Verilog FPGA芯片设计

Verilog FPGA芯片设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:北京航大
作者:林灶生
出品人:
页数:282
译者:
出版时间:2006-7
价格:35.00元
装帧:
isbn号码:9787810777391
丛书系列:
图书标签:
  • Verilog
  • FPGA
  • 芯片设计
  • 数字电路
  • 硬件描述语言
  • 可编程逻辑器件
  • 电子工程
  • 嵌入式系统
  • 设计方法
  • 实践应用
  • 验证
想要找书就要到 小美书屋
立刻按 ctrl+D收藏本页
你会得到大惊喜!!

具体描述

Verilog FPGA芯片设计,ISBN:9787810777391,作者:林灶生、刘绍汉

Verilog FPGA芯片设计:原理、实践与进阶 简介 《Verilog FPGA芯片设计:原理、实践与进阶》是一本专为致力于FPGA(现场可编程门阵列)领域深入学习与开发的工程师、学生及研究人员量身打造的权威技术书籍。本书将带领读者从Verilog HDL(硬件描述语言)的基础知识出发,逐步深入到FPGA设计的核心原理,涵盖从概念验证到实际芯片实现的完整流程。我们不仅会详细阐述Verilog语言的语法、语义和高级特性,更注重将理论知识与丰富的实践案例相结合,通过清晰的代码示例和详细的工程指导,帮助读者掌握高效、可靠的FPGA设计方法。 内容梗概 本书共分为三个主要部分:基础原理、设计实践与进阶探索。 第一部分:基础原理 FPGA架构与工作机制: 深入剖析FPGA的内部结构,包括逻辑单元(LUTs、Flip-flops)、可编程互连资源(Routing Resources)、DSP模块(Digital Signal Processing)以及块RAM(BRAM)等关键组成部分。 解释FPGA如何通过编程实现任意数字逻辑功能,以及与ASIC(专用集成电路)设计在架构和应用上的异同。 介绍FPGA的配置过程,如JTAG配置、SRAM配置和Flash配置等。 Verilog HDL入门与精通: 语言基础: 详细讲解Verilog的语法结构,包括模块(module)、端口(port)、信号(wire/reg)、数据类型(bit、logic、integer等)、运算符、赋值语句(blocking/non-blocking)以及各种控制结构(if-else, case, for, while)。 数据流建模: 掌握使用assign语句和连续赋值进行组合逻辑建模。 行为级建模: 深入理解always块(@(posedge clk), @(a or b), @等敏感列表)、时序逻辑建模(触发器、寄存器、移位寄存器)和状态机(FSM)设计。 结构级建模: 学习如何实例化其他模块,构建层次化设计,理解门级(gate-level)和开关级(switch-level)建模的概念。 任务(task)与函数(function): 掌握如何定义和使用任务与函数,提高代码的可重用性和模块化。 参数化设计(parameter): 学习如何使用parameter实现代码的灵活配置和通用性。 高级Verilog特性: 介绍生成语句(generate)、数组(arrays)、结构体(struct)、联合体(union)、枚举(enum)等现代Verilog特性,以及它们在复杂设计中的应用。 逻辑综合(Logic Synthesis)与时序分析(Timing Analysis): 综合流程: 详细介绍从RTL(Register Transfer Level)代码到门级网表(gate-level netlist)的转换过程,以及综合工具的工作原理。 综合约束: 讲解时序约束(timing constraints)的重要性,如时钟周期(clock period)、输入/输出延迟(input/output delay)、多周期路径(multi-cycle paths)等,以及如何编写XDC(Xilinx Design Constraints)或SDC(Synopsys Design Constraints)文件。 时序报告解读: 学习如何阅读和分析时序报告,识别时序违例(timing violations),如建立时间(setup time)和保持时间(hold time)违规,并掌握优化策略。 第二部分:设计实践 FPGA开发流程详解: 项目创建与仿真: 介绍FPGA开发工具(如Xilinx Vivado, Intel Quartus Prime)的基本使用,包括工程创建、IP核集成、约束文件编写。 功能仿真(Functional Simulation): 学习如何使用仿真器(如Modelsim, QuestaSim, VCS, Vivado Simulator)验证RTL设计的逻辑功能,以及编写测试平台(testbench)的技巧。 行为仿真与门级仿真: 区分不同仿真级别的作用。 综合与实现(Synthesis & Implementation): 详细解释综合、映射(mapping)、布局(placement)和布线(routing)等实现阶段。 时序仿真(Timing Simulation): 介绍在包含实际延时的网表上进行仿真,以验证时序性能。 下载与调试: 学习如何将设计加载到FPGA芯片,以及使用片上逻辑分析仪(如ILA, SignalTap)进行硬件调试。 经典FPGA设计模块实战: 时钟管理: 设计锁相环(PLL)和混合模式锁相环(MMCM)以生成和管理多个时钟域,解决时钟域交叉(Clock Domain Crossing, CDC)问题。 复位(Reset)设计: 区分同步复位(synchronous reset)和异步复位(asynchronous reset),以及在多时钟域设计中如何安全地处理复位信号。 状态机(FSM)设计: 深入讲解有限状态机(FSM)的设计模式(Mealy/Moore),状态编码(one-hot, binary, gray),以及如何优化FSM的逻辑和时序。 接口设计: 存储器接口: DDR3/DDR4、SRAM、NOR Flash等接口的Verilog实现。 通信接口: UART, SPI, I2C, Ethernet MAC, PCIe等标准接口的设计与应用。 视频/图像接口: HDMI, MIPI CSI/DSI等高速串行接口的FPGA实现。 IP核(IP Core)的使用与定制: 讲解如何实例化和配置预先设计的IP核,如DDR控制器、PCIe控制器、DSP Slice等,以及如何根据需求开发自定义IP。 高性能与低功耗设计技巧: 介绍流水线(pipelining)技术、资源共享(resource sharing)、时钟门控(clock gating)等提高性能和降低功耗的方法。 第三部分:进阶探索 高级Verilog技术: 约束驱动的设计: 学习如何利用综合与实现工具的强大约束功能,实现性能与资源的最优化。 时序违例分析与修复: 深入讲解各种时序违例的根源,以及调试和优化的具体策略,包括逻辑重构、布线调整、约束优化等。 功耗优化技术: 介绍更高级的功耗管理技术,如动态电压和频率调整(DVFS)的概念,以及在FPGA设计中实现的部分功耗优化方法。 片上调试技术: 深入探讨更高级的片上调试技术,如JTAG扫描链、内嵌逻辑分析仪(ILA)的高级使用技巧、调试接口的设计等。 嵌入式系统集成: 结合ARM处理器(如Xilinx Zynq SoC)的SoC设计,讲解如何通过AXI总线等协议将FPGA硬件逻辑与嵌入式软件进行协同设计。 验证方法学(Verification Methodology): SystemVerilog简介: 介绍SystemVerilog作为Verilog的扩展,在验证方面的优势,包括面向对象(OOP)、约束随机(constrained-random)、断言(assertions)等。 UVM(Universal Verification Methodology)入门: 简要介绍UVM在复杂验证项目中的应用,包括其架构和核心组件。 FPGA设计中的挑战与前沿: 高密度与高频设计: 针对最新一代FPGA器件的特点,探讨如何设计出能够充分发挥其性能的设计。 软硬件协同设计: 强调在复杂系统中,软件与硬件之间的高效协作。 机器学习与AI在FPGA上的加速: 介绍如何在FPGA上实现高效的AI推理和加速。 《Verilog FPGA芯片设计:原理、实践与进阶》不仅仅是一本技术手册,更是一位经验丰富的导师,它将引导您在FPGA设计的广阔天地中,建立扎实的理论基础,掌握实用的工程技能,并为您的进阶学习和职业发展奠定坚实的基础。通过本书的学习,读者将能够自信地应对各种复杂的FPGA设计项目,并成为一名优秀的硬件工程师。

作者简介

目录信息

读后感

评分

评分

评分

评分

评分

用户评价

评分

作为一名初入FPGA设计领域的研究生,我肩负着在短时间内掌握FPGA开发技术的任务。《Verilog FPGA芯片设计》这本书,为我提供了极大的帮助。它不仅是一本技术手册,更像是一位经验丰富的导师,在我迷茫时给予指引,在我困惑时提供解惑。书中对于时序逻辑设计的精辟讲解,特别是对于时钟域交叉问题的处理,让我茅塞顿开。我以前总是担心不同时钟域之间信号的传递会带来不确定的结果,但这本书详细介绍了各种同步电路和异步电路的设计方法,并给出了实际的Verilog代码示例,让我能够清晰地理解如何安全地在不同时钟域之间传递数据。此外,书中对于总线协议的设计和实现,如AXI、AHB等,也做了深入的介绍,这对于我们进行SoC集成设计至关重要。作者在讲解这些复杂协议时,并没有一味地罗列协议规范,而是结合实际的设计场景,分析了协议的各个组成部分的功能和作用,以及在Verilog代码中如何具体实现。我尤其欣赏书中关于设计验证的章节,它强调了仿真和形式验证的重要性,并介绍了一些常用的验证方法和工具,这对于确保设计的正确性至关重要。这本书的深度和广度,恰好契合了我们研究生阶段对FPGA技术的学习需求,相信它将伴随我完成高质量的研究项目。

评分

作为一名在硬件行业摸爬滚打多年的工程师,我阅过不少关于FPGA和Verilog的书籍,但《Verilog FPGA芯片设计》这本书给我留下了极为深刻的印象,它以一种前所未有的深度和广度,重新诠释了FPGA设计的精髓。这本书并非简单地罗列Verilog语法,而是将Verilog语言置于整个芯片设计流程的宏观视角下进行审视,深入剖析了每一个设计决策背后的逻辑和权衡。作者在讲解组合逻辑和时序逻辑时,不仅仅停留在理论层面,而是通过分析实际的硬件实现,例如在讲解亚稳态时,详细阐述了其产生的原因、危害以及规避方法,并给出了具体的Verilog代码示例来演示如何处理。更令人惊叹的是,书中对于复杂的逻辑结构,如多周期路径、时钟域交叉等问题,都有独到而深刻的见解,并提供了行之有效的解决方案。我特别赞赏作者对于“可综合性”这一概念的强调,它不仅仅是告诉读者哪些Verilog语句不能用于综合,而是深入分析了不同语句在综合过程中可能产生的不同硬件结构,以及这些结构对性能、面积和功耗的影响。这种“知其然,更知其所以然”的讲解方式,对于培养真正意义上的FPGA设计能力至关重要。书中还涉及了许多高级设计方法学,如模块化设计、层级化设计、参数化设计等,这些都是提升设计效率和可维护性的关键。此外,作者在讲解时,始终保持着一种严谨而不失灵活的风格,既有深厚的理论功底,又不乏工程实践的智慧。这本书无疑是一部FPGA设计的百科全书,能够帮助我不断提升设计水平,应对日益复杂的FPGA设计挑战。

评分

最近我入手了《Verilog FPGA芯片设计》这本书,作为一名有多年硬件开发经验但对FPGA接触不多的工程师,我一直希望能够找到一本既能快速入门又能深入理解FPGA设计精髓的书籍。这本书的表现可以说超出我的预期。它并没有一开始就抛出大量复杂的Verilog语法,而是先从FPGA的架构和工作原理出发,让我对这个神奇的硬件有了宏观的认识。接着,它非常自然地引入了Verilog语言,并且将Verilog的每一个语法点都与具体的硬件电路实现联系起来。例如,在讲解always块时,它区分了组合逻辑always块和时序逻辑always块,并详细解释了不同敏感列表对生成硬件的影响,这让我深刻理解了为什么有些always块是“不可综合”的,或者会生成意想不到的电路。书中对于时序约束的讲解也尤为重要,它详细阐述了如何定义时钟、如何设置时序例外,以及这些约束如何指导后端工具进行布局布线,以满足设计要求。我特别看重的是,书中并没有将FPGA设计简化为“写代码”,而是强调了整个设计流程,包括前期的需求分析、模块划分、代码编写、仿真验证、时序分析、综合、布局布线以及后期调试等。这本书让我明白,FPGA设计不仅仅是编写Verilog,更是一个系统工程,需要综合考虑各种因素。我非常期待书中关于可复用IP核设计、低功耗设计以及SoC集成设计的章节,相信它们能进一步拓宽我的视野,提升我的设计能力。

评分

我是一名正在学习FPGA设计的在校学生,目前正处于基础知识的巩固和实践技能的提升阶段。《Verilog FPGA芯片设计》这本书对我的学习起到了至关重要的作用。它以一种非常系统的方式,循序渐进地引导我深入理解FPGA的原理和Verilog语言的应用。我尤其喜欢书中对于数据通路和控制通路设计的讲解,它将抽象的概念具象化,让我能够清晰地看到数据如何在FPGA内部流动,以及控制信号如何驱动这些流动。书中提供的很多小项目,例如一个简单的计数器、一个有限状态机控制器,甚至是简单的SPI接口控制器,都能够让我将学到的Verilog语法和设计思想付诸实践,这比单纯地背诵语法要有效得多。通过这些项目,我不仅熟悉了Verilog的编写,更重要的是,我学会了如何将一个功能需求分解成更小的模块,并通过Verilog代码来实现,最终将这些模块集成起来,形成一个完整的系统。书中还非常注重培养读者的“硬件思维”,它会时刻提醒我们,Verilog代码最终会映射到硬件资源上,因此在编写代码时,就需要考虑时序、面积、功耗等因素。这一点对于初学者来说是极其宝贵的。我非常期待书中关于时序分析、时钟管理和低功耗设计的内容,我相信这些知识将帮助我为将来的芯片设计项目打下坚实的基础。总而言之,《Verilog FPGA芯片设计》这本书是一本理论与实践相结合的优秀教材,它不仅教会了我如何使用Verilog,更重要的是,它教会了我如何思考如何设计FPGA。

评分

作为一名在通信领域工作多年的硬件工程师,我深知FPGA在现代通信系统中的重要性。《Verilog FPGA芯片设计》这本书,以其深入的分析和前瞻性的视角,让我耳目一新。书中对于高速接口设计,如SerDes、PCIe等,给出了非常详尽的讲解,包括其工作原理、关键技术以及Verilog实现方法。这些内容对于我们从事通信系统设计的工程师来说,具有极高的参考价值。我尤其欣赏作者在讲解时,能够将理论与实践紧密结合,不仅阐述了相关的原理,还提供了大量的代码示例和设计技巧,这使得我们能够快速地将学到的知识应用到实际工作中。书中对于时序分析和时序优化的讲解也十分到位,它详细介绍了如何利用时序分析工具来检测和修复时序违例,以及如何通过流水线、并行处理等技术来提高设计性能。这一点对于高吞冲、低延迟的通信系统设计尤为重要。此外,书中对于低功耗设计技术的介绍,也让我受益匪浅。在当前的通信设备中,功耗已经成为一个越来越重要的考量因素,掌握有效的低功耗设计方法,能够帮助我们设计出更具竞争力的产品。总而言之,《Verilog FPGA芯片设计》这本书,是一本集理论深度、实践指导和前瞻性于一体的优秀著作,它为我在FPGA设计领域的发展提供了宝贵的财富。

评分

我一直对FPGA这种神奇的硬件设备充满好奇,特别是它如何通过Verilog语言来“编程”实现各种复杂功能,这简直就像是在数字世界的乐高积木一样,可以搭建出各种意想不到的系统。最近我入手了《Verilog FPGA芯片设计》这本书,虽然我刚开始读,但这本书给我的第一印象非常深刻,它不像一些入门级的教程那样流于表面,而是很扎实地从最基础的Verilog语法讲起,然后逐步深入到更复杂的逻辑设计,比如时序逻辑、状态机等等。我特别欣赏作者在讲解每个概念时,都会结合大量的实际电路图和Verilog代码示例,这让我能够非常直观地理解抽象的逻辑是如何在硬件层面实现的。比如,在讲解触发器的时候,书中不仅给出了D触发器的Verilog代码,还画出了对应的电路图,甚至分析了它在时钟边沿触发时的具体工作过程,这种细致的讲解对于我这种初学者来说简直是福音。而且,书中对于一些常见的FPGA设计陷阱和优化技巧也做了很好的提示,这能帮助我少走很多弯路。我尤其期待后续章节中关于IP核的使用和更高层次的抽象设计,我相信这本书能够引导我真正掌握FPGA设计的核心技能,并且能够独立完成一些小型甚至中型的FPGA项目。这本书的排版也很舒服,代码示例清晰易读,图文并茂,让阅读过程变得轻松愉快,不像一些技术书籍那样枯燥乏味。总的来说,这是一本我非常看好的FPGA入门和进阶书籍,我将把它作为我学习FPGA的长期伙伴。

评分

一直以来,我对FPGA这种“万能”的数字器件都充满敬畏,它能够将软件逻辑转化为硬件电路,这种能力简直是数字世界的神奇魔法。《Verilog FPGA芯片设计》这本书,就像是揭开这层魔法面纱的钥匙。我不是科班出身,但一直对数字电路有着浓厚的兴趣。这本书的讲解风格非常贴近我这样的自学爱好者,它从最基础的Verilog语法开始,一步步地引导我理解更复杂的概念。我特别喜欢书中对于异步电路和同步电路讲解的细致之处,它不仅给出了代码示例,还详细分析了信号在时钟边沿触发时的具体行为,这让我能够清晰地辨析二者的区别和应用场景。而且,书中还穿插了一些关于FPGA开发板的使用指导,这对于我这种喜欢动手实践的学习者来说,简直是太及时了。我能够将书中学到的知识,直接应用到开发板上进行验证,这种即时的反馈让我学习的动力倍增。我特别期待书中关于状态机设计和总线接口设计的章节,因为这部分内容往往是实现复杂功能的核心。总的来说,《Verilog FPGA芯片设计》这本书,以其循序渐进的教学方式和丰富的实例,成功地将我带入了FPGA设计的奇妙世界,让我看到了将抽象的逻辑转化为实际硬件的可能性。

评分

我一直以来都对半导体和集成电路设计抱有浓厚的兴趣,而FPGA作为一种可编程逻辑器件,更是吸引了我。《Verilog FPGA芯片设计》这本书,是我深入了解FPGA设计的一扇重要窗口。它以一种非常系统和详尽的方式,全面地介绍了Verilog语言在FPGA设计中的应用。我特别欣赏书中关于数字逻辑基础知识的复习和讲解,它为我这些非电子专业背景的读者打下了坚实的理论基础。书中对于组合逻辑和时序逻辑的区分,以及各自的设计方法,都做了非常清晰的阐述。我对于书中关于有限状态机(FSM)设计的讲解尤为感兴趣,它详细介绍了FSM的设计流程、状态编码以及如何利用Verilog实现,这让我能够理解如何用一种结构化的方式来控制复杂的数字系统。而且,书中还提及了一些高级的设计技巧,比如如何进行代码优化以提高性能和降低面积,以及如何利用IP核来加速开发过程,这些都是非常实用的知识。我非常期待书中关于FPGA高级应用,例如DSP和嵌入式系统集成的内容,相信它们能够帮助我更好地理解FPGA在不同领域的应用。总的来说,《Verilog FPGA芯片设计》这本书,以其严谨的逻辑、清晰的讲解和丰富的实例,为我打开了FPGA设计的大门,让我对这个领域充满了探索的欲望。

评分

我是一名业余爱好者,对数字电路设计一直有着浓厚的兴趣,虽然工作之余的时间有限,但我一直渴望能够系统地学习FPGA设计。《Verilog FPGA芯片设计》这本书,可以说是为我量身打造的学习资料。它从最基础的Verilog语言入手,循序渐进地讲解了各种逻辑结构和设计方法。我尤其喜欢书中那些非常贴近实际应用的小例子,比如如何用Verilog实现一个简单的UART通信接口,如何设计一个基本的ADC数据采集模块。这些例子让我能够快速地将理论知识应用到实践中,并且在动手实践的过程中,我能够发现自己理解上的不足,然后回头再仔细阅读书中的讲解,这种“学以致用”的学习模式让我受益匪浅。这本书的另一个优点是,它并没有过于深入地去讨论底层的芯片架构,而是将重点放在了如何利用Verilog语言来描述和实现功能,这对于我们这些非专业背景的爱好者来说,是非常友好的。它让我能够专注于逻辑设计本身,而不用被复杂的硬件细节所困扰。我特别期待书中关于IP核复用和验证方法学的讲解,我相信这些内容将帮助我更高效地进行项目开发。总而言之,《Verilog FPGA芯片设计》这本书,以其易懂、实用、循序渐进的特点,成功点燃了我对FPGA设计的热情,并为我打开了数字世界的大门。

评分

作为一名资深的硬件工程师,对于《Verilog FPGA芯片设计》这本书,我抱着一种极为审慎且挑剔的眼光来审阅。在我看来,一本优秀的FPGA设计书籍,绝不能仅仅停留在语法层面的介绍,而必须能够引领读者触及到设计的本质,理解硬件实现的逻辑,并掌握优化的艺术。这本书在这方面做得尤为出色。作者在讲解同步设计、异步设计等基本概念时,并没有流于形式,而是深入到时序分析的方方面面,例如建立时间和保持时间的要求,如何识别和处理时序违例,以及如何利用时钟周期、流水线等技术来优化时序性能。我特别欣赏书中对于状态机设计的深入探讨,它不仅介绍了Moore和Mealy状态机的区别,更重要的是,它详细阐述了如何通过有限状态机来控制复杂的逻辑流程,以及如何进行状态编码以优化面积和速度。书中还提及了多种状态机实现方式及其优劣,这对于我这种追求极致性能的设计者来说,具有极高的参考价值。另外,对于各种FPGA架构特性,例如LUT、FF、BRAM、DSP等基本资源,书中都有涉及,并解释了Verilog代码如何映射到这些资源,以及如何通过合理的代码编写来高效利用这些资源,从而达到最佳的设计效果。书中对于约束文件的讲解也十分到位,它不仅介绍了约束文件的基本语法,更重要的是,它阐述了如何通过约束文件来指导综合和布局布线工具,以满足设计目标。这本书的逻辑严谨,论述深刻,无疑是一部FPGA设计的理论宝库,对于任何想要在FPGA设计领域达到更高境界的工程师来说,都是一本不可或缺的参考书。

评分

评分

评分

评分

评分

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2026 book.quotespace.org All Rights Reserved. 小美书屋 版权所有