序言
電子技術(shù)的發(fā)展日新月異，從早期的基于晶體管和中小規(guī)模集成電路的設(shè)計轉(zhuǎn)變?yōu)槿缃竦囊源笠?guī)模集成電路為核心的SOC設(shè)計； 從以硬件為主的簡單電路設(shè)計轉(zhuǎn)變?yōu)橐訣DA軟件編程技術(shù)為主的復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計。數(shù)字電子技術(shù)的設(shè)計更是如此，從早期的以51單片機(jī)為主、基于匯編語言編程的設(shè)計，轉(zhuǎn)變?yōu)槿缃褚訟RM、DSP、FPGA為核心，基于高級軟硬件語言編程的電路設(shè)計，這些轉(zhuǎn)變不過短短一二十年。早期的電子設(shè)計中，F(xiàn)PGA由于其并行執(zhí)行的能力強(qiáng)，因此一般用在高速信息處理的場合，例如圖像、視頻數(shù)據(jù)采集與處理。隨著FPGA集成度的提高、大量軟核的開發(fā)，F(xiàn)PGA體現(xiàn)出越來越多的靈活性，使用的場合也越來越廣。以前，以ARM為控制核心，DSP做信號處理，F(xiàn)PGA做高速采集的設(shè)計思路，現(xiàn)在可用軟核的形式全部集成在一塊FPGA芯片中，使得硬件系統(tǒng)的集成化程度變得越來越高�；�于上述優(yōu)勢，F(xiàn)PGA的應(yīng)用領(lǐng)域也變得越來越寬，智能汽車、工業(yè)控制、軍事航空、消費電子、信息通信等領(lǐng)域?qū)�FPGA的依賴程度變得越來越高。FPGA的設(shè)計主要以基于硬件描述語言的EDA設(shè)計方法為主，在復(fù)雜的系統(tǒng)中，也可以采用構(gòu)建嵌入式處理器加外圍接口電路的SOPC等設(shè)計方法。本書的編寫主要以FPGA的硬件描述語言為核心，并通過大量實例介紹綜合系統(tǒng)的設(shè)計方法。全書共分為8章，主要內(nèi)容如下：第1章主要介紹FPGA的開發(fā)方法和工具，以及該技術(shù)的發(fā)展趨勢。第2章主要介紹Verilog HDL的基礎(chǔ)語法結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的設(shè)計實例。第3章主要介紹Quartus Ⅱ及Modelsim設(shè)計工具的使用方法。第4章主要介紹Verilog HDL如何應(yīng)用在組合邏輯電路和時序邏輯電路設(shè)計中，同時介紹了狀態(tài)機(jī)的設(shè)計。第5章主要介紹基于Verilog HDL的設(shè)計實例，包含按鍵接口、LCD控制、A/D采集等常用模塊的FPGA實現(xiàn)。第6章主要介紹時序約束的意義及方法，并通過實例進(jìn)行詳細(xì)說明。第7章主要介紹Quartus與Matlab協(xié)同設(shè)計方法，并通過4個實例進(jìn)行詳細(xì)說明。第8章主要介紹SOPC的基本概念，并通過實例介紹SOPC的設(shè)計流程。通過本書的學(xué)習(xí)，讀者將能夠獨立地運用Verilog HDL硬件描述語言及相關(guān)EDA軟件實現(xiàn)FPGA的系統(tǒng)設(shè)計。本書由成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院的李勇、何勇、朱晉、孟照偉4位教師共同編寫完成。其中李勇老師主要負(fù)責(zé)全書的籌劃、統(tǒng)稿等工作，并負(fù)責(zé)編寫本書的第1、6、7章； 何勇老師負(fù)責(zé)編寫本書的第3、5、8章； 朱晉老師主要編寫本書的第2章； 孟照偉老師主要編寫本書的第4章。在本書的編寫過程中，成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院電子信息與計算機(jī)工程系的系主任柳建博士和其他同仁給予了大力支持，在此表示感謝。另外，編者還引用了其他相關(guān)文獻(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)資源，在此對其相應(yīng)的學(xué)者和作者表示衷心的感謝！由于編者水平有限，書中不妥之處在所難免，請廣大讀者批評指正，我們將作進(jìn)一步完善。
編者2016年3月