本教材包括三个层次内容：第一，基础数字系统的设计。通过对FPGA芯片及相应的开发工具的学习，使读者对于EDA技术及其相关概念有所了解。第二，综合数字系统的设计。通过一些实例将FPGA应用于接口、控制、通信等领域，使读者掌握EDA技术的软、硬件开发环境及开发方法及FPGA芯片进行外围接口控制和IP模块的使用。第三，基于FPGA的嵌入式SOPC系统设计。通过学习Altera公司提供的Nios Ⅱ软核处理器，了解SOPC的基本概念和基于FPGA的嵌入式系统的开发方法，掌握SOPC硬件开发工具，软件调试工具的使用。

本书共分8章。第1章为概述，第2章和第3章分别详细介绍了Quartus Ⅱ 8.0、ModelSim SE 6.0、SOPC软件的使用方法。并针对每个软件选择一个经典的实例引导读者熟悉使用软件进行设计的过程；第4章介绍了8个基于FPGA的基础实验，引领读者快速入门；第5章介绍了8个综合实验，进一步促使读者熟练使用FPGA设计数字系统，掌握基本设计技巧；第6章是SOPC系统实验，循序渐进地讲解了8个实例系统的设计，每个系统都是在前一个系统之上加上特殊功能构成一个新系统，这是本书的一大特点，读者可全面了解各个模块在系统设计中所起的作用，从而掌握SOPC系统设计的关键技术；第7章介绍了使用Quartus Ⅱ 8.0、ModelSim SE 6.0、Nios Ⅱ 8.0设计过程中的常见错误提示和解决方法；第8章是TD-EDA/SOPC综合实验平台和DE2开发板简介。

本书可作为普通高等院校计算机科学与技术、信息安全、电子信息工程、通信工程、自动化等专业学生的教材，也可供从事FPGA开发的科研人员使用。

前言

第一部分 FPGA设计软件及工具入门

第1章 概述

第2章 常用FPGA开发工具

 2.1 硬件开发工具Quartus Ⅱ 8.0

2.1.1 Ouartus Ⅱ 8.0简介

2.1.2 Quartus Ⅱ 8.0设计流程

2.1.3 Quartus Ⅱ设计方法

2.1.4 Quartus Ⅱ功能详解

2.1.5 时序约束与分析

2.1.6 设计优化

2.1.7 SignalTap Ⅱ

2.1.8 实例讲解

 2.2 ModelSim开发工具

2.2.1 ModelSim简介

2.2.2 基本仿真步骤

2.2.3 ModelSim各界面介绍

2.2.4 ModelSim调试功能

2.2.5 实例讲解

 2.3 本章小结

第3章 SOPC系统设计入门

 3.1 SOPC技术简介

3.1.1 SOPC技术的主要特点

3.1.2 SOPC技术的实现方式

3.1.3 SOPC系统的开发流程

 3.2 基于SOPC的Nios Ⅱ处理器设计

3.2.1 SOPC Builder功能

3.2.2 SOPC Builder组成

3.2.3 SOPC Builder组件

3.2.4 SOPC Builder应用实例

 3.3 本章小结

第二部分 FPGA实验

第4章 数字系统基础实验设计

 4.1 编码器实验

 4.2 译码器实验

 4.3 加法器实验

 4.4 乘法器实验

 4.5 寄存器实验

 4.6 计数器实验

 4.7 分频器实验

 4.8 存储器实验

第5章 数字系统综合实验设计

 5.1 键盘扫描输入实验

 5.2 扫描数码显示器实验

 5.3 点阵显示实验

 5.4 交通灯控制实验

 5.5 数字钟实验

 5.6 液晶显示实验

 5.7 PS/2接口实验

 5.8 VGA显示实验

第三部分 基于FPGA的SOPC系统实验

第6章 SOPC嵌入式系统实验

 6.1 流水灯实验

 6.2 JTAG UART通信实验

 6.3 LCM显示实验

 6.4 按键中断实验

 6.5 计数显示实验

 6.6 串口通信实验

 6.7 外部Flash扩展实验

 6.8 添加用户组件外设实验

第四部分 常见问题与常用实验平台简介

第7章 常见问题

 7.1 Quartus Ⅱ常见问题

 7.2 ModelSim常见问题

 7.3 Nios Ⅱ常见问题

第8章 FPGA常用综合实验平台

 8.1 TD-EDA/SOPC综合实验平台简介

 8.2 DE2开发板简介

参考文献