你好FPGA：一本可以聽的入門書

第1章 沒有金剛鉆，不攬瓷器活 1 1.1 Quartus II 15.0——溫婉簡(jiǎn)約編譯器 1 1.1.1 寫在前面的話 1 1.1.2 Altera Quartus II 15.0安裝 1 1.2 ModelSim 10.3d——獨(dú)具慧眼仿真工 7 1.3 級(jí)聯(lián)調(diào)試——標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)勢(shì)必行 7 第2章 工欲善其事，必先利其器 31 2.1 工程規(guī)范——我的地盤，你說(shuō)了算 31 2.2 初識(shí)流水燈——很傻很天真 31 2.2.1 項(xiàng)目需求 31 2.2.2 相關(guān)技術(shù)介紹 31 2.2.3 硬件設(shè)計(jì) 32 2.2.4 頂層架構(gòu)設(shè)計(jì) 32 2.2.5 端口描述 33 2.2.6 代碼解釋 33 2.3 測(cè)試文件——一切都似曾相識(shí) 39 第3章 諄諄教誨莫相忘，字字珠璣記心頭 41 3.1 賦值語(yǔ)句——你是我的最愛 41 3.1.1 寫在前面的話 41 3.1.2 非阻塞賦值語(yǔ)句 41 3.1.3 阻塞賦值語(yǔ)句 43 3.2 關(guān)系運(yùn)算符——心中永遠(yuǎn)的痛 45 3.2.1 寫在前面的話 45 3.2.2 關(guān)系運(yùn)算符的種類 45 3.2.3 關(guān)系運(yùn)算符的使用意義 45 3.2.4 關(guān)系運(yùn)算符與算數(shù)運(yùn)算符優(yōu)先級(jí) 45 3.3 if-else 與 case——永遠(yuǎn)的歡喜冤家 45 3.3.1 寫在前面的話 45 3.3.2 if-else 條件分支語(yǔ)句 46 3.3.3 case分支控制語(yǔ)句 50 3.3.4 case語(yǔ)句和if-else語(yǔ)句的區(qū)別 52 3.4 縮減運(yùn)算符——就這樣變沒了 52 3.4.1 寫在前面的話 52 3.4.2 工程實(shí)例 52 3.5 移位運(yùn)算符——性子總是這么直 54 3.5.1 寫在前面的話 54 3.5.2 移位運(yùn)算符實(shí)例 55 3.6 位拼運(yùn)算符——聰慧靈秀惹人妒 57 3.6.1 寫在前面的話 57 3.6.2 代碼實(shí)例 57 第4章 會(huì)當(dāng)凌絕頂，設(shè)計(jì)Top-Down 59 4.1 層次化設(shè)計(jì)方法——心中永遠(yuǎn)的女神 59 4.1.1 寫在前面的話 59 4.1.2 層次化設(shè)計(jì)框圖示例 59 4.1.3 層次化設(shè)計(jì)實(shí)例 60 4.2 層次化設(shè)計(jì)技巧——巧奪天工磚瓦匠 65 4.2.1 寫在前面的話 65 4.2.2 電平觸發(fā) 65 4.2.3 尖峰脈沖 66 第5章 內(nèi)涵豐富本領(lǐng)多，誰(shuí)與爭(zhēng)鋒IP核 68 5.1 鎖相環(huán)——速度，你說(shuō)了算 68 5.1.1 寫在前面的話 68 5.1.2 項(xiàng)目需求 68 5.1.3 操作步驟 68 5.1.4 頂層架構(gòu)設(shè)計(jì) 73 5.1.5 端口功能 73 5.1.6 代碼解釋 73 5.1.7 仿真結(jié)果分析 75 5.2 ROM——只有你最慷慨 75 5.2.1 寫在前面的話 75 5.2.2 項(xiàng)目需求 75 5.2.3 操作步驟 75 5.2.4 頂層架構(gòu)設(shè)計(jì) 80 5.2.5 模塊功能介紹 80 5.2.6 模塊端口和內(nèi)部連線描述 80 5.2.7 代碼解釋 80 5.2.8 仿真分析 83 5.3 RAM——有入有出，公平合理 84 5.3.1 寫在前面的話 84 5.3.2 項(xiàng)目需求 84 5.3.3 操作步驟 84 5.3.4 頂層架構(gòu)設(shè)計(jì) 86 5.3.5 模塊功能介紹 86 5.3.6 模塊端口和內(nèi)部連線描述 87 5.3.7 代碼解釋 87 5.2.8 仿真分析 90 5.4 FIFO——重中之重緩存器 91 5.4.1 寫在前面的話 91 5.4.2 項(xiàng)目需求 91 5.4.3 操作步驟 91 5.4.4 頂層架構(gòu)設(shè)計(jì) 94 5.4.5 模塊功能介紹 95 5.4.6 模塊端口和內(nèi)部連線描述 95 5.4.7 代碼解釋 95 5.4.8 仿真分析 100 5.5 移位寄存器——你是我的驕傲 101 5.5.1 寫在前面的話 101 5.5.2 功能要求 102 5.5.3 操作步驟 103 5.5.4 頂層架構(gòu)設(shè)計(jì) 105 5.5.5 模塊功能介紹 105 5.5.6 模塊端口和內(nèi)部連線描述 105 5.5.7 代碼解釋 106 5.5.8 仿真分析 110 第6章 基礎(chǔ)項(xiàng)目我在行，信手拈來(lái)顯聰慧 111 6.1 二選一之戰(zhàn)——我只是個(gè)新兵 111 6.1.1 寫在前面的話 111 6.1.2 項(xiàng)目需求 111 6.1.3 系統(tǒng)架構(gòu) 111 6.1.4 模塊功能介紹 111 6.1.5 頂層模塊端口描述 111 6.1.6 代碼解釋 112 6.1.7 仿真分析 113 6.1.8 二選一數(shù)據(jù)寄存 114 6.2 三態(tài)門之戰(zhàn)——機(jī)關(guān)算盡太聰明 116 6.2.1 寫在前面的話 116 6.2.2 項(xiàng)目需求 116 6.2.3 系統(tǒng)架構(gòu) 117 6.2.4 模塊功能介紹 117 6.2.5 頂層模塊端口描述 117 6.2.6 代碼解釋 117 6.2.7 仿真分析 119 6.3 串并轉(zhuǎn)換——你無(wú)處不在 120 6.3.1 寫在前面的話 120 6.3.2 需求分析 120 6.3.3 頂層框架設(shè)計(jì) 120 6.3.4 頂層模塊端口介紹 121 6.3.5 代碼實(shí)現(xiàn) 121 6.4 generate語(yǔ)句——呵呵，你就會(huì)偷懶 125 6.4.1 寫在前面的話 125 6.4.2 基本概念 126 6.4.3 generate_for語(yǔ)句 126 6.2.4 generate_if語(yǔ)句 132 6.4.5 generate_case語(yǔ)句 133 6.5 邊沿檢測(cè)——如此高大上 135 6.5.1 寫在前面的話 135 6.5.2 電路原理分析 135 6.5.3 頂層框架結(jié)構(gòu) 136 6.5.4 頂層模塊端口介紹 136 6.5.5 代碼實(shí)現(xiàn) 136 6.5.6 仿真波形分析 138 6.6 按鍵消抖—且看老夫手段 139 6.6.1 寫在前面的話 139 6.6.2 基于尖峰脈沖的按鍵消抖 139 6.6.3 項(xiàng)目需求 139 6.6.4 誤區(qū)排除 139 6.6.5 設(shè)計(jì)思路 140 6.6.6 系統(tǒng)框架 140 6.6.7 頂層端口描述 141 6.6.8 代碼解釋 141 6.6.9 仿真分析 144 第7章 沒有標(biāo)準(zhǔn)的方法，但見可行的技巧 146 7.1 異步復(fù)位同步釋放——高端神秘你最帥 146 7.1.1 寫在前面的話 146 7.1.2 基本概念 146 7.1.3 代碼舉例 146 7.1.4 異步復(fù)位同步釋放電路 148 7.2 任意分頻之戰(zhàn)——一切都如此簡(jiǎn)單 155 7.2.1 寫在前面的話 155 7.2.2 實(shí)現(xiàn)原理 156 7.2.3 系統(tǒng)框架 156 7.2.4 頂層模塊端口描述 156 7.2.5 代碼分析 156 7.2.6 仿真分析 159 7.3 二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)BCD——終極進(jìn)化 160 7.3.1 寫在前面的話 160 7.3.2 基本概念 160 7.3.3 逐步移位法原理 160 7.3.4 設(shè)計(jì)任務(wù) 161 7.3.5 頂層框圖設(shè)計(jì) 161 7.3.6 代碼實(shí)現(xiàn) 163 7.3.7 仿真分析 165 7.4 BCD轉(zhuǎn)二進(jìn)制——返璞歸真 166 7.4.1 寫在前面的話 166 7.4.2 基本概念 166 7.4.3 移位算法原理 166 7.4.4 頂層框架圖 166 7.4.5 頂層模塊端口介紹 167 7.4.6 代碼實(shí)現(xiàn) 167 7.4.7 仿真分析 169 7.5 流水線設(shè)計(jì)之戰(zhàn)——效率決定成敗 170 7.5.1 寫在前面的話 170 7.5.2 流水線的基本概念 170 7.5.3 流水線改造實(shí)例 171 7.6 Signaltap 之戰(zhàn)——奸細(xì)，哪里逃 177 7.6.1 寫在前面的話 177 7.6.2 背景知識(shí) 178 7.6.3 典型的SignalTap II調(diào)試流程 180 7.6.4 SignalTap II調(diào)試具體操作步驟 180 7.6.5 具體步驟 181 第8章 進(jìn)階首選我當(dāng)前，乘勝追擊勢(shì)必行 204 8.1 字符狀態(tài)機(jī)之戰(zhàn)——進(jìn)來(lái)的，都要審查 204 8.1.1 寫在前面的話 204 8.1.2 項(xiàng)目需求 204 8.1.3 解決方案 204 8.1.4 系統(tǒng)架構(gòu) 204 8.1.5 模塊功能介紹 204 8.1.6 頂層模塊端口描述 205 8.1.7 代碼解釋 205 8.1.8 仿真分析 210 8.2 數(shù)碼管之戰(zhàn)——好像勝利的曙光 210 8.2.1 寫在前面的話 210 8.2.2 項(xiàng)目需求 210 8.2.3 原理分析 210 8.2.4 單個(gè)數(shù)碼管顯示 212 8.2.5 6個(gè)數(shù)碼管顯示 215 8.3 PS2之戰(zhàn)——鍵盤原來(lái)是這樣 221 8.3.1 寫在前面的話 221 8.3.2 項(xiàng)目需求 221 8.3.3 原理分析 222 8.3.4 系統(tǒng)架構(gòu) 223 8.3.5 模塊功能介紹 223 8.3.6 頂層模塊端口描述 223 8.3.7 用Signaltap II分析波形 223 8.3.8 代碼解釋 225 8.3.9 仿真分析 232 8.4 矩陣鍵盤之戰(zhàn)——嚴(yán)密的資源整合 233 8.4.1 寫在前面的話 233 8.4.2 項(xiàng)目需求 233 8.4.3 矩陣鍵盤的原理 233 8.4.4 架構(gòu)設(shè)計(jì) 235 8.4.5 模塊功能介紹 235 8.4.6 頂層模塊端口描述 235 8.4.7 代碼解釋 235 8.4.8 仿真分析 241 8.5 IIC之戰(zhàn)——配置離不開你 241 8.5.1 寫在前面的話 241 8.5.2 項(xiàng)目需求 242 8.5.3 IIC的原理分析 242 8.5.4 架構(gòu)設(shè)計(jì) 246 8.5.5 模塊功能介紹 246 8.5.6 頂層模塊端口描述 246 8.5.7 代碼解釋 246 8.5.8 仿真分析 263 8.6 串口通信之戰(zhàn)——通信終于暢通了 264 8.6.1 寫在前面的話 264 8.6.2 項(xiàng)目需求 265 8.6.3 UART的原理分析 265 8.6.4 系統(tǒng)架構(gòu) 266 8.6.5 模塊功能介紹 268 8.6.6 模塊端口和內(nèi)部連線描述 268 8.6.7 代碼解釋 268 8.5.8 仿真分析 276 8.7 VGA之戰(zhàn)——我型我酷炫 276 8.7.1 寫在前面的話 276 8.7.2 什么是VGA 277 8.7.3 VGA接口 277 8.7.4 VGA顯示原理 278 8.7.5 頂層框架 280 8.7.6 頂層模塊端口描述 280 8.7.7 代碼實(shí)現(xiàn) 280 8.7.8 仿真分析 285 8.8 12864液晶之戰(zhàn)——心靈的窗口 285 8.8.1 寫在前面的話 285 8.8.2 基本概念 285 8.8.3 硬件電路結(jié)構(gòu) 286 8.8.4 官方代碼解析 287 8.8.5 項(xiàng)目需求 293 8.8.6 系統(tǒng)架構(gòu) 293 8.8.7 代碼解釋 294 8.8.8 仿真分析 305 8.9 DDS——形隨心動(dòng) 305 8.9.1 寫在前面的話 305 8.9.2 項(xiàng)目需求 305 8.9.3 項(xiàng)目分析 305 8.9.4 系統(tǒng)架構(gòu) 306 8.9.5 模塊功能介紹 306 8.9.6 頂層端口和內(nèi)部連線描述 306 8.9.7 波形數(shù)據(jù)的由來(lái) 307 8.9.8 波形發(fā)生器（不可調(diào)頻和調(diào)相） 308 8.9.9 波形發(fā)生器（不可調(diào)頻，但可以調(diào)相） 312 8.9.10 波形發(fā)生器（可以調(diào)頻，可以調(diào)相） 315 8.9.11 最終設(shè)計(jì) 318 8.10 蜂鳴器之戰(zhàn)——奏響凱旋的樂章 322 8.10.1 寫在前面的話 322 8.10.2 什么是蜂鳴器 322 8.10.3 設(shè)計(jì)任務(wù) 323 8.10.4 頂層端口介紹 325 8.10.5 代碼解釋 325 8.10.6 仿真分析 331