第1章 数字设计基础
1.1 数字设计简介
1.1.1 模拟系统和数字系统
1.1.2 微处理器与微控制器
1.1.3 可编程逻辑器件
1.1.4 集成电路与片上系统
1.1.5 SOPC系统
1.2 数制和编码
1.2.1 十进制和非十进制
1.2.2 二进制数字系统
1.2.3 BCD码
1.2.4 ASCII码
1.2.5 格雷码
1.2.6 数据编码
1.3 数字电路
1.3.1 基本逻辑门电路
1.3.2 组合逻辑电路
1.3.3 组合逻辑电路中的竞争冒险现象
1.3.4 时序逻辑电路
1.3.5 CMOS逻辑
1.4 数字系统的设计方法及流程
1.4.1 层次化设计流程
1.4.2 层次化设计的优缺点
1.5 思考题
第2章 硬件描述语言
2.1 硬件描述语言简介
2.2 verilog HDL基本程序结构
2.2.1 模块
2.2.2 模块实例引用
2.3 Verilog HDL语言基础
2.3.1 标识符
2.3.2 常量
2.3.3 变量及数据类型
2.3.4 运算符和表达式
2.3.5 过程结构
2.3.6 控制结构
2.3.7 语句块
2.4 系统的描述方法
2.4.1 结构级描述
2.4.2 行为级描述
2.5 设计综合与验证
2.5.1 设计综合
2.5.2 设计仿真验证
2.6 思考题
第3章 组合逻辑设计
3.1 用Verilog HDL实现基本逻辑门电路
3.2 用Verilog HDL实现组合逻辑
3.2.1 编码器
3.2.2 译码器
3.2.3 多路选择器
3.2.4 比较器
3.2.5 加法器
3.2.6 乘法器
3.3 组合电路Verilog HDL设计技巧
3.3.1 合理选择加法电路
3.3.2 减少关键路径的逻辑级数
3.3.3 合并if语句提高设计速度
3.3.4 资源共享
3.3.5 利用电路的等价性巧妙地“分配”延时
3.3.6 复制电路、减少扇出(fanout)、提高设计速度
3.4 思考题
第4章 时序逻辑设计
4.1 同步时序电路和异步时序电路
4.1.1 同步时序电路和异步时序电路
4.1.2 同步时序设计的重要性
4.2 常用时序逻辑电路设计
4.2.1 触发器和锁存器的设计
4.2.2 计数器的设计
4.2.3 移位寄存器的设计
4.2.4 CRC校验码产生器的设计
4.2.5 伪随机序列发生器
4.3 状态机设计
4.3.1 有限状态机的原理与结构
4.3.2 可综合状态机的设计
4.3.3 设计实例
4.4 流水线设计
4.5 再谈阻塞赋值与非阻塞赋值
4.6 提高同步设计时序
4.6.1 时钟偏移
4.6.2 异步输入
4.6.3 数据接口的同步方法
4.7 思考题
第5章 FPGA体系及IP核
5.1 典型FPGA体系架构
5.1.1 FPGA的基本工作原理
5.1.2 FPGA典型架构
5.2 FPGA内部资源
5.2.1 时钟
5.2.2 片内存储器
5.2.3 DSP模块
5.2.4 高速接口
5.3 IP核
5.3.1 IP核的概念
5.3.2 软核
5.3.3 硬核
5.4 基于IP核的快速数字设计
5.4.1 基于IP核的快速设计流程
5.4.2 MATLAB辅助完成FPGA设计
5.4.3 设计实例
5.5 思考题
第6章 微处理器体系结构及关键技术
6.1 微处理器体系结构
6.1.1 计算机体系结构
6.1.2 微处理器体系结构
6.1.3 微处理器的工作过程
6.1.4 存储系统
6.1.5 Pentium 4处理器
6.2 指令系统
6.2.1 指令组成
6.2.2 寻址方式
6.2.3 CISC和RISC指令集
6.3 流水线技术
6.3.1 流水线技术的优势
6.3.2 流水线结构的操作
6.3.3 流水线的性能分析
6.3.4 流水线结构的冒险
6.3.5 流水线结构的局限性
6.3.6 超标量处理机
6.4 高速缓存技术((iache)
6.4.1 Cache的工作原理
6.4.2 Cache的基本结构
6.4.3 Cache的工作过程
6.4.4 Cache的一致性问题
6.4.5 Cache的性能估算
6.5 ARM微处理器
6.6 基于Xilinx FPCA平台的微处理器
6.7 基于Altera FPGA平台的微处理器
6.8 思考题
第7章 MicroBlaze处理器的结构与应用
7.1 MicroBlaze处理器系统
7.1.1 MicroBlaze体系架构
7.1.2 MicroBlaze指令系统
7.1.3 MicroBlaze事件处理
7.1.4 MicroBlaze存储器系统
7.2 MicroBlaze总线结构
7.2.1 PLB总线系统结构
7.2.2 AXI总线系统结构
7.3 MicroBlaze的IP核及设备驱动
7.3.1 UART控制器
7.3.2 IIC控制器
7.3.3 MPMC控制器
7.4 基于MicroBlaze处理器的开发实例
7.4.1 利用XPS软件构建硬件平台
7.4.2 利用SDK软件开发嵌入式软件
7.4.3 GPIO中断实例软件开发
7.5 思考题
第8章 NiosⅡ处理器的结构与应用
8.1 NiosⅡ处理器系统
8.1.1 NiosⅡ体系架构
8.1.2 NiosⅡ指令系统
8.1.3 NiosⅡ事件处理
8.1.4 NiosⅡ存储器系统
8.2 Nio

潘曦、闫建华、郑建君编著的《数字系统与微处理器(普通高等教育十三五规划教材)》以基于硬件编程语言的数字系统设计和微处理器软核设计为主线，全书内容分为两大部分：数字系统和微处理器。前四章主要是基于Verilog HDL硬件描述语言的数字电路设计相关内容；后四章主要涉及微处理器的体系结构和两种基于FPGA的微处理器软核的设计和应用。本书突出介绍基于FPGA的数字系统与微处理器软核的SoPC设计方法与技术，并建立起数字系统与微处理器的桥梁。
本书涉及众多实际工程中设计和实践中的实例，结合了FPGA技术的新发展及设计中的具体问题，适用于学习高级数字系统设计课程的高年级本科生和研究生，以及想通过实例学习verilog HDL并对微处理器软核设计感兴趣的专业工程师。