者在学习时有的放矢，避免了空洞的理论说教。

本书既适合Xilinx FPGA／CPLD设计的入门读者，也适合有一定工程经验的设计人员作为参考手册。

《Xilinx FPGA/CPLD设计手册》由王杰、王诚、谢龙汉编著，从初学者的角度出发，以全新的视角、合理的布局系统地介绍了Xilinx FPGA/CPLD的设计流程，以及集成设计工具ISE 10.x的基本使用方法和技巧，并提供了一些经典设计实例，供读者学习和参考。

《Xilinx FPGA/CPLD设计手册》共14章，循序渐进地介绍了ISE 10.x中各种设计工具的基本操作方法，内容包括设计输入工具的使用、基于ModelSim的设计仿真、Synplify Pro和XST综合工具的使用、设计实现、器件配置以及在线调试等，并辅以4个综合实例，让读者能更加深入地理解Xilinx FPGA/CPLD的设计流程。随书附带的光盘中提供了书中所有示例的完整工程文件和设计源文件，读者可以结合书本上的实例操作流程，自行操作练习，以加深理解。

《Xilinx FPGA/CPLD设计手册》内容系统，实用性、专业性强，是Xilinx FPGA/CPLD设计初学者入门和提高的学习宝典。本书可以作为高等院校通信工程、电子工程、微电子和半导体学等工科专业的教材，也可以作为FPGA电子设计工程师的实用参考书。

第1章 Xilinx FPGA/CPLD简介 1

 1.1 逻辑器件概述 1

 1.2 FPGA简介 2

 1.3 CPLD简介 3

 1.4 FPGA/CPLD的特点 4

 1.5 CPLD与FPGA的区别 5

 1.6 Xilinx简介 5

1.6.1 Xilinx公司概述 5

1.6.2 Xilinx FPGA/CPLD器件 6

 1.7 Xilinx FPGA/CPLD的基本结构 10

1.7.1 Xilinx CPLD的基本结构 10

1.7.2 Xilinx FPGA的基本结构 11

 1.8 小结 14

第2章 ISE系统简介 15

 2.1 ISE系列产品的特点 15

2.1.1 ISE特点综述 15

2.1.2 ISE 10.x新增特性 16

 2.2 ISE 10.x支持的器件 17

 2.3 ISE的软件系列 17

 2.4 ISE的系统配置和安装 18

2.4.1 推荐的系统配置 18

2.4.2 ISE的安装 18

 2.5 ISE设计流程实例：32位加/减法器设计 22

2.5.1 ISE 10.x集成开发环境界面 23

2.5.2 设计输入 25

2.5.3 功能仿真 29

2.5.4 设计综合 32

2.5.5 工程实现 33

2.5.6 时序仿真 34

2.5.7 器件配置 34

 2.6 小结 37

第3章 ISE工程管理与设计输入 38

 3.1 ISE工程管理器——Project Navigator 38

3.1.1 Project Navigator简介 38

3.1.2 实例3-1：使用Project Navigator创建并管理工程 38

 3.2 HDL语言输入工具——HDL Editor 41

3.2.1 HDL Editor综述 41

3.2.2 源代码输入助手——Language Templates 41

3.2.3 实例3-2：使用HDL Editor设计16位移位寄存器 42

 3.3 状态机输入工具——StateCAD 43

3.3.1 StateCAD简介 43

3.3.2 实例3-3：使用StateCAD设计加法器 44

 3.4 原理图输入工具——ECS 50

3.4.1 ECS简介 50

3.4.2 基于ECS的混合设计方法 50

 3.5 IP核生成工具——CORE Generator 50

3.5.1 CORE Generator简介 51

3.5.2 实例3-4：使用CORE Generator生成Block RAM 52

 3.6 测试激励生成器——HDL Bencher 54

3.6.1 HDL Bencher简介 54

3.6.2 实例3-5：使用HDL Bencher生成测试激励 54

 3.7 设计结构向导——Architecture Wizard 58

3.7.1 Architecture Wizard简介 58

3.7.2 实例3-6：使用Architecture Wizard生成DCM 58

 3.8 小结 61

第4章 功能仿真工具 62

 4.1 ModelSim简介 62

4.1.1 ModelSim的安装 64

4.1.2 ModelSim的用户界面 67

 4.2 ModelSim仿真流程 71

4.2.1 启动ModelSim 71

4.2.2 编译ModelSim仿真库 73

4.2.3 编译源代码 75

4.2.4 执行仿真 78

 4.3 ModelSim中的调试方法 79

4.3.1 源文件窗口调试 79

4.3.2 波形窗口调试 81

4.3.3 列表窗口调试 83

4.3.4 数据流窗口调试 84

4.3.5 存储器窗口调试 86

 4.4 ModelSim仿真进阶 87

4.4.1 批处理仿真 87

4.4.2 WLF文件和波形比较 89

4.4.3 代码覆盖率检测 93

4.4.4 SDF时序反标 95

4.4.5 VCD文件应用 96

 4.5 后仿真实例 97

 4.6 小结 103

第5章 ISE综合工具 104

 5.1 Synplify/Synplify Pro综合工具 104

5.1.1 Synplify/Synplify Pro的功能与特点 104

5.1.2 Synplify Pro的用户界面 108

5.1.3 实例5-1：Synplify Pro综合流程 110

 5.2 Xilinx内嵌的综合工具——XST 117

5.2.1 XST综述 117

5.2.2 XST综合属性设置 118

5.2.3 实例5-2：XST综合流程 121

 5.3 全局时钟和第二全局时钟资源 124

5.3.1 全局时钟资源简介 124

5.3.2 Xilinx全局资源的使用方法 124

5.3.3 第二全局时钟资源 126

 5.4 小结 126

第6章 约束设置 127

 6.1 时序约束基础 127

6.1.1 周期约束 128

6.1.2 偏移约束 131

6.1.3 专用约束 132

6.1.4 分组约束 135

 6.2 约束编辑器——Constraints Editor 139

6.2.1 Constraints Editor用户界面 139

6.2.2 实例：在Constraints Editor中附加约束 140

 6.3 引脚与区域约束编辑器——Floorplan Editor 147

6.3.1 利用Floorplan完成引脚配置和区域约束 147

6.3.2 利用PACE进行引脚分配 149

 6.4 约束文件 150

6.4.1 约束文件简介 150

6.4.2 UCF、NCF文件的基本语法规则 151

6.4.3 引脚和区域约束语法 154

 6.5 小结 156

第7章 设计实现 157

 7.1 布局规划器——Floorplanner 157

7.1.1 Floorplanner的用户界面 158

7.1.2 Floorplanner的特点及作用 158

7.1.3 Floorplan设计流程 159

7.1.4 实例7-1：布局规划实例 162

 7.2 FPGA底层编辑器——FPGA Editor 164

7.2.1 FPGA Editor用户界面 165

7.2.2 FPGA Editor的作用 165

7.2.3 FPGA Editor输入/输出文件 167

7.2.4 FPGA Editor设计流程 167

7.2.5 实例7-2：FPGA Editor设计实例 167

 7.3 小结 174

第8章 辅助设计工具 175

 8.1 时序分析器——Timing Analyzer 175

8.1.1 时序分析基础 175

8.1.2 Timing Analyzer简介 182

8.1.3 实例8-1：时序分析器使用实例 185

 8.2 虚拟逻辑分析仪——ChipScope Pro 190

8.2.1 ChipScope Pro综述 190

8.2.2 ChipScope Pro核的使用 191

8.2.3 ChipScope Pro Analyzer使用简介 199

8.2.4 实例8-2：基于ChipScope Pro Core Inserter在线调试实例 204

8.2.5 实例8-3：基于CORE Generator的在线调试示例 210

 8.3 功耗分析器——XPower 213

8.3.1 XPower综述 214

8.3.2 XPower用户界面 215

8.3.3 实例8-4：XPower功耗分析实例 216

 8.4 小结 220

第9章 Xilinx器件配置 221

 9.1 Xilinx器件配置简介 221

 9.2 配置流程 223

 9.3 Xilinx器件配置模式 224

9.3.1 主串模式 224

9.3.2 从串模式 226

9.3.3 字节宽度外部接口并行配置(BPI)模式 227

9.3.4 JTAG模式 228

 9.4 Xilinx器件配置下载电缆 230

 9.5 程序下载器——iMPACT 230

9.5.1 iMPACT综述 231

9.5.2 iMPACT用户界面 231

9.5.3 iMPACT程序下载实例 238

 9.6 小结 241

第10章 FPGA系统设计原则和技巧 242

 10.1 时钟管理模块使用技巧 242

10.1.1 DCM模块 242

10.1.2 实例：DCM设计实例 245

 10.2 FPGA系统设计的基本原则 251

10.2.1 面积与速度的平衡互换原则 252

10.2.2 硬件可实现原则 253

10.2.3 同步设计原则 253

 10.3 FPGA系统设计的常用技巧 255

10.3.1 乒乓操作技巧 255

10.3.2 串并/并串转换技巧 256

10.3.3 硬件流水线设计技巧 257

 10.4 小结 258

第11章 综合实例1——FIFO设计 259

 11.1 FIFO的基本原理 259

 11.2 FIFO的空/满检测 260

 11.3 Gray码 265

 11.4 异步FIFO代码设计 267

 11.5 异步FIFO代码仿真验证 274

 11.6 异步FIFO代码综合 282

 11.7 异步FIFO设计实现 288

 11.8 小结 296

第12章 综合实例2——SPI总线设计 297

 12.1 SPI总线概述 297

 12.2 SPI总线源代码设计 301

 12.3 SPI设计综合 311

 12.4 SPI设计的FPGA实现 312

 12.5 小结 316

第13章 综合实例3——NAND Flash控制器设计 317

 13.1 NAND Flash简介 317

 13.2 NAND Flash的结构和基本操作 318

 13.3 NAND Flash控制器结构 324

 13.4 ECC模块设计 326

 13.5 生成双端口RAM 331

 13.6 NAND Flash控制器代码设计 335

 13.7 NAND Flash控制器代码仿真 343

 13.8 NAND Flash控制器代码综合 347

 13.9 NAND Flash控制器代码实现 351

 13.10 小结 360

第14章 综合实例4——CRC校验器设计 361

 14.1 CRC校验原理 361

 14.2 CRC校验器的结构 363

 14.3 CRC校验器源代码设计 365

 14.4 CRC校验器代码综合及仿真验证 369

 14.5 CRC校验器的FPGA实现 371

 14.6 小结 374

附录 IC和FPGA专业术语中/英文对照 375