深入浅出玩转FPGA课程源代码-深入浅出玩转FPGA第三版电子版PDF下载完整高清版

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编辑点评:

深入浅出玩转FPGA(第3版)既有常用FPGA设计方法和技巧的探讨,引领读者掌握FPGA设计的精髓;也有很多生动的项目案例分析,帮助读者加深对重要知识点的理解,并且这些案例大都以特定的工程项目为依托,有一定的借鉴价值

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前言

时光荏苒,岁月如梭,转眼间,本书第1版出版至今已是第7个年头。翻看当当网的硬件图书子类年度畅销榜,《深入浅出玩转FPGA》居然也是常年占据前8的位置。对于这样一本专业性很强的技术类图书,原本就很小众,竟也能够取得如此成绩,实属不易。而在特权同学看来,更多的是一份责任,一份将此书的再版用心做得更好的决心。7年,对于任何人任何事都是一段不短的旅程。而对于特权同学,从年少多梦到脚踏实地,从追求全面到喜欢专注,从懵懂无畏到学习降卑;对于FPGA的认知,也是从理论到实践,从表象到内里,不敢说自己已经达到了怎样的境界,但至少,还留在了这条通往技术圣殿的康庄大道上,不偏左右。所以,7年过去了,我还可以继续以技术的视角去审视过去所写的文字。除此以外,特权同学也是使尽洪荒之力,意图将这些年一些新的感悟和总结也跃然纸上,分享给广大的读者。尤其是本书的第二部分和第五部分,基础语法和时序分析方面的技术点,这分别是初学者和进阶者的难点、痛点,因此书中既有理论的阐释说明,也有一定的案例解析。全书内容有限,有增必有减,因此某些章节的内容也会有些删减,但是目的只有一个,将最精华的部分继续呈现给读者。还记得,请EDN编辑部帮忙写的第1版序言的大标题“写一本好书吧”,时间在教会我读懂这句话的真正内涵,它不带任何的功利色彩,它只是一种不断的给予,一种只知付出的分享……思绪突然让我想起了一首诗歌,仅以它开头的几句话收尾———让我爱而不受感戴让我事而不受赏赐让我尽力而不被人记让我受苦而不被人睹只知倾酒不知饮酒

本书内容

全书的内容可以分为三大块。第一~五部分,主要是针对FPGA的开发流程,从基础知识入手,先介绍一些基本概念,然后针对开发流程中最重要的环节,从实践的角度带领读者逐步深入。第六、七部分,以特权同学的项目经历为基础,有点滴的经验和感悟,也有完整的项目实例,希望能够让读者与FPGA的开发与设计有更紧密的接触。第八部分是特权同学作为一个电子工程师(FPGA工程师)的一些感悟杂文。对于初学者,特权同学可以很负责任地说,想利用这本书一步登天是不可能的。这本书充其量只能是一本不错的参考书而已,初学者应该更多的在这些实例中学习如何发现问题、分析问题、解决问题。对于有一定基础的人,这本书不同于以往的教科书,它从实践出发,或许能够让你眼前一亮。它不会只是简单的唠叨代码风格,它会给出两个风格迥异的结果让你去感受;它也不会只是生搬硬套地先把时序理论叙述一通,再依葫芦画瓢地演示开发工具的使用方法,它更是要告诉你为什么要做时序分析、分析什么、怎么分析,列举一些实例教会大家如何学以致用

FPGA与ASIC

20世纪60年代中期,TI(Texas Instruments)公司大量生产了通用IC,如分别面向商用和军用的74系列和54系列。这些通用IC甚至沿用至今,仍是电子工程师们电路板上不可或缺的一部分。20世纪80年代,出现了可编程逻辑器件(PLD),如SPLD和CPLD,它们与ASIC相比,具有可重配置性和较短的开发调试时间,但实现的功能和电路都相对简单。为了弥补这一需要,xilinx公司推出了第一块现场可编程逻辑器件(FPGA),并且在其后的几十年间,FPGA得到了巨大的发展。

FPGA和ASIC的不同主要在于:

① ASIC是定制IC,内部功能已经固化,只能开启或者关闭不同的功能模块;而FPGA是一个地地道道的可编程器件,用户可以根据自己的功能需求进行开发设计。

② FPGA可重配置的灵活性是ASIC不具有的。因此,ASIC通常适用于大型项目,而对于需要快速投入市场且升级换代较快的小型项目使用FPGA则更有优势。

FPGA之所以具有如此大的吸引力,不仅在于其开发周期短、开发软件投入少、成本也在不断下降,更在于它符合电子产品高密度、低压、低功耗的趋势。

逻辑粘合

20世纪80年代中期,FPGA初诞生时,逻辑资源相对匮乏,当时的FPGA主要就用于实现粘合逻辑、中等复杂度的状态机控制或者是一些复杂度不高的数据处理。

过去的设计师需要用一些54或者74系列的基本逻辑门进行数字系统的搭建,处理器的出现虽然大大改变了这一状况,但是对于一些用户希望自由扩展的个性化电路,有时还是很难离开这些基本逻辑门电路的。譬如迄今为止仍广为使用的51单片机,由于其位宽和引脚数量的局限性,设计者常常需要用很多锁存芯片或者选路芯片进行地址或者数据总线的控制与译码,这也使得一个功能简单的系统电路显得相当庞大。

可编程器件的出现给系统小型化带来了福音,它能够兼容各种接口标准,内部逻辑的可编程性也给设计者的使用带来了更多灵活性。可以说,逻辑粘合是早期FPGA器件的一个主要功能,但是现在的FPGA动辄上万逻辑门,再让它做些简单的逻辑粘合就有些大材小用了,所以这方面的功能更多则由CPLD来替代了。

相信很多朋友都比较熟悉Altera的MAX7000系列CPLD,特权同学也玩过,由于低电压、低功耗的大趋势,使得5 V的FPGA/CPLD现在已经逐渐淡出了市场,不过Altera的这款5V器件还是能在市场上买到的,逻辑资源不多,频率也不高,适合做一些逻辑粘合(一般是纯组合逻辑)。

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