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| 編輯推薦： |
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1. 技术内容更新：紧跟FPGA技术的发展，介绍了主流的FPGA芯片型号、设计工具和开发环境，使读者能够了解并掌握前沿的技术动态。2. 实验实例丰富多样：增加了大量实验设计实例，涵盖了从简单逻辑电路到复杂系统集成的全过程，帮助读者通过实践巩固理论知识，提高设计能力。3. 教学资源配套：为了方便读者学习和参考，本书配套了丰富的教学资源，包括电子课件、微课视频、实验指导书、代码库及在线答疑平台等，为读者提供全方位的学习支持。
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| 內容簡介： |
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本书旨在为读者提供一个全面而深入的现场可编程门阵列（FPGA）技术指南，不仅涵盖了FPGA的基本原理、发展历程及其在现代电子系统设计中的重要性，还详细探讨了其在多个前沿领域的实际应用，如数字信号处理、嵌入式系统设计、网络通信和人工智能等。 书中首先介绍了可编程逻辑器件的基础知识，包括FPGA的发展历程、特点及其与CPLD和ASIC的比较，帮助读者理解FPGA在整个电子设计自动化领域的重要地位。接着，深入讲解了Verilog HDL语言的基础及高级特性，通过丰富的实例展示了如何使用Verilog进行FPGA设计。第3、4章重点讲述了FPGA集成开发环境的使用方法，从安装、工程创建再到具体的设计流程，提供了详尽的操作指导。本书特别强调了实际应用的重要性，通过大量的实验案例，从基础设计到复杂系统实现，逐步引导读者掌握FPGA设计的核心技能。 本次修订更新了最新的FPGA芯片型号和技术动态，并增加了多种实验设计实例，以满足不同层次读者的需求。为了便于学习，本书配套了丰富的教学资源，包括电子课件、微课视频、实验指导书、代码库等。相关教学资源可登录机工教育服务网（www.cmpedu.com）免费注册后下载，或联系编辑索取（微信：18515977506，电话：010-88379753）。 本书不仅是高校电子信息类相关专业师生的教学参考书，也是从事FPGA设计工作的工程师们不可或缺的技术手册。通过对本书的学习，读者不仅能掌握FPGA的基本理论知识，还能提升解决实际问题的能力，在FPGA的世界里探索、成长和进步。希望每位读者都能从中获得宝贵的知识和无尽的乐趣。
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| 關於作者： |
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李辉，教授，博士，从事无线通信和智能信号处理方面的研究和教学工作。主持和参与完成国家及省部级项目5项，获国家发明专利授权15项，发表SCI、EI收录论文33篇，主编教材2部。
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| 目錄：
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第1章 可编程逻辑器件概述11.1 可编程逻辑器件简介11.1.1 可编程逻辑器件的发展历程11.1.2 可编程逻辑器件的特性要求31.1.3 可编程逻辑器件的应用领域41.2 FPGA简介61.2.1 FPGA的基本概念61.2.2 FPGA的特点与应用61.2.3 FPGA器件介绍81.2.4 FPGA的器件选型81.2.5 FPGA的基本开发流程101.2.6 FPGA的发展趋势及意义131.3 FPGA与CPLD141.3.1 FPGA的原理与基本结构141.3.2 CPLD的原理与基本结构211.3.3 FPGA与CPLD的比较241.4 FPGA与ASIC251.4.1 ASIC简介251.4.2 FPGA与ASIC的特点及选择26习题127第2章 Verilog HDL概述282.1 Verilog HDL简介282.1.1 Verilog HDL的产生与发展282.1.2 Verilog HDL的抽象级别292.1.3 Verilog HDL的特点292.2 数据类型及运算符302.2.1 常量312.2.2 变量332.2.3 运算符及优先级362.3 模块结构及描述方式432.3.1 模块结构432.3.2 描述方式462.4 逻辑控制语句542.4.1 条件语句（if-else语句）542.4.2 条件语句（case语句）562.4.3 循环语句582.5 系统任务及函数622.5.1 系统任务632.5.2 函数652.5.3 常用的系统任务及函数702.6 仿真文件撰写语法782.6.1 仿真文件的基本结构782.6.2 初始化过程792.6.3 测试向量生成802.6.4 波形输出802.6.5 仿真结果分析802.7 Verilog HDL设计实例812.7.1 简要语法总结812.7.2 设计实例82习题285第3章 Vivado集成开发环境863.1 Vivado简介863.1.1 Vivado安装及新建工程873.1.2 用户界面介绍933.1.3 工程创建943.1.4 实例讲解993.1.5 Vivado的功能特性1003.1.6 Vivado的五大特征1013.1.7 Vivado的两种工作模式1023.2 Vivado的设计1043.2.1 Vivado下的FPGA设计流程1043.2.2 Vivado系统级设计流程1053.3 Vivado设计套件1073.3.1 单一共享可扩展的数学模型1083.3.2 标准化XDC约束文件（SDC）1093.4 Vivado的调试过程1113.4.1 设计调试原理和方法1113.4.2 创建新的FIFO调试工程112习题3113第4章 Quartus Prime开发工具1144.1 软件介绍1144.1.1 软件安装1154.1.2 ModelSim的安装1204.1.3 用户界面1224.1.4 软件的工具与功能1254.2 设计流程1284.2.1 电路设计1334.2.2 综合1394.2.3 布局布线1424.2.4 仿真1464.2.5 ModelSim仿真1504.2.6 配置与下载1574.3 可支持扩展的EDA工具162习题4163第5章 常用IP核1645.1 ROM1645.1.1 ROM IP核特征1645.1.2 DPROM1655.1.3 SPROM1665.1.4 ROM IP核在Vivado中的实现1675.2 MMCM1725.2.1 MMCM IP 特征1735.2.2 MMCM模块输入/输出信号1745.2.3 相比于PLL的优势1745.2.4 MMCM IP核在Vivado中的实现1755.3 FFT1805.3.1 FFT IP 核特征1815.3.2 FFT 变体1815.3.3 变量串流1825.3.4 FFT处理器引擎1835.3.5 FFT IP核在Quartus中的实现1845.4 UART1895.4.1 UART IP核的特征1895.4.2 接口和寄存器1905.4.3 发射器与接收器逻辑1905.4.4 波特率1915.4.5 数据位，停止位，奇偶校验1915.4.6 UART IP核在Quartus中的实现192习题5200第6章 FPGA实验与应用实例2016.1 分路器2016.1.1 模块简介2016.1.2 模块代码2016.1.3 仿真测试2026.2 加法器2046.2.1 模块简介2056.2.2 模块代码2056.2.3 仿真测试2066.3 数字滤波器2086.3.1 模块简介2086.3.2 模块代码2096.3.3 仿真测试2096.4 有限状态机2126.4.1 模块简介2126.4.2 模块代码2126.4.3 仿真测试2136.5 PWM发生器2156.5.1 模块简介2156.5.2 模块代码2166.5.3 仿真测试2166.6 数字分频器2196.6.1 模块简介2196.6.2 模块代码2206.6.3 仿真测试2216.7 多路选择器2226.7.1 模块简介2226.7.2 模块代码2236.7.3 仿真测试2236.8 BCD与二进制转换2256.8.1 模块简介2266.8.2 模块代码2266.8.3 仿真测试2276.9 数码管显示2306.9.1 模块简介2306.9.2 模块代码2316.9.3 仿真测试2326.10 VGA显示驱动2346.10.1 模块简介2346.10.2 模块代码2376.10.3 仿真测试238习题6240
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随着信息技术的飞速发展，现场可编程门阵列（FPGA）作为现代电子系统设计的核心工具之一，其重要性日益凸显。FPGA以其高度的灵活性、可编程性和强大的并行处理能力，在科学研究、工程设计、工业生产等多个领域发挥着不可替代的作用。为了更好地满足广大读者对FPGA技术知识的渴求，我们精心编写了《FPGA原理与应用（第2版）》。本书不仅详细介绍了FPGA的基本原理、发展历程、设计流程以及开发工具等基础知识，还深入探讨了FPGA在多个前沿领域中的实际应用，涵盖了数字信号处理、嵌入式系统设计、网络通信、人工智能等热点领域。通过对这些领域的深入剖析，展示了FPGA如何凭借其高度并行处理能力和可编程性，成为现代电子系统设计的中流砥柱。此外，书中还增添了大量的可用于实验教学的应用案例与详细的实战分析，从基础设计到复杂系统实现，循序渐进地帮助读者掌握从理论到实践的完整过程。不仅如此，本书还结合了当前的FPGA技术动态，包括新一代芯片的特性、先进的设计工具及其在多样化领域的创新应用，旨在为读者提供前沿的设计思路和应用技巧，帮助读者全面提升在FPGA领域的知识深度和实操能力。与第1版相比，本书在以下几个方面进行了重点更新和改进。1. 技术内容更新：紧跟FPGA技术的发展，介绍了主流的FPGA芯片型号、设计工具和开发环境，使读者能够了解并掌握前沿的技术动态。2. 实验实例丰富多样：增加了大量实验设计实例，涵盖了从简单逻辑电路到复杂系统集成的全过程，帮助读者通过实践巩固理论知识，提高设计能力。3. 教学资源配套：为了方便读者学习和参考，本书配套了丰富的教学资源，包括电子课件、微课视频、实验指导书、代码库及在线答疑平台等，为读者提供全方位的学习支持。我们深知，一本好的教材是读者学习道路上的重要伙伴。因此，在编写过程中，我们始终坚持以读者为中心，注重内容的系统性、实用性和前沿性。希望本书能够成为广大读者学习FPGA技术的得力助手，帮助大家在FPGA的世界里探索、成长和进步。本次修订工作汇聚河南理工大学教师团队的智慧与努力，由李辉负责整体策划与协调等工作。吴楠承担第1章的编写，周巧喜负责第2章的编写，邹波蓉负责第3、4章的编写，张恺负责第5、6章的编写，此外，李小磊负责全书的校对工作，确保内容的准确性和规范性。本书的顺利出版，要感谢河南理工大学教务处以及物理与电子信息学院给予的大力支持和帮助，同时感谢李馨馨编辑的辛劳付出。我们也期待广大读者在阅读过程中提出宝贵的意见和建议，以便在未来的修订中不断完善和提升。最后，祝愿每一位读者都能够在FPGA的世界里收获满满的知识和乐趣！
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