數(shù)字系統(tǒng)設計與Verilog HDL（第7版）

第1章 EDA技術(shù)概述 1
1．1 EDA技術(shù)及其發(fā)展 1
1．2 Top-down設計與IP核復用 4
1．2．1 Top-down設計 4
1．2．2 Bottom-up設計 5
1．2．3 IP復用技術(shù)與SoC 5
1．3 數(shù)字設計的流程 7
1．3．1 設計輸入 8
1．3．2 綜合 9
1．3．3 布局布線 9
1．3．4 仿真 10
1．3．5 編程配置 10
1．4 常用的EDA工具軟件 10
1．5 EDA技術(shù)的發(fā)展趨勢 14
習題1 15
第2章 FPGA/CPLD器件 16
2．1 PLD器件概述 16
2．1．1 PLD器件的發(fā)展歷程 16
2．1．2 PLD器件的分類 17
2．2 PLD的基本原理與結(jié)構(gòu) 19
2．2．1 PLD器件的基本結(jié)構(gòu) 19
2．2．2 PLD電路的表示方法 20
2．3 低密度PLD的原理與結(jié)構(gòu) 21
2．4 CPLD的原理與結(jié)構(gòu) 25
2．4．1 宏單元結(jié)構(gòu) 25
2．4．2 典型CPLD的結(jié)構(gòu) 26
2．5 FPGA的原理與結(jié)構(gòu) 29
2．5．1 查找表結(jié)構(gòu) 29
2．5．2 典型FPGA的結(jié)構(gòu) 32
2．5．3 Cyclone IV器件結(jié)構(gòu) 35
2．6 FPGA/CPLD的編程元件 38
2．7 邊界掃描測試技術(shù) 42
2．8 FPGA/CPLD的編程與配置 43
2．8．1 在系統(tǒng)可編程 43
2．8．2 FPGA器件的配置 45
2．8．3 Cyclone IV器件的編程 45
2．9 FPGA/CPLD器件概述 48
2．10 FPGA/CPLD的發(fā)展趨勢 52
習題2 53
第3章 Quartus Prime使用指南 54
3．1 Quartus Prime原理圖設計 55
3．1．1 半加器原理圖設計輸入 55
3．1．2 1位全加器設計輸入 59
3．1．3 1位全加器的編譯 61
3．1．4 1位全加器的仿真 63
3．1．5 1位全加器的下載 67
3．2 基于IP核的設計 70
3．2．1 模24方向可控計數(shù)器 71
3．2．2 4×4無符號數(shù)乘法器 78
3．3 SignalTap II的使用方法 84
3．4 Quartus Prime的優(yōu)化設置與時序分析 89
習題3 93
實驗與設計 95
3-1 8位帶符號乘法器 95
3-2 補碼轉(zhuǎn)換幅度碼電路 98
第4章 Verilog設計初步 100
4．1 Verilog的歷史 100
4．2 Verilog模塊的結(jié)構(gòu) 101
4．3 Verilog基本組合電路設計 105
4．3．1 用Verilog設計基本組合電路 105
4．3．2 用Verilog設計加法器 105
4．4 Verilog基本時序電路設計 108
4．4．1 用Verilog設計觸發(fā)器 108
4．4．2 用Verilog設計計數(shù)器 109
習題4 111
實驗與設計 111
4-1 Synplify Pro綜合器的使用方法 111
4-2 Synplify綜合器的使用方法 115
第5章 Verilog語言要素 117
5．1 概述 117
5．2 常量 118
5．2．1 整數(shù)（Integer） 118
5．2．2 實數(shù)（Real） 120
5．2．3 字符串（Strings） 120
5．3 數(shù)據(jù)類型 121
5．3．1 net型 122
5．3．2 variable型 123
5．4 參數(shù) 124
5．4．1 參數(shù)parameter 124
5．4．2 Verilog-2001中的參數(shù)聲明 125
5．4．3 參數(shù)的傳遞 126
5．4．4 localparam 126
5．5 向量 127
5．6 運算符 129
習題5 133
實驗與設計 134
5-1 用altpll鎖相環(huán)宏模塊實現(xiàn)倍頻和分頻 134
5-2 消抖動電路 139
第6章 Verilog語句語法 141
6．1 過程語句 141
6．1．1 always過程語句 142
6．1．2 initial過程語句 145
6．2 塊語句 146
6．2．1 串行塊begin-end 146
6．2．2 并行塊fork-join 147
6．3 賦值語句 148
6．3．1 持續(xù)賦值與過程賦值 148
6．3．2 阻塞賦值與非阻塞賦值 149
6．4 條件語句 151
6．4．1 if-else語句 151
6．4．2 case語句 152
6．5 循環(huán)語句 157
6．5．1 for語句 157
6．5．2 repeat、while、forever語句 158
6．6 編譯指示語句 160
6．7 任務與函數(shù) 161
6．7．1 任務（task） 162
6．7．2 函數(shù)（function） 163
6．8 順序執(zhí)行與并發(fā)執(zhí)行 167
6．9 Verilog-2001語言標準 168
6．9．1 Verilog-2001改進和增強的語法結(jié)構(gòu) 168
6．9．2 屬性及PLI接口 177
習題6 179
實驗與設計 180
6-1 FIFO緩存器設計 180
第7章 Verilog設計的層次與風格 184
7．1 Verilog設計的層次 184
7．2 門級結(jié)構(gòu)描述 184
7．2．1 Verilog門元件 185
7．2．2 門級結(jié)構(gòu)描述 187
7．3 行為描述 188
7．4 數(shù)據(jù)流描述 189
7．5 不同描述風格的設計 190
7．5．1 半加器設計 190
7．5．2 1位全加器設計 191
7．5．3 加法器的級連 193
7．6 多層次結(jié)構(gòu)電路的設計 194
7．6．1 模塊例化 194
7．6．2 用parameter進行參數(shù)傳遞 196
7．6．3 用defparam進行參數(shù)重載 198
7．7 基本組合電路設計 198
7．7．1 門電路 198
7．7．2 編譯碼器 199
7．8 基本時序電路設計 201
7．8．1 觸發(fā)器 201
7．8．2 鎖存器與寄存器 202
7．8．3 計數(shù)器與串并轉(zhuǎn)換器 203
7．8．4 簡易微處理器 204
7．9 三態(tài)邏輯設計 206
習題7 208
實驗與設計 208
7-1 數(shù)字表決器 208
第8章 Verilog有限狀態(tài)機設計 212
8．1 有限狀態(tài)機 212
8．2 有限狀態(tài)機的Verilog描述 214
8．2．1 用三個always塊描述 215
8．2．2 用兩個過程描述 216
8．2．3 單過程描述方式 218
8．3 狀態(tài)編碼 219
8．3．1 常用的編碼方式 219
8．3．2 狀態(tài)編碼的定義 221
8．3．3 用屬性指定狀態(tài)編碼方式 224
8．4 有限狀態(tài)機設計要點 225
8．4．1 復位和起始狀態(tài)的選擇 225
8．4．2 多余狀態(tài)的處理 228
習題8 229
實驗與設計 229
8-1 流水燈控制器 229
8-2 汽車尾燈控制器 231
第9章 Verilog驅(qū)動常用I/O外設 234
9．1 4×4矩陣鍵盤 234
9．2 標準PS/2鍵盤 236
9．3 字符液晶 243
9．4 漢字圖形點陣液晶 248
9．5 VGA顯示器 254
9．5．1 VGA顯示原理與時序 254
9．5．2 VGA彩條信號發(fā)生器 258
9．5．3 VGA圖像顯示與控制 260
9．6 樂曲演奏電路 266
習題9 271
實驗與設計 273
9-1 實用多功能數(shù)字鐘 273
第10章 Verilog設計進階 282
10．1 設計的可綜合性 282
10．2 流水線設計技術(shù) 285
10．3 資源共享 288
10．4 阻塞賦值與非阻塞賦值 290
10．5 加法器設計 294
10．5．1 行波進位加法器 294
10．5．2 超前進位加法器 295
10．5．3 數(shù)據(jù)流描述的加法器 299
10．5．4 流水線加法器 300
10．6 乘法器設計 300
10．6．1 并行乘法器 300
10．6．2 移位相加乘法器 302
10．6．3 布斯乘法器 305
10．6．4 查找表乘法器 307
10．7 奇數(shù)分頻與小數(shù)分頻 308
10．7．1 奇數(shù)分頻 308
10．7．2 半整數(shù)分頻與小數(shù)分頻 309
習題10 311
實驗與設計 312
10-1 小數(shù)分頻 312
10-2 如何在FPGA設計中消除毛刺 314
第11章 Verilog Test Bench仿真 317
11．1 系統(tǒng)任務與系統(tǒng)函數(shù) 317
11．2 用戶自定義元件 321
11．2．1 組合電路UDP元件 322
11．2．2 時序邏輯UDP元件 323
11．3 延時模型的表示 325
11．3．1 時間標尺定義`timescale 325
11．3．2 延時的表示與延時說明塊 326
11．4 Test Bench測試平臺 327
11．5 組合和時序電路的仿真 330
11．5．1 組合電路的仿真 330
11．5．2 時序電路的仿真 332
習題11 333
實驗與設計 333
11-1 用ModelSim SE仿真8位二進制加法器 333
11-2 用ModelSim SE仿真乘累加器 340
第12章 Verilog設計實例 343
12．1 m序列產(chǎn)生器 343
12．1．1 m序列的原理與性質(zhì) 343
12．1．2 m序列產(chǎn)生器設計 345
12．2 Gold碼 347
12．2．1 Gold碼的原理與性質(zhì) 348
12．2．2 Gold碼產(chǎn)生器設計 349
12．3 CRC校驗碼 350
12．4 數(shù)字過零檢測與等精度頻率測量 352
12．4．1 數(shù)字過零檢測 352
12．4．2 等精度頻率測量 354
12．4．3 數(shù)字頻率測量系統(tǒng)頂層設計及仿真 355
12．5 QPSK調(diào)制器 360
12．5．1 QPSK調(diào)制原理 360
12．5．2 QPSK調(diào)制器的設計實現(xiàn) 361
12．5．3 QPSK調(diào)制器的仿真 369
12．6 小型神經(jīng)網(wǎng)絡 370
12．6．1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡 370
12．6．2 設計實現(xiàn)與仿真 371
12．7 數(shù)字AGC 374
12．7．1 數(shù)字AGC技術(shù)的原理 375
12．7．2 數(shù)字AGC的實現(xiàn)與仿真 376
習題12 383
實驗與設計 383
12-1 異步串行接口（UART） 383
附錄A Verilog HDL（IEEE Std 1364-1995）關(guān)鍵字 389
附錄B Verilog HDL（IEEE Std 1364-2001）關(guān)鍵字 390
附錄C DE2-115介紹 391
附錄D 有關(guān)術(shù)語與縮略語 393
參考文獻 398