电子与嵌入式系统设计译丛：FPGA快速系统原型设计权威指南
目 录内容简介
献词
译者序
作者简介
致谢
第1章 绪论 / 1
1.1 FPGA快速设计实现的潜力 / 2
1.2 快速发展的技术领域 / 3
1.3 全面、完备的设计技能 / 4
1.4 具备硬件知识的软件/固件工程师 / 6
1.5 具备软件知识的硬件工程师 / 6
查看完整
译者序
作者简介
致谢
第1章 绪论 / 1
1.1 FPGA快速设计实现的潜力 / 2
1.2 快速发展的技术领域 / 3
1.3 全面、完备的设计技能 / 4
1.4 具备硬件知识的软件/固件工程师 / 6
1.5 具备软件知识的硬件工程师 / 6
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目 录内容简介
本书是关于FPGA快速系统原型设计的指南，分为17章。第1章概述FPGA的相关概念和嵌入式设计技能；第2章介绍FPGA的基础知识；第3章讲解优化的FPGA开发流程；第4章从系统工程管理的角度来讨论FPGA设计流程的优化；第5章讨论FPGA器件级的设计决策；第6章讨论FPGA板级设计所需要考虑的各种影响因素；第7章讨论FPGA内部的具体设计实现；第8章讨论设计仿真；第9章讨论设计约束及其优化技巧；第10章讨论FPGA下载配置；第11章讨论板级测试的方法；第12章讨论功耗和量产问题；第13章讨论IP的分类、IP核的选择、集成和测试等；第14章讨论FPGA内嵌处理器IP核的相关内容；第15章讨论DSP；第16章论述高级的互联I/O接口；第17章总结本书涉及的各种设计方法和理念。
目 录内容简介
献词
译者序
作者简介
致谢
第1章 绪论 / 1
1.1 FPGA快速设计实现的潜力 / 2
1.2 快速发展的技术领域 / 3
1.3 全面、完备的设计技能 / 4
1.4 具备硬件知识的软件/固件工程师 / 6
1.5 具备软件知识的硬件工程师 / 6
1.6 FPGA技术潜在的局限性 / 7
1.7 FPGA技术的优势 / 8
1.8 小结 / 10
第2章 FPGA基础 / 11
2.1 概述 / 11
2.1.1 可编程逻辑器件的分类 / 11
2.1.2 SPLD / 14
2.1.3 CPLD / 15
2.1.4 FPGA / 17
2.1.5 FPGA类型 / 20
2.2 基于SRAM的FPGA架构 / 22
2.2.1 FPGA的逻辑块架构 / 23
2.2.2 FPGA的布线矩阵与全局信号 / 25
2.2.3 FPGA的I/O块 / 27
2.2.4 FPGA的时钟资源 / 28
2.2.5 FPGA的存储资源 / 30
2.3 高级FPGA特性 / 30
2.4 小结 / 31
第3章 优化开发流程 / 33
3.1 概述 / 33
3.2 FPGA开发流程 / 34
3.2.1 需求定义阶段 / 38
3.2.2 架构和设计阶段 / 39
3.2.3 实现阶段 / 42
3.2.4 验证阶段 / 44
3.3 小结 / 45
第4章 系统工程 / 46
4.1 概述 / 46
4.2 常见的设计挑战和错误 / 47
4.3 明确的FPGA设计过程规范 / 48
4.4 项目开发和管理 / 50
4.4.1 团队交流 / 51
4.4.2 设计评审 / 52
4.4.3 预算和日程安排 / 54
4.5 培训 / 56
4.6 技术支持 / 58
4.7 设计配置控制 / 58
4.7.1 在上板调试过程中对FPGA设计进行配置控制 / 61
4.7.2 设计归档 / 62
4.8 小结 / 64
第5章 FPGA器件级的设计决策 / 65
5.1 概述 / 65
5.2 FPGA选型分类 / 65
5.2.1 FPGA厂商 / 66
5.2.2 系列选择 / 67
5.2.3 器件型号 / 68
5.2.4 封装 / 70
5.3 设计决策 / 71
5.3.1 数据流向 / 71
5.3.2 确知的I/O引脚分配 / 72
5.4 设计选型清单 / 76
5.5 小结 / 78
第6章 FPGA板级的设计决策 / 80
6.1 概述 / 80
6.2 封装选型 / 81
6.3 BGA封装 / 83
6.3.1 BGA信号的引出 / 83
6.3.2 安装和返修 / 83
6.3.3 BGA I/O引脚的分配 / 86
6.3.4 信号的可访问性 / 87
6.4 I/O引脚与信号的分配 / 87
6.5 原理图符号设计 / 88
6.6 热设计 / 88
6.7 电路板的布局布线 / 89
6.7.1器件的摆放位置和方向 / 90
6.7.2测试和配置插座 / 91
6.8 信号完整性设计 / 91
6.9 供电设计 / 92
6.10 小结 / 94
第7章 设计实现 / 96
7.1 概述 / 96
7.2 架构设计 / 97
7.2.1 同步设计 / 97
7.2.2 扁平化设计与层次化设计 / 98
7.2.3 实现层次化设计 / 100
7.3 设计输入 / 101
7.3.1 HDL语言的双重性质 / 103
7.3.2 HDL编码指南 / 103
7.3.3 工具 / 106
7.4 RTL设计 / 106
7.5 综合 / 109
7.5.1 逻辑综合 / 109
7.5.2 物理综合 / 111
7.5.3 实现可综合的设计 / 111
7.5.4 设计推译与例化 / 112
7.6 布局布线 / 113
7.7 小结 / 114
第8章 设计仿真 / 117
8.1 概述 / 117
8.2 仿真的不同阶段 / 117
8.3 仿真文件的类型 / 119
8.4 仿真深度的把握 / 120
8.5 层次化设计与仿真 / 121
8.6 仿真的常见错误以及提示 / 122
8.7 小结 / 123
第9章 设计约束与优化 / 125
9.1 概述 / 125
9.2 设计约束管理 / 125
9.2.1 避免设计“过约束” / 126
9.2.2 综合约束 / 127
9.2.3 引脚约束 / 128
9.2.4 时序约束 / 131
9.2.5 面积约束和版图规划 / 133
9.2.6 约束实例 / 134
9.2.7 约束检查清单 / 135
9.3 设计优化 / 136
9.4 小结 / 139
第10章 配置 / 140
10.1 概述 / 140
10.2 配置方式 / 140
10.3 下载线 / 141
10.4 JTAG标准 / 142
10.5 设计的安全 / 144
10.6 小结 / 145
第11章 板级测试 / 146
11.1 概述 / 146
11.1.1 FPGA设计验证方法 / 146
11.1.2 FPGA内部关键信号的访问 / 147
11.1.3 边界扫描的支持 / 148
11.2 调试检查清单 / 149
11.3 小结 / 49
第12章 高级议题综述 / 150
12.1 概述 / 150
12.2 功耗问题 / 151
12.3 量产问题 / 151
12.4 小结 / 152
第13章 IP核 / 153
13.1 概述 / 153
13.2 IP类型 / 154
13.3 IP分类 / 156
13.4 IP分析比较 / 157
13.5 自行设计与购买的权衡 / 158
13.5.1 IP核的来源 / 159
13.5.2 IP核的评估 / 159
13.5.3 IP核供应商的评估 / 160
13.5.4 IP核的授权 / 162
13.6 IP核的集成 / 162
13.7 IP核的测试和调试 / 162
13.8 小结 / 163
第14章 嵌入式处理器内核 / 164
14.1 概述 / 164
14.2 基于FPGA 的嵌入式处理器类型 / 165
14.3 基于FPGA的嵌入式处理器的使用考虑 / 167
14.4 系统设计考虑 / 169
14.4.1 协同设计 / 169
14.4.2 处理器架构 / 170
14.4.3 处理器实现选项 / 173
14.4.4 处理器核和外设选择 / 175
14.4.5 硬件实现因素 / 176
14.4.6 软件实现因素 / 177
14.5 基于FPGA的嵌入式处理器概念举例 / 179
14.6 FPGA嵌入式处理器设计清单 / 185
14.7 小结 / 185
第15章 数字信号处理 / 187
15.1 概述 / 187
15.2 基本DSP系统 / 188
15.3 基本DSP术语 / 189
15.4 DSP架构 / 190
15.5 DSP中的并行执行 / 191
15.6 FPGA中的并行执行 / 192
15.7 何时采用FPGA来实现DSP功能 / 194
15.8 在FPGA上实现DSP设计的考虑因素 / 194
15.8.1 时钟方案和信号布线 / 195
15.8.2 流水线设计 / 195
15.8.3 算法实现选择 / 196
15.8.4 DSP IP / 196
15.9 FIR滤波器概念示例 / 197
15.10 小结 / 198
第16章 高级互联 / 200
16.1 概述 / 200
16.2 互联分类 / 200
16.3 高级 I/O接口的挑战 / 203
16.4 高级并行I/O接口示例 / 203
16.5 高级串行I/O接口示例 / 206
16.6 小结 / 207
第17章 系统整合 / 209
17.1 概述 / 209
17.2 需求定义阶段 / 210
17.3 架构设计阶段 / 212
17.4 设计实现阶段 / 215
17.5 设计验证阶段 / 216
17.6 原型交付阶段 / 218
17.7 小结 / 218
附录A FPGA快速系统原型设计技术参考资料 / 219
附录B 开发过程各阶段设计检查清单 / 233
附录C 缩写和缩略词 / 244
译后记 / 254
^ 收 起
译者序
作者简介
致谢
第1章 绪论 / 1
1.1 FPGA快速设计实现的潜力 / 2
1.2 快速发展的技术领域 / 3
1.3 全面、完备的设计技能 / 4
1.4 具备硬件知识的软件/固件工程师 / 6
1.5 具备软件知识的硬件工程师 / 6
1.6 FPGA技术潜在的局限性 / 7
1.7 FPGA技术的优势 / 8
1.8 小结 / 10
第2章 FPGA基础 / 11
2.1 概述 / 11
2.1.1 可编程逻辑器件的分类 / 11
2.1.2 SPLD / 14
2.1.3 CPLD / 15
2.1.4 FPGA / 17
2.1.5 FPGA类型 / 20
2.2 基于SRAM的FPGA架构 / 22
2.2.1 FPGA的逻辑块架构 / 23
2.2.2 FPGA的布线矩阵与全局信号 / 25
2.2.3 FPGA的I/O块 / 27
2.2.4 FPGA的时钟资源 / 28
2.2.5 FPGA的存储资源 / 30
2.3 高级FPGA特性 / 30
2.4 小结 / 31
第3章 优化开发流程 / 33
3.1 概述 / 33
3.2 FPGA开发流程 / 34
3.2.1 需求定义阶段 / 38
3.2.2 架构和设计阶段 / 39
3.2.3 实现阶段 / 42
3.2.4 验证阶段 / 44
3.3 小结 / 45
第4章 系统工程 / 46
4.1 概述 / 46
4.2 常见的设计挑战和错误 / 47
4.3 明确的FPGA设计过程规范 / 48
4.4 项目开发和管理 / 50
4.4.1 团队交流 / 51
4.4.2 设计评审 / 52
4.4.3 预算和日程安排 / 54
4.5 培训 / 56
4.6 技术支持 / 58
4.7 设计配置控制 / 58
4.7.1 在上板调试过程中对FPGA设计进行配置控制 / 61
4.7.2 设计归档 / 62
4.8 小结 / 64
第5章 FPGA器件级的设计决策 / 65
5.1 概述 / 65
5.2 FPGA选型分类 / 65
5.2.1 FPGA厂商 / 66
5.2.2 系列选择 / 67
5.2.3 器件型号 / 68
5.2.4 封装 / 70
5.3 设计决策 / 71
5.3.1 数据流向 / 71
5.3.2 确知的I/O引脚分配 / 72
5.4 设计选型清单 / 76
5.5 小结 / 78
第6章 FPGA板级的设计决策 / 80
6.1 概述 / 80
6.2 封装选型 / 81
6.3 BGA封装 / 83
6.3.1 BGA信号的引出 / 83
6.3.2 安装和返修 / 83
6.3.3 BGA I/O引脚的分配 / 86
6.3.4 信号的可访问性 / 87
6.4 I/O引脚与信号的分配 / 87
6.5 原理图符号设计 / 88
6.6 热设计 / 88
6.7 电路板的布局布线 / 89
6.7.1器件的摆放位置和方向 / 90
6.7.2测试和配置插座 / 91
6.8 信号完整性设计 / 91
6.9 供电设计 / 92
6.10 小结 / 94
第7章 设计实现 / 96
7.1 概述 / 96
7.2 架构设计 / 97
7.2.1 同步设计 / 97
7.2.2 扁平化设计与层次化设计 / 98
7.2.3 实现层次化设计 / 100
7.3 设计输入 / 101
7.3.1 HDL语言的双重性质 / 103
7.3.2 HDL编码指南 / 103
7.3.3 工具 / 106
7.4 RTL设计 / 106
7.5 综合 / 109
7.5.1 逻辑综合 / 109
7.5.2 物理综合 / 111
7.5.3 实现可综合的设计 / 111
7.5.4 设计推译与例化 / 112
7.6 布局布线 / 113
7.7 小结 / 114
第8章 设计仿真 / 117
8.1 概述 / 117
8.2 仿真的不同阶段 / 117
8.3 仿真文件的类型 / 119
8.4 仿真深度的把握 / 120
8.5 层次化设计与仿真 / 121
8.6 仿真的常见错误以及提示 / 122
8.7 小结 / 123
第9章 设计约束与优化 / 125
9.1 概述 / 125
9.2 设计约束管理 / 125
9.2.1 避免设计“过约束” / 126
9.2.2 综合约束 / 127
9.2.3 引脚约束 / 128
9.2.4 时序约束 / 131
9.2.5 面积约束和版图规划 / 133
9.2.6 约束实例 / 134
9.2.7 约束检查清单 / 135
9.3 设计优化 / 136
9.4 小结 / 139
第10章 配置 / 140
10.1 概述 / 140
10.2 配置方式 / 140
10.3 下载线 / 141
10.4 JTAG标准 / 142
10.5 设计的安全 / 144
10.6 小结 / 145
第11章 板级测试 / 146
11.1 概述 / 146
11.1.1 FPGA设计验证方法 / 146
11.1.2 FPGA内部关键信号的访问 / 147
11.1.3 边界扫描的支持 / 148
11.2 调试检查清单 / 149
11.3 小结 / 49
第12章 高级议题综述 / 150
12.1 概述 / 150
12.2 功耗问题 / 151
12.3 量产问题 / 151
12.4 小结 / 152
第13章 IP核 / 153
13.1 概述 / 153
13.2 IP类型 / 154
13.3 IP分类 / 156
13.4 IP分析比较 / 157
13.5 自行设计与购买的权衡 / 158
13.5.1 IP核的来源 / 159
13.5.2 IP核的评估 / 159
13.5.3 IP核供应商的评估 / 160
13.5.4 IP核的授权 / 162
13.6 IP核的集成 / 162
13.7 IP核的测试和调试 / 162
13.8 小结 / 163
第14章 嵌入式处理器内核 / 164
14.1 概述 / 164
14.2 基于FPGA 的嵌入式处理器类型 / 165
14.3 基于FPGA的嵌入式处理器的使用考虑 / 167
14.4 系统设计考虑 / 169
14.4.1 协同设计 / 169
14.4.2 处理器架构 / 170
14.4.3 处理器实现选项 / 173
14.4.4 处理器核和外设选择 / 175
14.4.5 硬件实现因素 / 176
14.4.6 软件实现因素 / 177
14.5 基于FPGA的嵌入式处理器概念举例 / 179
14.6 FPGA嵌入式处理器设计清单 / 185
14.7 小结 / 185
第15章 数字信号处理 / 187
15.1 概述 / 187
15.2 基本DSP系统 / 188
15.3 基本DSP术语 / 189
15.4 DSP架构 / 190
15.5 DSP中的并行执行 / 191
15.6 FPGA中的并行执行 / 192
15.7 何时采用FPGA来实现DSP功能 / 194
15.8 在FPGA上实现DSP设计的考虑因素 / 194
15.8.1 时钟方案和信号布线 / 195
15.8.2 流水线设计 / 195
15.8.3 算法实现选择 / 196
15.8.4 DSP IP / 196
15.9 FIR滤波器概念示例 / 197
15.10 小结 / 198
第16章 高级互联 / 200
16.1 概述 / 200
16.2 互联分类 / 200
16.3 高级 I/O接口的挑战 / 203
16.4 高级并行I/O接口示例 / 203
16.5 高级串行I/O接口示例 / 206
16.6 小结 / 207
第17章 系统整合 / 209
17.1 概述 / 209
17.2 需求定义阶段 / 210
17.3 架构设计阶段 / 212
17.4 设计实现阶段 / 215
17.5 设计验证阶段 / 216
17.6 原型交付阶段 / 218
17.7 小结 / 218
附录A FPGA快速系统原型设计技术参考资料 / 219
附录B 开发过程各阶段设计检查清单 / 233
附录C 缩写和缩略词 / 244
译后记 / 254
^ 收 起
目 录内容简介
本书是关于FPGA快速系统原型设计的指南，分为17章。第1章概述FPGA的相关概念和嵌入式设计技能；第2章介绍FPGA的基础知识；第3章讲解优化的FPGA开发流程；第4章从系统工程管理的角度来讨论FPGA设计流程的优化；第5章讨论FPGA器件级的设计决策；第6章讨论FPGA板级设计所需要考虑的各种影响因素；第7章讨论FPGA内部的具体设计实现；第8章讨论设计仿真；第9章讨论设计约束及其优化技巧；第10章讨论FPGA下载配置；第11章讨论板级测试的方法；第12章讨论功耗和量产问题；第13章讨论IP的分类、IP核的选择、集成和测试等；第14章讨论FPGA内嵌处理器IP核的相关内容；第15章讨论DSP；第16章论述高级的互联I/O接口；第17章总结本书涉及的各种设计方法和理念。
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