FPGA Verilog开发实战指南(基于Intel Cyclone Ⅳ基础篇)/野火FPGA系列/电子与嵌入式系

本书包括32个章节，按照先易后难的顺序进行讲解，分为硬件说明篇、软件安装篇、基础入门篇和学习强化篇四大板块。从基础的硬件介绍、软件安装到基本电路开发，手把手教学。考虑到大多数学习者为FPGA初学者，所以本书把操作中的每个步骤都尽可能详细的介绍和描述，并附上大量的截图以供学习者实操参考。

前言<br/>硬件说明篇<br/>第1章　初识FPGA 2<br/>1.1　FPGA是什么 2<br/>1.1.1　名词解释 2<br/>1.1.2　FPGA发展历程 2<br/>1.2　FPGA的技术优势 7<br/>1.3　FPGA的应用方向 9<br/>第2章　硬件开发平台详解 15<br/>2.1　开发板简介 15<br/>2.2　国内外FPGA产业现状 19<br/>2.3　选择Cyclone IV的理由 20<br/>2.4　Cyclone系列FPGA芯片的命名方法 23<br/>2.5　FPGA内部硬件结构简介 24<br/>2.6　FPGA内部硬件结构与代码的关系 33<br/>2.6.1　I/O的映射 34<br/>2.6.2　组合逻辑映射 43<br/>2.6.3　时序逻辑映射 45<br/>2.6.4　指定PLL的映射位置 56<br/>软件安装篇<br/>第3章　Quartus软件和USB-Blaster驱动安装 66<br/>3.1　Quartus II_13.0软件的安装 66<br/>3.2　添加器件库 72<br/>3.3　USB-Blaster驱动器的安装 76<br/>第4章　ModelSim软件安装 80<br/>第5章　Visio和Notepad++软件安装 87<br/>5.1　Visio软件的安装 87<br/>5.2　Notepad++软件的安装 93<br/>第6章　实现Quartus和ModelSim、Notepad++软件关联 99<br/>6.1　Quartus II_13.0和ModelSim_10.5se软件的关联 99<br/>6.2　Quartus II_13.0和Notepad++软件的关联 101<br/>基础入门篇<br/>第7章　初识Verilog HDL 106<br/>7.1　为什么选择用Verilog HDL开发FPGA 106<br/>7.1.1　Verilog HDL和VHDL的比较 106<br/>7.1.2　Verilog HDL和C语言的比较 107<br/>7.2　Verilog HDL语言的基础语法 107<br/>7.2.1　标识符 107<br/>7.2.2　逻辑值 108<br/>7.2.3　常量 108<br/>7.2.4　变量 109<br/>7.2.5　参数 109<br/>7.2.6　赋值语句 110<br/>7.2.7　注释 110<br/>7.2.8　关系运算符 111<br/>7.2.9　归约运算符、按位运算符和逻辑运算符 111<br/>7.2.10　移位运算符 112<br/>7.2.11　条件运算符 112<br/>7.2.12　优先级 112<br/>7.2.13　位拼接运算符 113<br/>7.2.14　if-else与case 113<br/>7.2.15　inout双向端口 115<br/>7.2.16　Verilog语言中的系统任务和系统函数 116<br/>7.3　章末总结 123<br/>第8章　点亮LED灯 124<br/>8.1　正确的设计流程 124<br/>8.2　工程文件夹的管理 124<br/>8.3　一个完整的设计过程 126<br/>8.3.1　功能简介 126<br/>8.3.2　硬件资源 126<br/>8.3.3　新建一个Visio文件及其配置 127<br/>8.3.4　模块和端口信号划分 130<br/>8.3.5　波形设计 131<br/>8.3.6　新建工程 133<br/>8.3.7　RTL代码的编写 140<br/>8.3.8　代码的分析和综合 143<br/>8.3.9　查看RTL视图 144<br/>8.3.10　Testbench的原理 145<br/>8.3.11　Testbench代码的编写 147<br/>8.3.12　仿真设置 151<br/>8.3.13　设置NativeLink 153<br/>8.3.14　打开ModelSim观察波形 155<br/>8.3.15　仿真波形分析 162<br/>8.3.16　引脚约束 162<br/>8.3.17　全编译 165<br/>8.3.18　通过JTAG将网表下载到开发板 168<br/>8.3.19　未使用引脚的默认设置 172<br/>8.3.20　程序的固化 174<br/>8.4　章末总结 185<br/>第9章　简单组合逻辑 186<br/>9.1　理论学习 186<br/>9.1.1　多路选择器 186<br/>9.1.2　译码器 186<br/>9.1.3　半加器 187<br/>9.2　实战演练—多路选择器 187<br/>9.2.1　实验目标 187<br/>9.2.2　硬件资源 187<br/>9.2.3　程序设计 188<br/>9.3　实战演练—译码器 198<br/>9.3.1　实验目标 198<br/>9.3.2　程序设计 198<br/>9.4　实战演练—半加器 205<br/>9.4.1　实验目标 205<br/>9.4.2　硬件资源 205<br/>9.4.3　程序设计 206<br/>9.5　章末总结 211<br/>第10章　层次化设计 213<br/>10.1　理论学习 213<br/>10.2　实战演练 215<br/>10.2.1　实验目标 215<br/>10.2.2　硬件资源 215<br/>10.2.3　程序设计 215<br/>10.3　章末总结 225<br/>第11章　避免Latch的产生 226<br/>11.1　Latch是什么 226<br/>11.2　Latch的危害 226<br/>11.3　几种产生Latch的情况 226<br/>11.4　章末总结 232<br/>第12章　时序逻辑的开始——寄存器 234<br/>12.1　理论学习 234<br/>12.2　实战演练 234<br/>12.2.1　实验目标 234<br/>12.2.2　硬件资源 235<br/>12.2.3　程序设计 236<br/>12.3　章末总结 243<br/>第13章　阻塞赋值与非阻塞赋值 245<br/>13.1　理论学习 245<br/>13.2　阻塞赋值 246<br/>13.3　非阻塞赋值 248<br/>13.4　章末总结 251<br/>第14章　计数器 252<br/>14.1　理论学习 252<br/>14.2　实战演练 252<br/>14.2.1　实验目标 252<br/>14.2.2　硬件资源 252<br/>14.2.3　程序设计 253<br/>14.3　章末总结 262<br/>第15章　分频器 263<br/>15.1　理论学习 263<br/>15.2　实战演练一 263<br/>15.2.1　实验目标 263<br/>15.2.2　硬件资源 264<br/>15.2.3　程序设计 264<br/>15.3　实战演练二 270<br/>15.3.1　实验目标 270<br/>15.3.2　硬件资源 271<br/>15.3.3　程序设计 271<br/>15.4　章末总结 278<br/>第16章　按键消抖模块的设计与验证 279<br/>16.1　理论学习 279<br/>16.1.1　硬件消抖 280<br/>16.1.2　软件消抖 281<br/>16.2　实战演练 281<br/>16.2.1　实验目标 281<br/>16.2.2　程序设计 281<br/>16.3　章末总结 288<br/>第17章　流水灯 289<br/>17.1　理论学习 289<br/>17.2　实战演练 289<br/>17.2.1　实验目标 289<br/>17.2.2　硬件资源 289<br/>17.2.3　程序设计 290<br/>17.3　章末总结 294<br/>第18章　状态机 295<br/>18.1　理论学习 295<br/>18.2　实战演练一 297<br/>18.2.1　实验目标 297<br/>18.2.2　程序设计 297<br/>18.3　实战演练二 308<br/>18.3.1　实验目标 309<br/>18.3.2　程序设计 309<br/>18.4　章末总结 316<br/>第19章　数码管的动态显示 318<br/>19.1　理论学习 318<br/>19.1.1　数码管简介 318<br/>19.1.2　八段数码管 318<br/>19.1.3　74HC595简介 321<br/>19.1.4　数码管动态显示简介 323<br/>19.2　实战演练 324<br/>19.2.1　实验目标 324<br/>19.2.2　硬件资源 324<br/>19.2.3　程序设计 325<br/>19.3　章末总结 353<br/>第20章　快速开发的法宝——IP核 354<br/>20.1　理论学习 354<br/>20.2　实战演练 358<br/>20.2.1　IP核之PLL 359<br/>20.2.2　IP核之ROM 376<br/>20.2.3　IP核之RAM 406<br/>20.2.4　IP核之FIFO 439<br/>20.3　章末总结 463<br/>学习强化篇<br/>第21章　串口RS-232 466<br/>21.1　理论学习 466<br/>21.1.1　串口简介 466<br/>21.1.2　RS-232信号线 467<br/>21.1.3　RS-232通信协议简介 469<br/>21.2　实战演练 470<br/>21.2.1　实验目标 470<br/>21.2.2　硬件资源 470<br/>21.2.3　程序设计 472<br/>21.3　章末总结 504<br/>第22章　使用SignalTap II嵌入式逻辑分析仪在线调试 506<br/>22.1　逻辑分析仪简介 506<br/>22.2　SignalTap II的用法 508<br/>第23章　简易频率计的设计与验证 528<br/>23.1　理论学习 528<br/>23.2　实战演练 529<br/>23.2.1　实验目标 529<br/>23.2.2　硬件资源 529<br/>23.2.3　程序设计 530<br/>23.3　章末总结 544<br/>第24章　简易DDS信号发生器的设计与验证 545<br/>24.1　理论学习 545<br/>24.2　实战演练 548<br/>24.2.1　实验目标 548<br/>24.2.2　硬件资源 548<br/>24.2.3　程序设计 551<br/>24.3　章末总结 574<br/>第25章　简易电压表的设计与验证 575<br/>25.1　理论学习 575<br/>25.2　实战演练 576<br/>25.2.1　实验目标 576<br/>25.2.2　硬件资源 577<br/>25.2.3　程序设计 579<br/>25.3　章末总结 591<br/>第26章　VGA显示器驱动设计与验证 592<br/>26.1　理论学习 592<br/>26.1.1　VGA简介 592<br/>26.1.2　VGA接口及引脚定义 593<br/>26.1.3　VGA显示原理 595<br/>26.1.4　VGA时序标准 596参数 598<br/>26.2　实战演练 600<br/>26.2.1　实验目标 600<br/>26.2.2　硬件资源 600<br/>26.2.3　程序设计 601<br/>26.3　章末总结 623<br/>第27章　HDMI显示器驱动设计与验证 624<br/>27.1　理论学习 624<br/>27.1.1　HDMI简介 624<br/>27.1.2　HDMI接口及引脚定义 625<br/>27.1.3　HDMI显示原理 628<br/>27.2　实战演练 631<br/>27.2.1　实验目标 631<br/>27.2.2　硬件资源 631<br/>27.2.3　程序设计 632<br/>27.3　章末总结 655<br/>第28章　TFT-LCD液晶屏驱动设计与验证 656<br/>28.1　理论学习 656<br/>28.1.1　TFT-LCD简介 656<br/>28.1.2　RGB接口TFT-LCD时序 658<br/>28.1.3　RGB接口TFT-LCD分辨率 660<br/>28.2　实战演练 660<br/>28.2.1　实验目标 660<br/>28.2.2　硬件资源 661<br/>28.2.3　程序设计 662<br/>28.3　章末总结 683<br/>第29章　FIFO求和实验 684<br/>29.1　理论学习 684<br/>29.2　实战演练 685<br/>29.2.1　实验目标 685<br/>29.2.2　程序设计 685<br/>29.3　章末总结 701<br/>第30章　基于Sobel算法的边缘检测设计与实现 702<br/>30.1　理论学习 702<br/>30.1.1　边缘检测 702<br/>30.1.2　Sobel算法简介 702<br/>30.2　实战演练 703<br/>30.2.1　Sobel算法实现 703<br/>30.2.2　实验目标 703<br/>30.2.3　硬件资源 704<br/>30.2.4　程序设计 704<br/>30.3　章末总结 730<br/>第31章　基于SPI协议的Flash驱动控制 731<br/>31.1　理论学习 731<br/>31.1.1　SPI物理层 731<br/>31.1.2　SPI协议层 733<br/>31.2　实战演练 735<br/>31.2.1　SPI-Flash全擦除实验 736<br/>31.2.2　SPI-Flash页写实验 755<br/>31.2.3　SPI_Flash读数据实验 771<br/>31.3　章末总结 793<br/>第32章　基于I2C协议的EEPROM驱动控制 794<br/>32.1　理论学习 794<br/>32.1.1　I2C物理层 794<br/>32.1.2　I2C协议层 795<br/>32.2　实战演练 802<br/>32.2.1　实验目标 802<br/>32.2.2　硬件资源 802<br/>32.2.3　程序设计 803<br/>32.3　章末总结 844<br/>后记 845