数字系统设计与PLD应用(第4版高等学校电子信息类精品教材)

本书阐述数字系统设计方法和可编程逻辑器件PLD的应用技术。引导读者从一般的数字功能电路设计转向数字系统设计；从传统的非定制通用集成电路的应用转向用户半定制的PLD的应用；从单纯的硬件设计转向硬件、软件高度渗透的设计方法。从而了解数字技术的新发展、新思路、新器件，拓宽软、硬件设计的知识面，提高设计能力。从而了解数字技术的新发展、新思路、新器件，拓宽软、硬件设计的知识面，提高设计能力。；从单纯的硬件设计转向硬件、软件高度渗透的设计方法。从而了解数字技术的新发展、新思路、新器件，拓宽软、硬件设计的知识面，提高设计能力。从而了解数字技术的新发展、新思路、新器件，拓宽软、硬件设计的知识面，提高设计能力。

臧春华，南京航空航天大学电子信息学院，教授，负责模拟电子技术、数字电子技术等课程的教学工作，主编《数字系统设计与PLD应用》教材。

目录 第1章数字系统设计方法 11绪言 111数字系统的基本概念 112数字系统的基本模型 113数字系统的基本结构 12数字系统设计的一般步骤 121引例 122数字系统设计的基本步骤 123层次化设计 13数字系统设计方法 131自上而下的设计方法 132自下而上的设计方法 133基于关键部件的设计方法 134信息流驱动的设计方法 14数字系统的描述方法之一 算法流程图 141算法流程图的符号与规则 142设计举例 习题1 第2章数字系统的算法设计和硬件 实现 21算法设计 211算法设计综述 212跟踪法 213归纳法 214划分法 215解析法 216综合法 22算法结构 221顺序算法结构 222并行算法结构 223流水线算法结构 23数据处理单元的设计 231系统硬件实现概述 232器件选择 233数据处理单元设计步骤 234数据处理单元设计实例 24控制单元的设计 241系统控制方式 242控制器的基本结构和系统同步 243算法状态机图（ASM图） 244控制器的硬件逻辑设计方法 习题2 第3章硬件描述语言VHDL和 Verilog HDL 31概述 32VHDL及其应用 321VHDL基本结构 322数据对象、类型及运算符 323顺序语句 324并行语句 325子程序 326程序包与设计库 327元件配置 328VHDL描述实例 33Verilog HDL及其应用 331Verilog HDL基本结构 332数据类型、运算符与表达式 333行为描述语句 334并行语句 335结构描述语句 336任务与函数 337编译预处理 338Verilog HDL描述实例 习题3 第4章可编程逻辑器件基础 41PLD概述 42简单ＰＬD原理 421ＰＬD的基本组成 422ＰＬD的编程 423阵列结构 424ＰＬD中阵列的表示方法 43SＰＬD组成 431可编程只读存储器（PRＯＭ） 432可编程逻辑阵列（ＰＬＡ） 433可编程阵列逻辑（ＰＡＬ） 434通用阵列逻辑（ＧＡＬ） 习题4 第5章高密度ＰＬＤ及其应用 51ＨＤＰＬＤ分类 52经典的ＨＤＰＬＤ组成 521阵列扩展型CＰＬＤ 522现场可编程门阵列(ＦＰＧＡ) 523延时确定型FPGA 524多路开关型ＦＰＧＡ 53ＨＤＰＬＤ编程技术 531在系统可编程技术 532在电路配置(重构)技术 533反熔丝（Ａntifuse)编程技术 534扩展的在系统可编程技术 54先进的HDPLD 541Intel MAX II基于逻辑单元 的CPLD 542Intel Cyclone III系统级FPGA 543Xilinx Spartan3 FPGA 544Xilinx 7系列FPGA 5457系列FPGA的典型应用 习题5 第6章PLD设计平台 61概述 62可视化前端设计环境Robei 621Robei的软件界面 622Robei设计要素 623仿真验证 624设计实例 63Intel（Altera）设计环境 Quartus Prime 631Quartus Prime设计流程 632设计输入 633编译 634仿真验证 635时序分析 636可视化工具 637器件编程 64Xilinx设计环境Vivado 641用Vivado进行设计的一般过程 642IP封装 643基于原理图设计 644基于Verilog HDL的设计 645仿真验证 646引脚分配 647综合及实现 648器件编程 第7章可编程片上系统(SoPC) 71概述 72基于MicroBlaze软核的嵌入式 系统 721Xilinx的SoPC技术 722MicroBlaze处理器结构 723MicroBlaze信号接口 724MicroBlaze软硬件设计流程 73基于Nios Ⅱ软核的SoPC 731Intel的SoPC技术 732Nios Ⅱ处理器 733Avalon总线架构 734Nios Ⅱ软硬件开发流程 74Xilinx全可编程SoC 741Zynq7000 SoC的组成 742处理器系统（PS） 743可编程逻辑（PL） 744系统级功能 745设计流程 746其他SoPC及软件开发平台 75设计举例 751设计要求 752运行Quartus Prime并新建 设计工程 753创建一个新的Platform Designer 系统 754在Platform Designer中定义 Nios Ⅱ系统 755在Platform Designer中生成 Nios Ⅱ系统 756将Nios Ⅱ系统集成到Quartus Prime 工程中 757用Nios Ⅱ SBT for Eclipse 开发软件 习题7 第8章实验选题与设计实例 81高速并行乘法器 811算法设计和结构选择 812设计输入 813逻辑仿真 82十字路口交通管理器 821交通管理器的功能 822系统算法设计 823设计输入 824逻辑仿真 83九九乘法表 831系统功能和技术指标 832算法设计 833数据处理单元的实现 834设计输入 835系统的功能仿真 84先进先出堆栈（FＩFＯ） 841FＩFＯ的功能 842算法设计和逻辑框图 843数据处理单元和控制器的设计 844设计输入 845用Verilog HDL进行设计 846仿真验证 85UART接口 851UART组成与帧格式 852顶层模块的描述 853发送模块设计 854接收模块设计 855仿真验证 86SPI总线接口 861SPI总线通信原理 862SPI总线接口设计 863关键代码分析 864仿真验证 87I2C总线接口 871I2C总线通信原理 872I2C主机接口设计要点 873I2C总线接口设计与仿真 88FＩR有限冲激响应滤波器 881FIR结构简介 882设计方案和算法结构 883模块组成 884FIR滤波器的扩展应用 885设计输入 886设计验证 89串行神经网络 891神经网络的基本结构 892神经网络设计 893关键代码分析 894串行神经元仿真验证 810RISC处理器 8101MIPS简单处理器结构 8102MIPS指令简介 8103单周期RISC处理器设计 8104仿真验证 参考文献