作者：屈民军，唐奕，马洪庆
页数：340
出版社：科学出版社
出版日期：2017
ISBN：9787030577498
电子书格式：pdf/epub/txt
内容简介
本书是通信信息工程特色专业的核心课程的教材之一，由多年从事数字电子技术理论和实验教学的教师合作完成。以培养学生综合设计和创新能力为原则精选实验内容，强调基础性、系统性和实用生。本书内容包括数字系统设计方法、仿真及测试代码的编写、实验平台的使用、数字系统基础实验、数字系统综合实验、MIPS微处理器的设计和应用、自选课题介绍等七章，共30多个实验。
本书特色
本书是电子类专业核心课程的教材之一，由多年从事数字电子技术理论和实验教学的教师合作完成。书中以Xilinx公司的VivadoFPGA设计套件为基础，硬件平台以Xilinx的NexysVideoArtix-7FPGA多媒体音视频智能互联系统为主，并辅以Basys3FPGA口袋开发板；软件平台采用ModelSim、Vivado等专用开发工具，循序渐进地介绍数字系统设计的原理和方法。《BR》 本书内容包括数字系统设计方法介绍、VerilogHDL介绍、仿真及测试代码的编写、实验软/硬件平台的使用、数字系统基础实验、数字系统综合实验、MIPS微处理器的设计和应用等7章。作者本着培养学生综合设计和创新能力的原则精心设计了29个实验项目，以设计性、综合性和探索性实验为主，强调多学科知识的交叉应用，以达到培养和提高学生实验的综合技能的目的。
目录
第1章 FPGA与数字系统设计
1.1 现场可编程逻辑器件
1.1.1 概述
1.1.2 FPGA发展历史
1.1.3 FPGA芯片的结构
1.2 数字系统设计方法
1.2.1 数字系统的基本组成
1.2.2 数字系统的结构化设计方法
1.2.3 数字系统设计实例
1.3 基于FPGA的数字系统设计流程
1.4 基于FPGA的数字系统的调试
1.4.1 数字系统的调试
1.4.2 选择合适的FPGA 调试方法
第2章 Verilog HDL
2.1 初识Verilog HDL
2.1.1 概述
2.1.2 Verilog HDL的基本结构
2.2 Verilog HDL的基础知识
2.2.1 词法
2.2.2 常量
2.2.3 数据类型和变量
2.2.4 参数
2.2.5 模块端口类型
2.2.6 运算符及优先级
2.3 Verilog HDL的描述语句
2.3.1 数据流描述语句
2.3.2 行为描述语句
2.3.3 Verilog描述风格及层次化设计
2.3.4 编译预处理指令
2.4 有限状态机的描述
2.4.1 状态机的结构
2.4.2 状态机的Verilog HDL 描述方法
2.5 设计举例与技巧
2.5.1 常用组合电路的设计
2.5.2 常用时序电路的设计
2.5.3 数字系统设计实例
第3章 testbench的编写
3.1 概述
3.2 testbench的结构形式
3.2.1 testbench的基本结构
3.2.2 testbench结构实例详解
3.3 常用的系统任务和系统函数
3.4 testbench的激励和响应
3.4.1 testbench的激励方式
3.4.2 仿真结果分析方式
3.5 常用激励信号的一些描述形式
3.6 testbench实例
3.6.1 组合乘法器实例
3.6.2 视频显示接口仿真实例
3.6.3 PS2 键盘接口电路实例
3.6.4 PS2 鼠标接口电路实例
第4章 数字系统实验平台的使用
实验1 ModelSim仿真软件的使用
实验2 Vivado软件的使用
实验3 IP内核的使用与仿真
实验4 ILA的逻辑分析仪实验
第5章 数字系统设计的基础实验
实验5 常用组合电路模块的设计和应用
实验6 浮点数加法器的设计
实验7 常用时序电路模块的设计和应用
实验8 快速加法器的设计
实验9 快速乘法器的设计
实验10 学号滚动显示实验
实验11 异步输入的同步器和开关防颤动电路的设计
第6章 数字系统综合设计实验
实验12 数字式秒表
实验13 低频数字式相位测量仪的设计
实验14 全数字锁相环的设计
实验15 直接数字频率合成技术(DDS)的设计与实现
实验16 基于FPGA的FIR数字滤波器的设计
实验17 数字下变频器(DDC)的设计
实验18 音频编解码芯片接口设计
实验19 音乐播放实验
实验20 基于FPGA的实时语音变声系统的设计
实验21 HDMI显示器接口设计实验
实验22 键盘接口实验
实验23 鼠标接口实验
实验24 文本输入与显示实验
实验25 动态显示实验
实验26 点灯游戏的设计
实验27 推箱子游戏的设计
第7章 CPU设计
实验28 多周期MIPS微处理器设计
实验29 流水线MIPS微处理器设计
附录A Basys3开发板的使用
A.1 FPGA主芯片介绍
A.2 电源电路
A.3 时钟电路
A.4 基本I/O接口
A.5 数码管电路
A.6 I/O扩展电路
A.7 USB-UART桥接电路
A.8 USB HID Host
A.9 VGA接口
A.10 FPGA调试及配置电路
附录B Nexys Video开发板的使用
B.1 FPGA主芯片介绍
B.2 电源电路
B.3 时钟电路
B.4 基本I/O接口
B.5 I/O扩展电路
B.6 音频编解码(CODEC)接口电路
B.7 USB-UART桥接电路
B.8 USB HID Host
B.9 HDMI接口
B.10 FPGA调试及配置电路
附录C ASCII码表
附录D 仿真环境的建立
参考文献
1.1 现场可编程逻辑器件
1.1.1 概述
1.1.2 FPGA发展历史
1.1.3 FPGA芯片的结构
1.2 数字系统设计方法
1.2.1 数字系统的基本组成
1.2.2 数字系统的结构化设计方法
1.2.3 数字系统设计实例
1.3 基于FPGA的数字系统设计流程
1.4 基于FPGA的数字系统的调试
1.4.1 数字系统的调试
1.4.2 选择合适的FPGA 调试方法
第2章 Verilog HDL
2.1 初识Verilog HDL
2.1.1 概述
2.1.2 Verilog HDL的基本结构
2.2 Verilog HDL的基础知识
2.2.1 词法
2.2.2 常量
2.2.3 数据类型和变量
2.2.4 参数
2.2.5 模块端口类型
2.2.6 运算符及优先级
2.3 Verilog HDL的描述语句
2.3.1 数据流描述语句
2.3.2 行为描述语句
2.3.3 Verilog描述风格及层次化设计
2.3.4 编译预处理指令
2.4 有限状态机的描述
2.4.1 状态机的结构
2.4.2 状态机的Verilog HDL 描述方法
2.5 设计举例与技巧
2.5.1 常用组合电路的设计
2.5.2 常用时序电路的设计
2.5.3 数字系统设计实例
第3章 testbench的编写
3.1 概述
3.2 testbench的结构形式
3.2.1 testbench的基本结构
3.2.2 testbench结构实例详解
3.3 常用的系统任务和系统函数
3.4 testbench的激励和响应
3.4.1 testbench的激励方式
3.4.2 仿真结果分析方式
3.5 常用激励信号的一些描述形式
3.6 testbench实例
3.6.1 组合乘法器实例
3.6.2 视频显示接口仿真实例
3.6.3 PS2 键盘接口电路实例
3.6.4 PS2 鼠标接口电路实例
第4章 数字系统实验平台的使用
实验1 ModelSim仿真软件的使用
实验2 Vivado软件的使用
实验3 IP内核的使用与仿真
实验4 ILA的逻辑分析仪实验
第5章 数字系统设计的基础实验
实验5 常用组合电路模块的设计和应用
实验6 浮点数加法器的设计
实验7 常用时序电路模块的设计和应用
实验8 快速加法器的设计
实验9 快速乘法器的设计
实验10 学号滚动显示实验
实验11 异步输入的同步器和开关防颤动电路的设计
第6章 数字系统综合设计实验
实验12 数字式秒表
实验13 低频数字式相位测量仪的设计
实验14 全数字锁相环的设计
实验15 直接数字频率合成技术(DDS)的设计与实现
实验16 基于FPGA的FIR数字滤波器的设计
实验17 数字下变频器(DDC)的设计
实验18 音频编解码芯片接口设计
实验19 音乐播放实验
实验20 基于FPGA的实时语音变声系统的设计
实验21 HDMI显示器接口设计实验
实验22 键盘接口实验
实验23 鼠标接口实验
实验24 文本输入与显示实验
实验25 动态显示实验
实验26 点灯游戏的设计
实验27 推箱子游戏的设计
第7章 CPU设计
实验28 多周期MIPS微处理器设计
实验29 流水线MIPS微处理器设计
附录A Basys3开发板的使用
A.1 FPGA主芯片介绍
A.2 电源电路
A.3 时钟电路
A.4 基本I/O接口
A.5 数码管电路
A.6 I/O扩展电路
A.7 USB-UART桥接电路
A.8 USB HID Host
A.9 VGA接口
A.10 FPGA调试及配置电路
附录B Nexys Video开发板的使用
B.1 FPGA主芯片介绍
B.2 电源电路
B.3 时钟电路
B.4 基本I/O接口
B.5 I/O扩展电路
B.6 音频编解码(CODEC)接口电路
B.7 USB-UART桥接电路
B.8 USB HID Host
B.9 HDMI接口
B.10 FPGA调试及配置电路
附录C ASCII码表
附录D 仿真环境的建立
参考文献
