FPGA VHDL 状态机设计讲座(附实例)\状态机设计讲座(附实例).rar下载

weixin_39821620 2020-11-07 09:00:39

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第1章 FPGA概述 1.1 FPGA的发展历程 1.2 FPGA的基本原理 1.3 FPGA的设计方法 1.4 FPGA的设计流程 1.5 总结与结论第2章硬件描述语言入门 2.1 VHDL入门 2.2 Verilog HDL入门第3章简单电路的HDL设计 3.1 基本组合逻辑运算 3.2 基本时序器件—寄存器 3.3 基本简单数学运算第4章 FPGA的同步设计 4.1 同步的定义 4.2 同步部件 4.3 状态产生 4.4 中央允许产生器 4.5 同步清除 4.6 时钟歪斜的清除 4.7 异步接口第5章常见的FPGA设计实例 5.1 移位寄存器设计实例 5.2 计数器设计实例 5.3 状态机设计实例 5.4 存储器设计实例 5.5 门禁系统设计实例第6章 FPGA的配置与编程 6.1 Altera FPGA配置与编程 6.2 Xillinx FPGA配置第7章 FPGA的配置与编程第８章 FPGA发展趋势 ...

EDA 技术丛书 VHDL 实用教程潘松王国栋编著内容简介本书比较系统地介绍了 VHDL 的基本语言现象和实用技术全书以实用和可操作为基点简洁而又不失完整地介绍了 VHDL 基于 EDA 技术的理论与实践方面的知识其中包括 VHDL 语句语法基础知识第 1 章第 7 章逻辑综合与编程技术第 9 章有限状态机及其设计第 10 章基于 FPGA 的数字滤波器设计第 11 章多种常用的支持 VHDL 的 EDA软件使用介绍第 12 章 VHDL 数字系统设计实践介绍第 13章和大学生电子设计赛题的 VHDL 应用介绍第 14 章全书列举了大量 VHDL 设计示例其中大部分经第 12 章介绍的 VHDL 综合器编译通过第 13 章的程序绝大部分都通过了附录介绍的 EDA 实验系统上的硬件测试可直接使用书中还附有大量程序。设计和实验/实践方面的习题。本书可作为高等院校的电子工程通信工业自动化计算机应用技术电子对抗仪器仪表数字信号处理图像处理等学科领域和专业的高年级本科生或研究生的 VHDL或 EDA 技术课程的教材及实验指导也可作为相关专业技术人员的自学参考书。目录第 1 章绪论....................................................................................................................1 § 1.1 关于 EDA...............................................................................................................1 § 1.2 关于 VHDL............................................................................................................3 § 1.3 关于自顶向下的系统设计方法............................................................................5 § 1.4 关于应用 VHDL 的 EDA 过程.............................................................................6 § 1.5 关于在系统编程技术............................................................................................9 § 1.6 关于 FPGA/CPLD 的优势...................................................................................10 § 1.7 关于 VHDL 的学习.............................................................................................10 第 2 章 VHDL 入门..............................................................................................................12 § 2.1 用 VHDL 设计多路选择器和锁存器 .................................................................12 § 2.2 用 VHDL 设计全加器.........................................................................................15 第 3 章 VHDL 程序结构......................................................................................................19 § 3.1 实体 ENTITY ..............................................................................................19 § 3.2 结构体 ARCHITECTURE ............................................................................26 § 3.3 块语句结构 BLOCK .....................................................................................29 § 3.4 进程 PROCESS .............................................................................................32 § 3.5 子程序(SUBPROGRAM)....................................................................................35 3.5.1 函数 FUNCTION ..................................................................................36 3.5.2 重载函数 OVERLOADED FUNCTION ..............................................39 3.5.3 过程 PROCEDURE ...............................................................................42 3.5.4 重载过程 OVERLOADED PROCEDURE ..........................................44 § 3.6 库 LIBRARY .................................................................................................45 § 3.7 程序包 PACKAGE ........................................................................................48 § 3.8 配置 CONFIGURATION ..............................................................................51 习题............................................................................................................................ 53 第 4 章 VHDL 语言要素......................................................................................................55 § 4.1 VHDL 文字规则..................................................................................................55 § 4.2 VHDL 数据对象..................................................................................................58 4.2.1 变量(VARIABLE)........................................................................................59 4.2.2 信号(SIGNAL).............................................................................................60 4.2.3 常数(CONSTANT).......................................................................................63 § 4.3 VHDL 数据类型..................................................................................................64 4.3.1 VHDL 的预定义数据类型..........................................................................65 4.3.2 IEEE 预定义标准逻辑位与矢量.................................................................68 4.3.3 其它预定义标准数据类型 ..........................................................................70 4.3.4 用户自定义数据类型方式 ..........................................................................71 4.3.5 枚举类型......................................................................................................73 4.3.6 整数类型和实数类型..................................................................................74 4.3.7 数组类型......................................................................................................74 4.3.8 记录类型......................................................................................................76 4.3.9 数据类型转换..............................................................................................78 § 4.4 VHDL 操作符......................................................................................................82 4.4.1 操作符种类..................................................................................................82 4.4.2 逻辑操作符..................................................................................................83 4.4.3 关系操作符..................................................................................................85 4.4.4 算术操作符..................................................................................................87 4.4.5 重载操作符..................................................................................................93 习题...............................................................................................................................94 第 5 章 VHDL 顺序语句......................................................................................................95 § 5.1 赋值语句..............................................................................................................95 5.1.1 信号和变量赋值..........................................................................................96 5.1.2 赋值目标......................................................................................................97 § 5.2 流程控制语句......................................................................................................99 5.2.1 IF 语句..........................................................................................................99 5.2.2 CASE 语句.................................................................................................102 5.2.3 LOOP 语句.................................................................................................106 5.2.4 NEXT 语句.................................................................................................109 5.2.5 EXIT 语句..................................................................................................110 § 5.3 WAIT 语句.........................................................................................................111 § 5.4 子程序调用语句................................................................................................115 § 5.5 返回语句(RETURN)..........................................................................................118 § 5.6 空操作语句(NULL)...........................................................................................119 § 5.7 其它语句和说明................................................................................................120 5.7.1 属性(ATTRIBUTE) 描述与定义语句......................................................120 5.7.2 文本文件操作(TEXTIO)...........................................................................125 5.7.3 ASSERT 语句.............................................................................................127 5.7.4 REPORT 语句............................................................................................128 5.7.5 决断函数....................................................................................................128 习题...............................................................................................................................129 第 6 章 VHDL 并行语句....................................................................................................131 § 6.1 进程语句............................................................................................................132 § 6.2 块语句............................................................................................................137 § 6.3 并行信号赋值语句............................................................................................138 6.3.1 简单信号赋值语句....................................................................................138 6.3.2 条件信号赋值语句....................................................................................138 6.3.3 选择信号赋值语句....................................................................................139 § 6.4 并行过程调用语句............................................................................................141 § 6.5 元件例化语句....................................................................................................143 § 6.6 类属映射语句....................................................................................................145 § 6.7 生成语句............................................................................................................146 习题.............................................................................................................................151 第 7 章 VHDL 的描述风格................................................................................................153 § 7.1 行为描述............................................................................................................153 § 7.2 数据流描述........................................................................................................155 § 7.3 结构描述............................................................................................................156 习题.............................................................................................................................157 第 8 章仿真................................................................................................................158 § 8.1 VHDL 仿真........................................................................................................158 § 8.2 延时模型............................................................................................................162 8.2.1 固有延时....................................................................................................163 8.2.2 传输延时....................................................................................................163 § 8.3 仿真 d..............................................................................................................164 § 8.4 仿真激励信号的产生........................................................................................164 § 8.5 VHDL 测试基准................................................................................................166 § 8.6 VHDL 系统级仿真............................................................................................169 习题.............................................................................................................................170 第 9 章综合................................................................................................................171 § 9.1 VHDL 综合........................................................................................................171 § 9.2 有关可综合性的考虑........................................................................................174 § 9.3 寄存器引入方法................................................................................................175 9.3.1 容易发生的错误........................................................................................175 9.3.2 常规寄存器的引入....................................................................................180 9.3.3 具有时钟门控结构寄存器的引入............................................................183 9.3.4 同步置位复位功能的引入....................................................................184 9.3.5 异步置位复位功能的引入....................................................................184 § 9.4 引入寄存器的有关技巧....................................................................................186 § 9.5 三态门引入方法................................................................................................190 § 9.6 资源共享............................................................................................................194 习题.............................................................................................................................196 第 10 章有限状态机 FSM.................................................................................................198 § 10.1 一般状态机设计..............................................................................................199 § 10.2 状态机的状态编码..........................................................................................210 § 10.3 状态机剩余状态处理......................................................................................212 习题.............................................................................................................................213 第 11 章数字滤波器设计 ..................................................................................................215 § 11.1 基于 FPGA 的数字滤波器优势.....................................................................215 § 11.2 FIR 数字滤波器设计......................................................................................217 11.2.1 FIR 滤波器结构原理简要.......................................................................217 11.2.2 FIR 滤波器设计方案确定.......................................................................220 11.2.3 FIR 滤波器主系统设计...........................................................................223 11.2.4 FIR 滤波器附加功能实现.......................................................................227 § 11.3 IIR 数字滤波器设计.......................................................................................229 11.3.1 IIR 滤波器设计方案................................................................................229 11.3.2 IIR 滤波器的实现....................................................................................232 习题.............................................................................................................................234 第 12 章 VHDL 设计平台使用向导..................................................................................235 § 12.1 ispVHDL 使用向导..........................................................................................235 12.1.1 ispLSI 系列介绍.......................................................................................236 12.1.2 ispVHDL 设计套件介绍..........................................................................236 12.1.3 ispVHDL 设计向导..................................................................................237 § 12.2 Altera MAX+plus II VHDL 使用向导 ............................................................246 § 12.3 MAX+plus II 与 Synplify 接口........................................................................254 § 12.4 Xilinx Foundation VHDL 使用向导................................................................256 12.4.1 Foundation 设计流程...............................................................................256 12.4.2 VHDL 输入方式设计向导......................................................................257 习题...............................................................................................................................264 第 13 章 VHDL 设计实践与实验......................................................................................265 § 13.1 8 位预置加法计数器设计 ...............................................................................265 实验习题...................................................................................................................267 § 13.2 宽位可预置中断处理器 ...............................................................................267 实验习题...................................................................................................................268 § 13.3 静态随机存储器 SRAM ..........................................................................269 实验习题...................................................................................................................270 § 13.4 堆栈设计..........................................................................................................270 实验习题...................................................................................................................271 § 13.5 8 位硬件加法器设计.......................................................................................271 实验习题...................................................................................................................273 § 13.6 8 位硬件乘法器设计.......................................................................................273 实验习题...................................................................................................................278 § 13.7 乒乓球游戏电路设计......................................................................................278 实验习题...................................................................................................................283 § 13.8 序列检测器设计..............................................................................................283 实验习题...................................................................................................................284 § 13.9 正负脉宽数控调制信号发生器设计 ..............................................................284 实验习题...................................................................................................................286 § 13.10 “梁祝乐曲演奏电路设计...........................................................................287 实验习题...................................................................................................................292 § 13.11 RS232 通信控制电子琴.................................................................................292 实验习题...................................................................................................................295 § 13.12 数字频率计设计............................................................................................296 实验习题...................................................................................................................299 § 13.13 PC 机单片机 FPGA 双向通信...............................................................299 实验习题...................................................................................................................301 § 13.14 VGA 显示器彩条信号发生器设计...............................................................301 实验习题...................................................................................................................304 § 13.15 A/D 采样控制器设计 ....................................................................................304 实验习题...................................................................................................................308 § 13.16 D/A 接口电路与波形发生器设计.................................................................308 实验习题...................................................................................................................310 § 13.17 MCS-51 单片机与 CPLD 接口逻辑设计 .....................................................310 13.17.1 总线方式................................................................................................310 13.17.2 独立方式..............................................................................................312 实验习题...................................................................................................................313 § 13.18 PS/2 键盘接口逻辑设计................................................................................314 § 13.19 7 段 LED 译码显示电路设计........................................................................315 实验习题...................................................................................................................316 第 14 章电子设计竞赛实例介绍......................................................................................317 § 14.1 多功能等精度频率计......................................................................................317 14.1.1 测频原理..................................................................................................317 14.1.2 测频专用模块工作原理和设计..............................................................318 14.1.3 频率计功能模块的 VHDL 描述.............................................................320 14.1.4 测频主系统实现......................................................................................323 14.1.5 专用模块测试控制信号说明..................................................................324 §14.2 电子设计竞赛开发板.......................................................................................325 习题.............................................................................................................................326 附录 1 GW48 型 EDA 实验开发系统使用介绍 ...............................................................327 附录 2 一些 FPGA 和 CPLD 芯片引脚图.........................................................................344 本书有PDF格式跟word文档格式，两种文件格式方便读者阅读的方便。

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