前言
硬件說明篇
第1章　初識FPGA 2
1.1　FPGA是什么 2
1.1.1　名詞解釋 2
1.1.2　FPGA發(fā)展歷程 2
1.2　FPGA的技術(shù)優(yōu)勢 7
1.3　FPGA的應(yīng)用方向 9
第2章　硬件開發(fā)平臺詳解 15
2.1　開發(fā)板簡介 15
2.2　國內(nèi)外FPGA產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 19
2.3　選擇Cyclone IV的理由 20
2.4　Cyclone系列FPGA芯片的命名方法 23
2.5　FPGA內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)簡介 24
2.6　FPGA內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)與代碼的關(guān)系 33
2.6.1　I/O的映射 34
2.6.2　組合邏輯映射 43
2.6.3　時(shí)序邏輯映射 45
2.6.4　指定PLL的映射位置 56
軟件安裝篇
第3章　Quartus軟件和USB-Blaster驅(qū)動(dòng)安裝 66
3.1　Quartus II_13.0軟件的安裝 66
3.2　添加器件庫 72
3.3　USB-Blaster驅(qū)動(dòng)器的安裝 76
第4章　ModelSim軟件安裝 80
第5章　Visio和Notepad++軟件安裝 87
5.1　Visio軟件的安裝 87
5.2　Notepad++軟件的安裝 93
第6章　實(shí)現(xiàn)Quartus和ModelSim、Notepad++軟件關(guān)聯(lián) 99
6.1　Quartus II_13.0和ModelSim_10.5se軟件的關(guān)聯(lián) 99
6.2　Quartus II_13.0和Notepad++軟件的關(guān)聯(lián) 101
基礎(chǔ)入門篇
第7章　初識Verilog HDL 106
7.1　為什么選擇用Verilog HDL開發(fā)FPGA 106
7.1.1　Verilog HDL和VHDL的比較 106
7.1.2　Verilog HDL和C語言的比較 107
7.2　Verilog HDL語言的基礎(chǔ)語法 107
7.2.1　標(biāo)識符 107
7.2.2　邏輯值 108
7.2.3　常量 108
7.2.4　變量 109
7.2.5　參數(shù) 109
7.2.6　賦值語句 110
7.2.7　注釋 110
7.2.8　關(guān)系運(yùn)算符 111
7.2.9　歸約運(yùn)算符、按位運(yùn)算符和邏輯運(yùn)算符 111
7.2.10　移位運(yùn)算符 112
7.2.11　條件運(yùn)算符 112
7.2.12　優(yōu)先級 112
7.2.13　位拼接運(yùn)算符 113
7.2.14　if-else與case 113
7.2.15　inout雙向端口 115
7.2.16　Verilog語言中的系統(tǒng)任務(wù)和系統(tǒng)函數(shù) 116
7.3　章末總結(jié) 123
第8章　點(diǎn)亮LED燈 124
8.1　正確的設(shè)計(jì)流程 124
8.2　工程文件夾的管理 124
8.3　一個(gè)完整的設(shè)計(jì)過程 126
8.3.1　功能簡介 126
8.3.2　硬件資源 126
8.3.3　新建一個(gè)Visio文件及其配置 127
8.3.4　模塊和端口信號劃分 130
8.3.5　波形設(shè)計(jì) 131
8.3.6　新建工程 133
8.3.7　RTL代碼的編寫 140
8.3.8　代碼的分析和綜合 143
8.3.9　查看RTL視圖 144
8.3.10　Testbench的原理 145
8.3.11　Testbench代碼的編寫 147
8.3.12　仿真設(shè)置 151
8.3.13　設(shè)置NativeLink 153
8.3.14　打開ModelSim觀察波形 155
8.3.15　仿真波形分析 162
8.3.16　引腳約束 162
8.3.17　全編譯 165
8.3.18　通過JTAG將網(wǎng)表下載到開發(fā)板 168
8.3.19　未使用引腳的默認(rèn)設(shè)置 172
8.3.20　程序的固化 174
8.4　章末總結(jié) 185
第9章　簡單組合邏輯 186
9.1　理論學(xué)習(xí) 186
9.1.1　多路選擇器 186
9.1.2　譯碼器 186
9.1.3　半加器 187
9.2　實(shí)戰(zhàn)演練—多路選擇器 187
9.2.1　實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo) 187
9.2.2　硬件資源 187
9.2.3　程序設(shè)計(jì) 188
9.3　實(shí)戰(zhàn)演練—譯碼器 198
9.3.1　實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo) 198
9.3.2　程序設(shè)計(jì) 198
9.4　實(shí)戰(zhàn)演練—半加器 205
9.4.1　實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo) 205
9.4.2　硬件資源 205
9.4.3　程序設(shè)計(jì) 206
9.5　章末總結(jié) 211
第10章　層次化設(shè)計(jì) 213
10.1　理論學(xué)習(xí) 213
10.2　實(shí)戰(zhàn)演練 215
10.2.1　實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo) 215
10.2.2　硬件資源 215
10.2.3　程序設(shè)計(jì) 215
10.3　章末總結(jié) 225
第11章　避免Latch的產(chǎn)生 226
11.1　Latch是什么 226
11.2　Latch的危害 226
11.3　幾種產(chǎn)生Latch的情況 226
11.4　章末總結(jié) 232
第12章　時(shí)序邏輯的開始——寄存器 234
12.1　理論學(xué)習(xí) 234
12.2　實(shí)戰(zhàn)演練 234
12.2.1　實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo) 234
12.2.2　硬件資源 235
12.2.3　程序設(shè)計(jì) 236
12.3　章末總結(jié) 243
第13章　阻塞賦值與非阻塞賦值 245
13.1　理論學(xué)習(xí) 245
13.2　阻塞賦值 246
13.3　非阻塞賦值 248
13.4　章末總結(jié) 251
第14章　計(jì)數(shù)器 252
14.1　理論學(xué)習(xí) 252
14.2　實(shí)戰(zhàn)演練 252
14.2.1　實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo) 252
14.2.2　硬件資源 252
14.2.3　程序設(shè)計(jì) 253
14.3　章末總結(jié) 262
第15章　分頻器 263
15.1　理論學(xué)習(xí) 263
15.2　實(shí)戰(zhàn)演練一 263
15.2.1　實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo) 263
15.2.2　硬件資源 264
15.2.3　程序設(shè)計(jì) 264
15.3　實(shí)戰(zhàn)演練二 270
15.3.1　實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo) 270
15.3.2　硬件資源 271
15.3.3　程序設(shè)計(jì) 271
15.4　章末總結(jié) 278
第16章　按鍵消抖模塊的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證 279
16.1　理論學(xué)習(xí) 279
16.1.1　硬件消抖 280
16.1.2　軟件消抖 281
16.2　實(shí)戰(zhàn)演練 281
16.2.1　實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo) 281
16.2.2　程序設(shè)計(jì) 281
16.3　章末總結(jié) 288
第17章　流水燈 289
17.1　理論學(xué)習(xí) 289
17.2　實(shí)戰(zhàn)演練 289
17.2.1　實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo) 289
17.2.2　硬件資源 289
17.2.3　程序設(shè)計(jì) 290
17.3　章末總結(jié) 294
第18章　狀態(tài)機(jī) 295
18.1　理論學(xué)習(xí) 295
18.2　實(shí)戰(zhàn)演練一 297
18.2.1　實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo) 297
18.2.2　程序設(shè)計(jì) 297
18.3　實(shí)戰(zhàn)演練二 308
18.3.1　實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo) 309
18.3.2　程序設(shè)計(jì) 309
18.4　章末總結(jié) 316
第19章　數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示 318
19.1　理論學(xué)習(xí) 318
19.1.1　數(shù)碼管簡介 318
19.1.2　八段數(shù)碼管 318
19.1.3　74HC595簡介 321
19.1.4　數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示簡介 323
19.2　實(shí)戰(zhàn)演練 324
19.2.1　實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo) 324
19.2.2　硬件資源 324
19.2.3　程序設(shè)計(jì) 325
19.3　章末總結(jié) 353
第20章　快速開發(fā)的法寶——IP核 354
20.1　理論學(xué)習(xí) 354
20.2　實(shí)戰(zhàn)演練 358
20.2.1　IP核之PLL 359
20.2.2　IP核之ROM 376
20.2.3　IP核之RAM 406
20.2.4　IP核之FIFO 439
20.3　章末總結(jié) 463
學(xué)習(xí)強(qiáng)化篇
第21章　串口RS-232 466
21.1　理論學(xué)習(xí) 466
21.1.1　串口簡介 466
21.1.2　RS-232信號線 467
21.1.3　RS-232通信協(xié)議簡介 469
21.2　實(shí)戰(zhàn)演練 470
21.2.1　實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo) 470
21.2.2　硬件資源 470
21.2.3　程序設(shè)計(jì) 472
21.3　章末總結(jié) 504
第22章　使用SignalTap II嵌入式邏輯分析儀在線調(diào)試 506
22.1　邏輯分析儀簡介 506
22.2　SignalTap II的用法 508
第23章　簡易頻率計(jì)的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證 528
23.1　理論學(xué)習(xí) 528
23.2　實(shí)戰(zhàn)演練 529
23.2.1　實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo) 529
23.2.2　硬件資源 529
23.2.3　程序設(shè)計(jì) 530
23.3　章末總結(jié) 544
第24章　簡易DDS信號發(fā)生器的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證 545
24.1　理論學(xué)習(xí) 545
24.2　實(shí)戰(zhàn)演練 548
24.2.1　實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo) 548
24.2.2　硬件資源 548
24.2.3　程序設(shè)計(jì) 551
24.3　章末總結(jié) 574
第25章　簡易電壓表的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證 575
25.1　理論學(xué)習(xí) 575
25.2　實(shí)戰(zhàn)演練 576
25.2.1　實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo) 576
25.2.2　硬件資源 577
25.2.3　程序設(shè)計(jì) 579
25.3　章末總結(jié) 591
第26章　VGA顯示器驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證 592
26.1　理論學(xué)習(xí) 592
26.1.1　VGA簡介 592
26.1.2　VGA接口及引腳定義 593
26.1.3　VGA顯示原理 595
26.1.4　VGA時(shí)序標(biāo)準(zhǔn) 596參數(shù) 598
26.2　實(shí)戰(zhàn)演練 600
26.2.1　實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo) 600
26.2.2　硬件資源 600
26.2.3　程序設(shè)計(jì) 601
26.3　章末總結(jié) 623
第27章　HDMI顯示器驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證 624
27.1　理論學(xué)習(xí) 624
27.1.1　HDMI簡介 624
27.1.2　HDMI接口及引腳定義 625
27.1.3　HDMI顯示原理 628
27.2　實(shí)戰(zhàn)演練 631
27.2.1　實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo) 631
27.2.2　硬件資源 631
27.2.3　程序設(shè)計(jì) 632
27.3　章末總結(jié) 655
第28章　TFT-LCD液晶屏驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證 656
28.1　理論學(xué)習(xí) 656
28.1.1　TFT-LCD簡介 656
28.1.2　RGB接口TFT-LCD時(shí)序 658
28.1.3　RGB接口TFT-LCD分辨率 660
28.2　實(shí)戰(zhàn)演練 660
28.2.1　實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo) 660
28.2.2　硬件資源 661
28.2.3　程序設(shè)計(jì) 662
28.3　章末總結(jié) 683
第29章　FIFO求和實(shí)驗(yàn) 684
29.1　理論學(xué)習(xí) 684
29.2　實(shí)戰(zhàn)演練 685
29.2.1　實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo) 685
29.2.2　程序設(shè)計(jì) 685
29.3　章末總結(jié) 701
第30章　基于Sobel算法的邊緣檢測設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 702
30.1　理論學(xué)習(xí) 702
30.1.1　邊緣檢測 702
30.1.2　Sobel算法簡介 702
30.2　實(shí)戰(zhàn)演練 703
30.2.1　Sobel算法實(shí)現(xiàn) 703
30.2.2　實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo) 703
30.2.3　硬件資源 704
30.2.4　程序設(shè)計(jì) 704
30.3　章末總結(jié) 730
第31章　基于SPI協(xié)議的Flash驅(qū)動(dòng)控制 731
31.1　理論學(xué)習(xí) 731
31.1.1　SPI物理層 731
31.1.2　SPI協(xié)議層 733
31.2　實(shí)戰(zhàn)演練 735
31.2.1　SPI-Flash全擦除實(shí)驗(yàn) 736
31.2.2　SPI-Flash頁寫實(shí)驗(yàn) 755
31.2.3　SPI_Flash讀數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn) 771
31.3　章末總結(jié) 793
第32章　基于I2C協(xié)議的EEPROM驅(qū)動(dòng)控制 794
32.1　理論學(xué)習(xí) 794
32.1.1　I2C物理層 794
32.1.2　I2C協(xié)議層 795
32.2　實(shí)戰(zhàn)演練 802
32.2.1　實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo) 802
32.2.2　硬件資源 802
32.2.3　程序設(shè)計(jì) 803
32.3　章末總結(jié) 844
后記 845