基于VerilogHDL的FPGA技术及应用(微课版)

本书按照OBE-CDIO工程教育创新模式，结合教育部“很好工程师教育培养计划”的实施原则，突出基本理论与实际应用相结合。通过合理安排教材内容，在保证基本理论知识的前提下，兼顾传统设计方法与软硬件化设计方法、单元电路与系统设计的关系。本书中的实验依托北京百科荣创EDA/SOPC综合实验开发系统，并以Altera公司CycloneIV E系列的FPGA为核心芯片。

"李翠锦，重庆工程学院教师，现任电子信息学院电子工程系嵌入式教研组长，参与工程教育认证试点专业人才培养方案制定及嵌入式方向课程建设工作，曾负责“FPGA技术“实验室建设工作。近3年来，主持重量产学研合作项目2项，主研及参与重庆市教改项目3项；主持重庆工程学院教改2项，科研项目1项；出版编著2本；主编教材3本；公开发表论文20余篇，其中SCI1篇，核心论文4篇；指导学生参加”TI杯“电子设计大赛，获一等奖1项，二等奖3项，重庆市”合泰杯“电子设计大赛，获一等奖1项，二等奖3项，三等奖3项，MCU很好应用奖1项。     "

第1章 FPGA入门简介
1.1 FPGA发展历程
1.2 FPGA与ASIC、CPLD的区别
1.2.1 FPGA与ASIC
1.2.2 FPGA与CPLD
1.3 FPGA工作原理
1.3.1 FPGA的基本特点
1.3.2 FPGA的配置模式
1.4 FPGA设计流程与设计方法
1.4.1 关键步骤的实现
1.4.2 自顶向下和自底向上
1.4.3 基于IP核的设计
1.5 主要FPGA/CPLD厂家
1.6 FPGA的应用
1.7 EDA技术
1.8 本书的编排
思考题
第2章 FPGA设计开发工具
2.1 Modelsim软件使用方法
2.1.1 Modelsim软件安装
2.1.2 Modelsim仿真方法
2.1.3 Modelsim仿真步骤
2.1.4 Modelsim仿真波形
2.2 Quartus Ⅱ软件使用方法
2.2.1 Quartus Ⅱ设计流程
2.2.2 Quartus Ⅱ软件安装
2.2.3 USB-Blaster驱动安装
2.2.4 Quartus Ⅱ设计步骤
思考题
第3章 Verilog HDL的基础知识
3.1 硬件描述语言（HDL）综述
3.1.1 硬件描述语言的优越性
3.1.2 硬件描述语言的发展历史
3.1.3 HDL语言的主要特征
3.1.4 Verilog HDL与VHDL的比较
3.1.5 Verilog HDL设计流程及设计方法简介
3.1.6 硬件描述语言新的发展
3.2 程序基本结构
3.3 词法习俗
3.4 数据类型
3.4.1 常量
3.4.2 变量
3.5 运算符
3.5.1 算术运算符
3.5.2 关系运算符
3.5.3 等式运算符
3.5.4 逻辑运算符
3.5.5 位运算符
3.5.6 缩减运算符
3.5.7 移位运算符
3.5.8 条件运算符
3.5.9 位并接运算符
3.6 描述语句
3.6.1 赋值语句
3.6.2 条件语句
3.6.3 循环语句
3.6.4 逻辑门描述语句
3.7 任务和函数结构
3.8 时序控制
3.8.1 延迟控制
3.8.2 事件控制
3.8.3 等待语句
3.8.4 延迟定义块
思考题
第4章 设计验证——Testbench
4.1 验证综述
4.1.1 验证概念
4.1.2 验证方法
4.1.3 验证工具
4.1.4 验证流程
4.2 功能验证
4.2 .I Testbench基本结构
4.2.2 自动生成Testbench
4.2.3 Testbench编写方法
4.2.4 激励信号的产生
4.3 基于断言的验证
4.4 Modelsim验证实例
思考题
第5章 可综合模型设计
5.1 阻塞赋值和非阻塞赋值
5.2 触发器电路设计
5.2.1 时序电路概念
5.2.2 D触发器
5.3 计数器电路设计
5.3.1 基本同步计数器
5.3.2 具有复位端口的计数器
5.3.3 具有置数端口的计数器
5.4 存储器电路设计
5.4.1 存储器定义
5.4.2 ROM（只读存储器）
5.4.3 RAM（随机存储器）
5.4.4 FIFO存储器
5.5 层次化设计
5.5.1 元件例化
5.5.2 模块划分
5.6 可综合模型设计风格
5.6.1 组合电路设计应注意问题
5.6.2 时序电路设计的基本概念
5.6.3 时序电路设计应注意问题
5.6.4 亚稳态及其解决方法
5.7 系统规范
思考题
第6章 有限状态机的设计
6.1 有限状态机简介
6.2 两种状态机模型
6.2.1 Moore型红绿灯
6.2.2 Mealy型红绿灯
6.3 深入理解状态机
6.3.1 一段式状态机
6.3.2 两段式状态机
6.4 应用实例
6.4.1 独热码状态机
6.4.2 格雷码状态机
思考题
第7章 基于Verilog HDL的FPGA系统设计实例
7.1 计数译码型流水灯设计
7.2 交通灯控制电路设计
7.3 智力抢答器设计
7.4 点阵型显示设计
7.5 数字闹钟设计
7.6 乒乓球游戏电路设计
思考题
第8章 基于SOPC的FPGA系统设计实例
8.1 SOPC系统概述
8.2 HELLO实验
8.3 流水灯实验
8.4 定时器实验
8.5 并行ADC与DAC实验
思考题