数字电路的FPGA设计与实现——基于Xilinx和Verilog HDL(微课版)

传统的数字电路实验教学通常采用以74系列芯片为载体的实验箱，随着EDA技术的快速发展，这种模式已经严重脱离业界实际。基于FPGA芯片，使用原理图或VHDL/VerilogHDL实现数字电路的各种功能更符合新时代对人才培养的要求。本书选用Xilinx公司的FPGA芯片及ISE14.7开发环境，以深圳市乐育科技有限公司出品的LY-SPTN6M型FPGA高级开发系统为硬件平台。全书共安排14个实验，包括：集成逻辑门电路功能测试、基于原理图/HDL的简易数字系统设计、编码器设计、译码器设计、加法器设计、比较器设计、数据选择器设计、触发器设计、同步/异步时序逻辑电路分析与设计、计数器设计、移位寄存器设计、数/模转换和模/数转换。本书配有丰富的资料包，包括FPGA例程资料、硬件资料、软件资料、PPT和视频等。这些资料会持续更新，下载链接可通过微信公众号“很好工程师培养系列”获取。本书既可以作为高等院校相关专业的入门教材，又可以作为FPGA开发及相关行业工程技术人员的入门培训用书。

第1章数字电路的开发平台和工具1
1.1FPGA基础概念1
1.1.1什么是FPGA1
1.1.2FPGA与ASIC之间的关系2
1.1.3FPGA、CPU与DSP之间的关系2
1.1.4VHDL与VerilogHDL3
1.1.5Xilinx与Altera4
1.2FPGA开发流程5
1.3XC6SLX16芯片介绍6
1.3.1Spartan-6系列介绍6
1.3.2XC6SLX16-2CSG324C芯片介绍6
1.3.3FPGA速度等级7
1.3.4FPGA可用I/O数量7
1.3.5FPGA逻辑单元7
1.3.6Spartan-6系列FPGA配置7
1.4FPGA开发工具安装和配置8
1.4.1ISE8
1.4.2安装ISE14.78
1.4.3Synplify12
1.4.4安装Synplify13
1.4.5安装XilinxUSBCable驱动程序15
1.5VerilogHDL语法基础16
1.5.1Verilog模块16
1.5.2端口定义和I/O说明17
1.5.3参数定义17
1.5.4信号定义18
1.5.5assign语句19
1.5.6initial语句19
1.5.7always语句19
1.5.8if...else语句20
1.5.9case语句21
1.5.10运算符21
1.6FPGA高级开发系统简介24
1.6.1拨动开关电路24
1.6.2LED电路25
1.6.3独立按键电路26
1.6.4七段数码管电路26
1.6.5D/A转换电路30
1.6.6A/D转换电路34
1.7基于FPGA高级开发系统可开展的部分实验38
1.8本书配套的资料包38
第2章集成逻辑门电路功能测试40
2.1预备知识
2.2实验内容
……
第3章基于原理图的简易数字系统设计44
第4章基于HDL的简易数字系统设计77
第5章编码器设计84
第6章译码器设计95
第7章加法器设计102
第8章比较器设计109
第9章数据选择器设计116
第10章触发器设计123
第11章同步时序逻辑电路分析与设计143
第12章异步时序逻辑电路分析与设计154
第13章计数器设计165
第14章移位寄存器设计181
第15章数/模转换和模/数转换189
附录A数字电路FPGA设计常用引脚分配199
附录B《VerilogHDL程序设计规范（LY-STD010―2019）》简介201
参考文献208