FPGA-Based System Design pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Prentice Hall

作者:Wayne Wolf

出品人:

页数:576

译者:

出版时间:2004-6-25

价格:USD 115.00

装帧:Paperback

isbn号码:9780137033485

丛书系列:

图书标签:

正在做实验
FPGA
FPGA
数字电路设计
Verilog
VHDL
系统设计
嵌入式系统
硬件描述语言
可编程逻辑器件
数字信号处理
通信系统

下载链接在页面底部

facebook linkedin mastodon messenger pinterest reddit telegram twitter viber vkontakte whatsapp 复制链接

想要找书就要到图书目录大全

book.wenda123.org

立刻按 ctrl+D收藏本页

你会得到大惊喜!!

具体描述

Everything FPGA designers need to know about FPGAs and VLSI Digital designs once built in custom silicon are increasingly implemented in field programmable gate arrays (FPGAs). Effective FPGA system design requires a strong understanding of VLSI issues and constraints, and an understanding of the latest FPGA-specific techniques. In this book, Princeton University's Wayne Wolf covers everything FPGA designers need to know about all these topics: both the "how" and the "why." Wolf begins by introducing the essentials of VLSI: fabrication, circuits, interconnects, combinational and sequential logic design, system architectures, and more. Next, he demonstrates how to reflect this VLSI knowledge in a state-of-the-art design methodology that leverages FPGA's most valuable characteristics while mitigating its limitations. Coverage includes: * How VLSI characteristics affect FPGAs and FPGA-based logic design * How classical logic design techniques relate to FPGA-based logic design * Understanding FPGA fabrics: the basic programmable structures of FPGAs * Specifying and optimizing logic to address size, speed, and power consumption * Verilog, VHDL, and software tools for optimizing logic and designs * The structure of large digital systems, including register-transfer design methodology * Building large-scale platform and multi-FPGA systems * A start-to-finish DSP case study addressing a wide range of design problems PRENTICE HALL Professional Technical Reference Upper Saddle River, NJ 07458 www.phptr.com ISBN: 0-13-142461-0

《数字系统设计与硬件描述语言实践》内容简介本书旨在为电子工程、计算机科学与技术领域的学生、工程师以及技术爱好者提供一套全面且深入的数字系统设计与实现教程。全书立足于现代电子设计自动化（EDA）工具和标准硬件描述语言（HDL），系统地阐述了从基础逻辑单元到复杂微处理器子系统的设计流程、验证方法与实践技巧。本书内容涵盖了数字电路理论的巩固、硬件描述语言（VHDL与Verilog）的精讲，以及如何利用这些工具将理论概念转化为实际可执行的硬件描述。我们特别强调设计方法的迭代性、模块化原则以及对时序约束的精确控制，这些都是构建高性能、高可靠性数字系统的核心要素。 --- 第一部分：数字系统基础与建模方法论第一章：数字系统设计的基石本章首先回顾了CMOS技术的基本原理及其对数字电路性能的影响。我们将深入探讨组合逻辑电路（如编码器、译码器、多路复用器、加法器）的设计与优化，并引入关键性能指标，如传播延迟、功耗和扇出。随后，转向时序逻辑电路，详细分析锁存器与触发器（D, JK, T）的工作机制，并阐明锁相环（PLL）和延迟锁定环（DLL）在时钟分配网络中的作用。第二章：硬件描述语言（HDL）导论本章聚焦于硬件描述语言的哲学：它们如何描述并行性、并发性和结构。我们将对比介绍VHDL和Verilog语言的核心特性，包括数据类型、操作符、结构化语句（如`PROCESS`, `ALWAYS`块）和行为建模的差异。重点在于理解什么是“可综合代码”（Synthesizable Code），及其与仿真代码的区别，为后续的高层次设计打下坚实基础。第三章：结构化与行为级建模深入讲解如何使用HDL实现设计。结构化建模部分侧重于实例化、端口映射和层次化设计，展示如何将基本逻辑门或预定义模块组装成复杂电路。行为建模部分则着重于使用高级结构（如`if-else`, `case`, `for`循环）来描述算法或数据流，并探讨何时使用并行赋值与顺序赋值。本章通过多个实际案例，演示如何从规范文档直接映射到HDL代码。 --- 第二部分：核心功能模块的设计与实现第四章：组合逻辑的高效实现本章致力于优化组合逻辑电路的实现。我们将分析卡诺图（Karnaugh Map）和Quine-McCluskey方法在小型电路中的应用，并重点讨论使用HDL进行逻辑综合后的实际门级网表优化。针对大型系统，本章引入了有限状态机（FSM）的编码技术（如独热编码、格雷码编码），并详细讨论了如何避免竞争冒险（Hazards）和毛刺现象，确保输出的稳定性。第五章：同步时序电路的设计精要同步电路是绝大多数现代数字系统的核心。本章详细讲解了寄存器组、移位寄存器和同步计数器的设计。特别地，我们将深入探讨流水线（Pipelining）技术的原理与应用，分析其在提高系统吞吐量方面的优势与引入的时序挑战（如流水线寄存器的插入与数据旁路）。第六章：存储器子系统的构建本章涵盖了各种存储器的建模与接口。我们将实现静态随机存取存储器（SRAM）和动态随机存取存储器（DRAM）的模型，重点在于理解存储器的地址译码、数据读写控制时序。此外，还包括对先进存储技术如双端口RAM（Dual-Port RAM）和先进FIFO（First-In, First-Out）缓冲器的设计，用于解决跨时钟域数据传输中的同步问题。 --- 第三部分：系统级组件与验证第七章：算术逻辑单元（ALU）的设计与优化本章集中于数字信号处理和计算核心——ALU。我们将从最基础的加法器开始，逐步构建更复杂的算术单元，包括无符号/有符号乘法器（Booth算法的HDL实现）和快速除法器的设计。本章会特别关注如何利用资源共享和并行性来优化运算速度，并讨论处理溢出和负数表示（二进制补码）的规范方法。第八章：总线结构与接口协议现代系统依赖于高效的数据传输。本章介绍了常见的片上总线架构，如点对点、共享总线和交叉开关（Crossbar Switch）。我们将详细分析和实现如AXI（Advanced eXtensible Interface）或Wishbone等标准的握手协议（Handshaking Protocols），理解它们如何管理突发传输、仲裁机制和内存映射。第九章：数字系统的验证与调试一个经过充分验证的设计才是可靠的设计。本章强调了功能验证的重要性，并介绍了验证环境的构建。内容包括：激励生成器、响应检查器和测试平台（Testbench）的编写。我们将探讨覆盖率分析（Code Coverage）在确保测试完备性中的作用，以及如何利用HDL仿真工具进行波形分析和时序违例的调试。 --- 第四部分：高级主题与综合实践第十章：时钟域交叉（CDC）与异步设计时钟域交叉是导致数字系统失效的主要原因之一。本章深入剖析了异步系统中的亚稳态问题，并系统地介绍了主要的CDC解决方案：如多比特同步器（Synchronizer）、异步FIFO的结构与陷阱、以及使用握手信号进行数据同步的策略。第十一章：设计约束与综合流程本章将理论设计与实际制造流程连接起来。我们将详细讲解如何编写综合约束文件（SDC或XDC），重点关注时序约束的设定，包括输入/输出延迟、多周期路径的例外处理、以及时钟定义。随后，我们将走查整个从RTL代码到门级网表的综合过程，讨论如何解读和优化综合报告中揭示的面积、速度和功耗信息。第十二章：后综合与布局布线基础在逻辑综合完成后，布局布线是实现物理电路的关键步骤。本章概述了布局布线的流程及其对最终性能的影响。我们将探讨静态时序分析（STA）在布局布线后的应用，以及如何通过预布局（Floorplanning）和时钟树综合（CTS）来满足严格的时序要求，确保设计能够满足目标频率的运行标准。 --- 目标读者：本书适合作为高等院校电子信息工程、微电子科学与工程、通信工程等专业高年级本科生或研究生的教材，或作为从事ASIC/SoC设计、嵌入式系统开发以及FPGA加速器研发工程师的专业参考手册。通过本书的学习，读者将能够独立完成复杂数字系统的概念设计、HDL实现、功能验证及时序收敛的全流程工作。

作者简介

目录信息

读后感

评分☆☆☆☆☆

这是一本基础书，其独到之处在于详细介绍 FPGA 和 system design的同时，还介绍了VLSI 的相关技术基础。特色1：作者花了很大一部分笔墨来介绍 VLSI 的技术基础，对于之前没有模拟/数字电路基础的人来说（比如从软件转向硬件，或者需要使用 FPGA 的软件开发人员），这部分内...

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本书的实用性超乎我的想象。我是一名在职工程师，日常工作需要大量接触FPGA相关的项目。在实际工作中，我经常会遇到各种棘手的问题，例如时序违例、功耗过高、综合不收敛等。而这本书，简直就是一本“救命稻草”。我翻阅到关于“功耗优化”的章节时，书中详细列举了各种降低功耗的技巧，包括时钟门控、寄存器卸载、位宽优化等等，这些内容直接解决了我在项目中遇到的燃眉之急。同样，在“时序约束”的讲解中，作者不仅解释了各种约束类型的含义，更给出了如何根据实际情况进行精确约束的指导，这让我能够更有效地管理设计性能。我还对书中关于“片上调试”的讨论印象深刻，作者通过具体的实例，讲解了如何使用ILA（Integrated Logic Analyzer）等工具来排查硬件问题，这对于我理解和解决实际硬件故障非常有帮助。总而言之，这本书的内容紧密结合实际工程需求，为我提供了大量可操作的解决方案和技术指导，大大提升了我的工作效率和解决问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简约而不失专业感，深蓝色的背景搭配烫金的字体，散发出一种沉稳可靠的气息。初次拿到这本书，我就被它厚实的纸张和精美的装帧所吸引，这预示着它并非一本泛泛而谈的入门读物，而是可能蕴含着深厚的学术积淀和丰富的实践经验。我是一名电子工程专业的学生，对FPGA的应用有着浓厚的兴趣，同时也深知这一领域知识体系庞大，技术更新迭代迅速。在接触过一些零散的资料和初级教程后，我一直渴望找到一本能够系统性梳理FPGA设计流程、深入讲解关键技术、并能引领我走向更高级应用的书籍。这本书的标题“FPGA-Based System Design”恰恰契合了我的需求，它不仅仅局限于FPGA本身的原理，更强调的是“系统设计”，这正是我在实际项目开发中所欠缺和亟需提升的能力。我期望这本书能够从顶层设计入手，逐步深入到底层实现，详细阐述如何将复杂的系统需求转化为可执行的FPGA逻辑，包括但不限于接口设计、时序约束、功耗优化、调试方法等关键环节。同时，我对于书中可能包含的实际案例分析非常感兴趣，因为理论结合实践才能真正巩固知识，提高解决问题的能力。我对这本书寄予了厚望，相信它能成为我FPGA学习道路上的一盏明灯，帮助我构建起扎实的理论基础和卓越的实践技能，为未来的项目开发打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容深入浅出，既适合初学者入门，也能够满足有一定基础的工程师进行深入学习。对于新手而言，书中对FPGA基本概念的讲解非常清晰，例如“逻辑综合”、“布局布线”等关键流程，都被详细地阐述了其原理和意义。书中提供的“入门级FPGA项目实例”更是给了我极大的信心，让我能够通过动手实践来巩固理论知识。而对于有经验的工程师，书中对“高级时序分析”、“功耗优化”、“接口设计”等方面的深入探讨，则提供了宝贵的参考和指导，能够帮助我们解决在实际项目中遇到的复杂问题。我特别欣赏书中对于“FPGA与其他硬件组件的接口”的讲解，例如与ARM处理器的协同工作，这为我理解和设计SoC系统提供了重要的思路。总而言之，这本书的普适性很强，能够满足不同层次读者的学习需求，是一本值得反复研读的宝贵资料。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，填补了我对FPGA系统设计领域一个重要的知识空白。在我看来，FPGA设计不仅仅是逻辑电路的设计，更是如何将一个复杂的系统需求，通过硬件描述语言，最终实现到FPGA芯片上的全过程。这本书正是从这一宏观视角出发，系统地阐述了FPGA系统设计的方方面面。我尤其关注书中关于“设计验证策略”的讨论，作者强调了多层次的验证方法，从单元级仿真到系统级仿真，再到硬件级别的验证，每一个环节都至关重要。这让我意识到，充分的验证是保证FPGA设计成功的关键。此外，书中对“可重构计算”和“异构计算”的讨论，也让我看到了FPGA在未来计算领域的重要作用，它不仅仅是传统的硬件加速器，更可能成为构建未来高性能计算平台的重要组成部分。这本书不仅提供了扎实的理论知识，更展现了FPGA技术的前沿发展趋势，让我对未来的学习和研究充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常独特，既有学术的严谨，又不失亲切的引导。作者在讲解一些复杂概念时，会巧妙地使用类比和比喻，使得抽象的原理变得生动形象。我感觉作者就像是一位经验丰富的导师，在一步步地带领我探索FPGA的世界。例如，在讲解“状态机设计”时，作者并没有简单地给出Karnaugh图和真值表，而是从实际的控制流程入手，逐步引导读者构建出最优化的状态转移图。这种“由浅入深”的教学方式，让我能够更好地理解其背后的设计思想。同时，书中对于“代码风格”的讲解也十分细致，作者强调了可读性、可维护性和效率的重要性，这对于我今后编写高质量的HDL代码大有裨益。我还对书中关于“可复用设计”的理念印象深刻，作者鼓励读者将设计的模块化，以便于在未来的项目中重复使用，这符合现代工程开发的趋势。

评分☆☆☆☆☆

这本书的理论深度和广度都令人惊叹。作为一名在FPGA领域有一定基础的学习者，我一直想深入理解FPGA内部的硬件结构以及各种高级特性。这本书在这方面做得非常出色。它不仅详细介绍了FPGA的基本构成单元，如LUT（查找表）、FF（触发器）、DSP Slice等，还深入探讨了它们的工作原理和优化方法。让我尤其受益的是关于“时序模型”和“静态时序分析（STA）”的章节，作者用清晰的图示和数学公式，揭示了时序路径的形成机制以及如何通过约束来控制关键路径的延迟。这对于理解和解决FPGA设计的性能瓶颈至关重要。此外，书中还涉及了许多高级话题，例如“低功耗设计技术”、“高可靠性设计”、“嵌入式系统集成”等，这些内容不仅扩展了我的知识视野，也让我看到了FPGA在更广泛领域的应用潜力。作者在讲解这些复杂概念时，始终保持着逻辑清晰、条理分明的风格，使得我能够循序渐进地掌握这些知识。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我带来的最大惊喜在于它对FPGA设计方法论的系统性阐述。作者并没有仅仅停留在对Verilog或VHDL语法的罗列，而是从工程师的视角出发，讲述了如何将一个抽象的系统需求转化为可实现的硬件。书中对于“模块化设计”和“接口定义”的强调，让我深刻理解了大型FPGA项目成功的关键在于良好的架构。我一直在思考如何在实际项目中避免“意大利面条式”的代码，这本书通过讲解自顶向下和自底向上的设计方法，为我提供了清晰的指导。同时，对于“抽象级别”的讨论，也让我明白了在不同设计阶段应该采用何种程度的抽象，以及如何有效地管理复杂性。书中关于“IP核的使用和定制”的部分，更是为我打开了新的思路，让我意识到并非所有功能都需要从零开始编写，合理利用现有的IP核能够极大地提高开发效率。此外，作者在讲解“调试与验证”时，并没有回避FPGA设计中的各种挑战，而是提供了多种行之有效的调试策略和工具使用方法，包括仿真、逻辑分析仪以及在线调试等。这本书为我提供了一个完整的工程实践框架，让我明白FPGA设计不仅仅是写代码，更是一项系统工程。

评分☆☆☆☆☆

这本书的作者在FPGA领域有着深厚的造诣，这一点从他能够撰写这样一本内容详实的著作可见一斑。在我翻阅这本书的过程中，我感受到了作者严谨的学术态度和对技术的热情。他能够将复杂的概念用清晰易懂的语言解释清楚，并且辅以大量的图示和实例，使得即使是初学者也能快速理解。尤其让我印象深刻的是，书中对于FPGA架构的讲解非常细致，从逻辑单元、布线资源到DSP模块、RAM块等，都进行了深入的剖析，这让我对FPGA的内部工作原理有了更全面的认识。此外，作者在设计流程方面的讲解也极具条理，从需求分析、架构设计、HDL编码、仿真验证、综合适配到物理实现，每一步都讲解得非常到位，并且强调了不同阶段之间的相互关联性。我特别欣赏作者在讲解HDL语言时，不仅给出了语法规则，更注重代码的风格和效率，这对于培养良好的编程习惯至关重要。书中关于时序分析和约束的章节，更是将FPGA设计的难点一一破解，让我明白了如何才能设计出满足性能要求的高速电路。我坚信，通过对这本书的学习，我能够掌握FPGA系统设计的方法论，并能够独立完成复杂的FPGA项目。

评分☆☆☆☆☆

这本书的版式设计堪称一流，排版清晰，图文并茂，阅读体验极佳。每页纸的留白适中，不会让人感到拥挤，而大量的图表和代码示例，又使得内容充实而不枯燥。我尤其欣赏书中对于图表的处理，色彩搭配和谐，线条清晰，能够准确地传达设计思路和电路结构。很多复杂的电路原理，通过一幅精美的图示，便能豁然开朗。同时，代码示例的缩进和高亮也做得非常到位，使得阅读和理解Verilog/VHDL代码变得更加轻松。书中还提供了许多“代码模板”和“设计技巧”，这些都极大地提高了我的学习效率。我感觉作者在编排这本书时，充分考虑到了读者的阅读习惯和学习需求，力求将晦涩的技术知识以最直观、最易懂的方式呈现出来。这种用心的设计，无疑增加了这本书的价值，让我能够更加专注地投入到学习中。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，一本优秀的教材不仅仅是知识的传授，更是能力的培养。这本书在这方面做得非常到位。它通过大量的实际案例，引导读者从“点”到“面”地理解FPGA系统设计的全貌。我特别喜欢书中对“典型FPGA应用场景”的分析，例如高性能计算、通信系统、图像处理等，作者通过剖析这些应用的需求，逐步引导读者思考如何将其转化为FPGA的硬件实现。书中对“IP核选择与集成”的讲解，也让我明白了一个道理：优秀的设计师不仅仅是会编码，更重要的是能够整合资源，高效地构建系统。我还在书中学习到了如何进行“系统级仿真”和“硬件在环（HIL）仿真”，这些先进的验证技术对于确保设计的正确性和可靠性至关重要。作者在讲解过程中，始终强调“从系统出发，回到系统”，这种工程思维对我影响深远。我相信，通过学习这本书，我不仅能够掌握FPGA技术，更能培养出解决复杂工程问题的能力。

评分☆☆☆☆☆