作者简介 天野英晴 (主编) 1986年于日本庆应义塾大学获得博士学位。现任日本庆应义塾大学教授。主要从事高性能计算和可重构系统研究。日本可重构系统研究会发起人,靠前学会“高效加速器及可重构技术”(HEART)创立者之一。 末吉敏则 饭田全广 柴田裕一郎 尼崎太树 密山幸男 泉知论 中原启贵 佐野健太郎 长名保范 丸山勉 山口佳树 张山昌论 本村真人 渡边实 (执笔人) 赵谦(译者) 2014年于日本熊本大学获得博士学位。现任日本九州工业大学助理教授。主要从事可重构系统的架构、设计方法及应用研究。 目录 第 1章 理解FPGA所需的基础知识 1.1 逻辑电路基础 1 1.2 同步电路设计 6 1.3 FPGA的定位和历 11 1.4 FPGA专业术语 27 参考文献 33 第 2 章 FPGA的概要 2.1 FPGA的构成要素 36 2.2 可编程技术 38 2.3 FPGA的逻辑实现 47 参考文献 59 第3 章 FPGA的结构 3.1 逻辑块的结构 61 3.2 逻辑簇 66 3.3 自适应查找表 67 3.4 布线线段 71 3.5 开关块 77 3.6 连接块 80 3.7 I/O块 81 3.8 DSP块 85 3.9 硬宏 88 3.10 嵌入式存储器 89 3.11 配置链 92 3.12 PLL和DLL 94 3.13 典型的PLL块 95 3.14 PLL块的自由度和限制 96 参考文献 98 第4 章 设计流程和工具 4.1 设计流程 105 4.2 基于HDL的设计流程 106 4.3 HLS设计 116 4.4 基于IP的设计方法 126 4.5 包含处理器的设计 128 参考文献 132 第5 章 设计原理 5.1 FPGA设计流程 134 5.2 工艺映射 135 5.3 逻辑打包 139 5.4 布局布线 144 5.5 低功耗设计工具 149 参考文献 153 第6 章 硬件算法 6.1 流水线结构 156 6.2 并行计算和Flynn分类 160 6.3 脉动算法 162 6.4 数据流机 169 6.5 流处理 177 6.6 细胞自动机 182 6.7 硬件排序算法 184 6.8 模式匹配 185 参考文献 194 第7 章 PLD/FPGA应用案例 7.1 可编程逻辑器件的现在和未来 198 7.2 超级计算机:大规模系统中的PLD/FPGA 199 7.3 网络通信领域:实现高速、高带宽通信的PLD/FPGA 204 7.4 大数据处理:Web搜索 212 7.5 基因科学:短序列拼接 214 7.6 金融市场:FPGA创造巨大财富 216 7.7 人工智能:在FPGA上实现深度学习之后 220 7.8 图像处理:搜索太空垃圾 223 参考文献 225 第8 章 新器件与新架构 8.1 粗粒度可重构架构 237 8.2 动态重配置架构 239 8.3 异步FPGA 244 8.4 FPGA系统的低功耗化技术 251 8.5 3D-FPGA 257 8.6 高速串行I/O 259 8.7 光可编程架构 263 参考文献 266 内容推荐 本书由日本可重构领域专家团队撰写,是一本讲解FPGA原理的书。前5章从FPGA的相关概念入手,简明又严谨地阐述了FPGA硬件构成和CAD工具的内部原理等理论基础,有助于读者快速入门,也有助于读者了解如何优化自己的电路代码,获得更高的性能。第6章分析了FPGA的优势,系统地介绍适用于FPGA开发的“硬件算法”,有助于读者利用FPGA更高效、更有针对性地解决问题。第7章和第8章则讲解了FPGA的技术动态和应用案例。 |