FPGA Verilog开发实战指南:基于Intel Cyclone IV(基础篇)电子书

前言

硬件说明篇

第1章 初识FPGA

1.1 FPGA是什么

1.1.1 名词解释

1.1.2 FPGA发展历程

1.2 FPGA的技术优势

1.3 FPGA的应用方向

第2章 硬件开发平台详解

2.1 开发板简介

2.2 国内外FPGA产业现状

2.3 选择Cyclone IV的理由

2.4 Cyclone系列FPGA芯片的命名方法

2.5 FPGA内部硬件结构简介

2.6 FPGA内部硬件结构与代码的关系

2.6.1 I/O的映射

2.6.2 组合逻辑映射

2.6.3 时序逻辑映射

2.6.4 指定PLL的映射位置

软件安装篇

第3章 Quartus软件和USB-Blaster驱动安装

3.1 Quartus II_13.0软件的安装

3.2 添加器件库

3.3 USB-Blaster驱动器的安装

第4章 ModelSim软件安装

第5章 Visio和Notepad++软件安装

5.1 Visio软件的安装

5.2 Notepad++软件的安装

第6章 实现Quartus和ModelSim、Notepad++软件关联

6.1 Quartus II_13.0和ModelSim_10.5se软件的关联

6.2 Quartus II_13.0和Notepad++软件的关联

基础入门篇

第7章 初识Verilog HDL

7.1 为什么选择用Verilog HDL开发FPGA

7.1.1 Verilog HDL和VHDL的比较

7.1.2 Verilog HDL和C语言的比较

7.2 Verilog HDL语言的基础语法

7.2.1 标识符

7.2.2 逻辑值

7.2.3 常量

7.2.4 变量

7.2.5 参数

7.2.6 赋值语句

7.2.7 注释

7.2.8 关系运算符

7.2.9 归约运算符、按位运算符和逻辑运算符

7.2.10 移位运算符

7.2.11 条件运算符

7.2.12 优先级

7.2.13 位拼接运算符

7.2.14 if-else与case

7.2.15 inout双向端口

7.2.16 Verilog语言中的系统任务和系统函数

7.3 章末总结

第8章 点亮LED灯

8.1 正确的设计流程

8.2 工程文件夹的管理

8.3 一个完整的设计过程

8.3.1 功能简介

8.3.2 硬件资源

8.3.3 新建一个Visio文件及其配置

8.3.4 模块和端口信号划分

8.3.5 波形设计

8.3.6 新建工程

8.3.7 RTL代码的编写

8.3.8 代码的分析和综合

8.3.9 查看RTL视图

8.3.10 Testbench的原理

8.3.11 Testbench代码的编写

8.3.12 仿真设置

8.3.13 设置NativeLink

8.3.14 打开ModelSim观察波形

8.3.15 仿真波形分析

8.3.16 引脚约束

8.3.17 全编译

8.3.18 通过JTAG将网表下载到开发板

8.3.19 未使用引脚的默认设置

8.3.20 程序的固化

8.4 章末总结

第9章 简单组合逻辑

9.1 理论学习

9.1.1 多路选择器

9.1.2 译码器

9.1.3 半加器

9.2 实战演练——多路选择器

9.2.1 实验目标

9.2.2 硬件资源

9.2.3 程序设计

9.3 实战演练——译码器

9.3.1 实验目标

9.3.2 程序设计

9.4 实战演练——半加器

9.4.1 实验目标

9.4.2 硬件资源

9.4.3 程序设计

9.5 章末总结

第10章 层次化设计

10.1 理论学习

10.2 实战演练

10.2.1 实验目标

10.2.2 硬件资源

10.2.3 程序设计

10.3 章末总结

第11章 避免Latch的产生

11.1 Latch是什么

11.2 Latch的危害

11.3 几种产生Latch的情况

11.4 章末总结

第12章 时序逻辑的开始——寄存器

12.1 理论学习

12.2 实战演练

12.2.1 实验目标

12.2.2 硬件资源

12.2.3 程序设计

12.3 章末总结

第13章 阻塞赋值与非阻塞赋值

13.1 理论学习

13.2 阻塞赋值

13.3 非阻塞赋值

13.4 章末总结

第14章 计数器

14.1 理论学习

14.2 实战演练

14.2.1 实验目标

14.2.2 硬件资源

14.2.3 程序设计

14.3 章末总结

第15章 分频器

15.1 理论学习

15.2 实战演练一

15.2.1 实验目标

15.2.2 硬件资源

15.2.3 程序设计

15.3 实战演练二

15.3.1 实验目标

15.3.2 硬件资源

15.3.3 程序设计

15.4 章末总结

第16章 按键消抖模块的设计与验证

16.1 理论学习

16.1.1 硬件消抖

16.1.2 软件消抖

16.2 实战演练

16.2.1 实验目标

16.2.2 程序设计

16.3 章末总结

第17章 流水灯

17.1 理论学习

17.2 实战演练

17.2.1 实验目标

17.2.2 硬件资源

17.2.3 程序设计

17.3 章末总结

第18章 状态机

18.1 理论学习

18.2 实战演练一

18.2.1 实验目标

18.2.2 程序设计

18.3 实战演练二

18.3.1 实验目标

18.3.2 程序设计

18.4 章末总结

第19章 数码管的动态显示

19.1 理论学习

19.1.1 数码管简介

19.1.2 八段数码管

19.1.3 74HC595简介

19.1.4 数码管动态显示简介

19.2 实战演练

19.2.1 实验目标

19.2.2 硬件资源

19.2.3 程序设计

19.3 章末总结

第20章 快速开发的法宝——IP核

20.1 理论学习

20.2 实战演练

20.2.1 IP核之PLL

20.2.2 IP核之ROM

20.2.3 IP核之RAM

20.2.4 IP核之FIFO

20.3 章末总结

学习强化篇

第21章 串口RS-232

21.1 理论学习

21.1.1 串口简介

21.1.2 RS-232信号线

21.1.3 RS-232通信协议简介

21.2 实战演练

21.2.1 实验目标

21.2.2 硬件资源

21.2.3 程序设计

21.3 章末总结

第22章 使用SignalTap II嵌入式逻辑分析仪在线调试

22.1 逻辑分析仪简介

22.2 SignalTap II的用法

第23章 简易频率计的设计与验证

23.1 理论学习

23.2 实战演练

23.2.1 实验目标

23.2.2 硬件资源

23.2.3 程序设计

23.3 章末总结

第24章 简易DDS信号发生器的设计与验证

24.1 理论学习

24.2 实战演练

24.2.1 实验目标

24.2.2 硬件资源

24.2.3 程序设计

24.3 章末总结

第25章 简易电压表的设计与验证

25.1 理论学习

25.2 实战演练

25.2.1 实验目标

25.2.2 硬件资源

25.2.3 程序设计

25.3 章末总结

第26章 VGA显示器驱动设计与验证

26.1 理论学习

26.1.1 VGA简介

26.1.2 VGA接口及引脚定义

26.1.3 VGA显示原理

26.1.4 VGA时序标准

26.1.5 VGA显示模式及相关参数

26.2 实战演练

26.2.1 实验目标

26.2.2 硬件资源

26.2.3 程序设计

26.3 章末总结

第27章 HDMI显示器驱动设计与验证

27.1 理论学习

27.1.1 HDMI简介

27.1.2 HDMI接口及引脚定义

27.1.3 HDMI显示原理

27.2 实战演练

27.2.1 实验目标

27.2.2 硬件资源

27.2.3 程序设计

27.3 章末总结

第28章 TFT-LCD液晶屏驱动设计与验证

28.1 理论学习

28.1.1 TFT-LCD简介

28.1.2 RGB接口TFT-LCD时序

28.1.3 RGB接口TFT-LCD分辨率

28.2 实战演练

28.2.1 实验目标

28.2.2 硬件资源

28.2.3 程序设计

28.3 章末总结

第29章 FIFO求和实验

29.1 理论学习

29.2 实战演练

29.2.1 实验目标

29.2.2 程序设计

29.3 章末总结

第30章 基于Sobel算法的边缘检测设计与实现

30.1 理论学习

30.1.1 边缘检测

30.1.2 Sobel算法简介

30.2 实战演练

30.2.1 Sobel算法实现

30.2.2 实验目标

30.2.3 硬件资源

30.2.4 程序设计

30.3 章末总结

第31章 基于SPI协议的Flash驱动控制

31.1 理论学习

31.1.1 SPI物理层

31.1.2 SPI协议层

31.2 实战演练

31.2.1 SPI-Flash全擦除实验

31.2.2 SPI-Flash页写实验

31.2.3 SPI_Flash读数据实验

31.3 章末总结

第32章 基于I²C协议的EEPROM驱动控制

32.1 理论学习

32.1.1 I²C物理层

32.1.2 I²C协议层

32.2 实战演练

32.2.1 实验目标

32.2.2 硬件资源

32.2.3 程序设计

32.3 章末总结

后记