FPGA項目開發(fā)實戰(zhàn)講解

第1章  FPGA介紹 1
1.1  FPGA的優(yōu)勢 1
1.2  FPGA典型結(jié)構(gòu)圖 2
1.3  LUT原理 6
1.4  FPGA上電配置過程時序圖 7
1.5  FPGA基本開發(fā)流程 10
第2章  Verilog語法介紹 13
2.1  Verilog HDL語言簡介 13
2.1.1  什么是Verilog HDL 13
2.1.2  Verilog HLC的歷史 13
2.2  Verilog HDL和VHDL語言比較 14
2.3  Verilog語法介紹 15
2.3.1  模塊 15
2.3.2  常量 16
2.3.3  parameter與define的區(qū)別 18
2.3.4  reg和wire 19
2.3.5  操作符 21
2.3.6  assign和always語句 21
2.3.7  if和case語句 23
2.3.8  循環(huán)語句 25
2.3.9  模塊實例化 25
2.3.10  預處理指令 26
2.3.11  系統(tǒng)任務(wù) 26
2.3.12  task和function語句的區(qū)別 29
2.3.13  文件操作 30
第3章  FPGA開發(fā)必要的技術(shù)積累 33
3.1  鎖存器、觸發(fā)器 33
3.2  時序的基本概念 34
3.2.1  建立和保持時間 34
3.2.2  同步系統(tǒng)中時序分析 34
3.3  異步時鐘域和亞穩(wěn)態(tài) 37
3.3.1  什么是亞穩(wěn)態(tài) 37
3.3.2  亞穩(wěn)態(tài)發(fā)生場合 37
3.3.3  亞穩(wěn)態(tài)危害 38
3.3.4  怎么減少亞穩(wěn)態(tài)的發(fā)生 38
3.3.5  案例：亞穩(wěn)態(tài)導致通信異常 39
3.4  狀態(tài)機的設(shè)計 39
3.5  復位信號 40
3.5.1  同步復位和異步復位比較 40
3.5.2  案例：和復位信號相關(guān)的項目 41
3.6  串并轉(zhuǎn)換和并串轉(zhuǎn)換 42
3.7  流水技術(shù) 42
3.7.1  流水技術(shù)原理 42
3.7.2  案例：NAND FLASH流水實現(xiàn)高速存儲 43
3.8  乒乓操作 44
3.9  雙向端口使用 45
3.9.1  數(shù)據(jù)總線的設(shè)計 45
3.9.2  程序設(shè)計 45
3.9.3  案例：MCU接口程序 46
3.10  Xilinx原語介紹 49
3.10.1  時鐘組件 49
3.10.2  吉比特收發(fā)器組件 50
3.10.3  I/O端口組件 50
3.10.4  IBUFDS 51
3.10.5  IDELAY 52
3.10.6  OBUFDS 53
3.11  DCM原理 54
3.12  RAM核的使用 56
3.13  FPGA時序約束 60
3.13.1  FPGA約束介紹 60
3.13.2  案例：500MSPS的A/D轉(zhuǎn)換器 63
3.14  生成IP核 70
3.14.1  生成IP核的方法 70
3.14.2  案例：生成IP核的具體操作過程 71
3.15  保持層次關(guān)系 73
3.16  Chipscope ICON和ILA 75
3.16.1  Chipscope介紹 75
3.16.2  案例：以DSP接口程序為例介紹使用流程 77
3.17  Verilog編碼風格注意事項總結(jié) 79
3.18  FPGA學習步驟 80
3.19  FPGA工作方式 81
第4章  FIFO控制器設(shè)計 83
4.1  FIFO相關(guān)的概念 83
4.2  設(shè)計指標 84
4.3  同步FIFO設(shè)計 84
4.3.1  雙端口RAM介紹 84
4.3.2  同步FIFO設(shè)計 85
4.4  異步FIFO設(shè)計 88
4.4.1  空/滿標志的產(chǎn)生 88
4.4.2  亞穩(wěn)態(tài)問題 88
4.4.3  格雷碼 89
4.4.4  異步FIFO設(shè)計及結(jié)果 90
第5章  串口通信模塊設(shè)計 95
5.1  串口通信概述 95
5.1.1  串口介紹 95
5.1.2  串口幀格式 96
5.2  設(shè)計指標 97
5.3  串口通信模塊方案 97
5.3.1  原理框圖 97
5.3.2  FPGA方案 98
5.4  串口通信各個模塊設(shè)計 99
5.4.1  MCU配置模塊設(shè)計 99
5.4.2  發(fā)送模塊設(shè)計 106
5.4.3  接收模塊設(shè)計 114
5.4.4  頂層模塊 123
5.5  串口通信模塊調(diào)試注意事項 126
第6章  數(shù)/模及模/數(shù)轉(zhuǎn)換控制模塊設(shè)計 127
6.1  相關(guān)技術(shù)介紹 127
6.1.1  數(shù)/模轉(zhuǎn)換器（DAC）介紹 127
6.1.2  模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）介紹 129
6.1.3  數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片AD5641介紹 131
6.1.4  模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADS7230介紹 132
6.2  技術(shù)指標要求 135
6.3  D/A模塊設(shè)計 136
6.4  AD模塊設(shè)計 141
6.5  遇到的問題、排查及定位 148
第7章  HDLC總線控制器設(shè)計 149
7.1  HDLC協(xié)議介紹 149
7.2  CRC校驗 150
7.3  設(shè)計技術(shù)指標 150
7.4  HDLC電路圖 150
7.5  HDLC總線控制器模塊劃分 151
7.6  HDLC總線控制器各個模塊設(shè)計 152
7.6.1  CRC模塊設(shè)計 152
7.6.2  發(fā)送編碼設(shè)計及結(jié)果 152
7.6.3  接收解碼設(shè)計及結(jié)果 163
7.7  遇到的問題及解決辦法 174
第8章  SDRAM控制器設(shè)計 175
8.1  SDRAM簡介 175
8.2  SDRAM芯片介紹 176
8.3  SDRAM設(shè)計方案 178
8.3.1  刷新周期的問題 180
8.3.2  初始化模塊 183
8.3.3  定時刷新請求信號產(chǎn)生模塊 184
8.3.4  讀/寫請求產(chǎn)生模塊 185
8.3.5  讀/寫狀態(tài)機 187
第9章  NAND FLASH控制器設(shè)計 195
9.1  NAND FLASH介紹 195
9.1.1  NAND FLASH信號功能介紹 195
9.1.2  芯片存儲陣列結(jié)構(gòu)和地址尋址 196
9.1.3  NAND FLASH時序圖介紹 197
9.2  設(shè)計技術(shù)指標 201
9.3  原理圖介紹 202
9.4  NAND FLASH控制器方案 202
9.5  NAND FLASH各個模塊設(shè)計 203
9.5.1  MCU接口模塊 203
9.5.2  FLASH管理模塊 205
9.5.3  NAND FLASH壞塊表查找模塊設(shè)計 209
9.5.4  NAND FLASH頁查找模塊設(shè)計 210
9.5.5  NAND FLASH讀模塊設(shè)計 211
9.5.6  NAND FLASH寫模塊設(shè)計 212
9.5.7  NAND FLASH塊擦除模塊設(shè)計 214
9.6  遇到的問題及解決辦法 217
9.6.1  對FLASH的讀/寫不能完成 217
9.6.2  讀/寫不穩(wěn)定 217
第10章  1553B總線控制器設(shè)計 218
10.1  1553B總線介紹 218
10.1.1  總線拓撲結(jié)構(gòu) 219
10.1.2  編碼方式 220
10.1.3  1553B數(shù)據(jù)格式 220
10.1.4  總線數(shù)據(jù)傳輸過程說明 223
10.2  設(shè)計技術(shù)指標 224
10.3  原理圖介紹 224
10.4  收發(fā)器芯片介紹 224
10.5  1553B總線控制器方案 225
10.6  1553B總線控制器各個模塊設(shè)計 226
10.6.1  曼徹斯特編碼模塊設(shè)計 226
10.6.2  曼徹斯特解碼模塊設(shè)計 230
10.6.3  協(xié)議處理模塊設(shè)計 231
10.6.4  RT接收模塊設(shè)計 238
10.6.5  RT發(fā)送模塊設(shè)計 242
10.6.6  RT-RT模塊設(shè)計 243
10.6.7  Broadcast模塊設(shè)計 243
10.7  測試結(jié)果 245
10.8  遇到的問題及解決辦法 246
參考文獻 247
后記 248