高等学校信息工程类“十二五”规划教材：Xilinx FPGA设计基础（VHDL版）（附光盘1张） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李云松，宋锐，雷杰，杜建超 著

图书标签:

• FPGA
• VHDL
• Xilinx
• 信息工程
• 高等教育
• 教材
• 数字电路
• 可编程逻辑
• 设计基础
• 电子工程

出版社： 西安电子科技大学出版社

ISBN：9787560619590

版次：1

商品编码：10215476

包装：平装

丛书名： 高等学校信息工程类“十二五”规划教材

开本：16开

出版时间：2008-02-01

用纸：胶版纸

页数：337

正文语种：中文

附件：光盘

附件数量：1

编辑推荐

　　商品《高等学校信息工程类“十二五”规划教材：Xilinx FPGA设计基础（VHDL版）》有两种印刷封面，随机发货！
　　

内容简介

　　《高等学校信息工程类“十二五”规划教材：Xilinx FPGA设计基础（VHDL版）》系统地介绍了Xilinx公司FPGA的结构特点和相关开发软件的使用方法，详细描述了VHDL语言的语法和设计方法，并深入讨论了Xilinx FPGA相关硬件的设计问题。
　　全书共分为七章。第1章概要介绍了FPGA知识。第2章介绍了Xilinx FPGA开发的常用软件及一般的开发流程。第3章详细讲述了VHDL硬件描述语言。第4章讨论了Xilinx FPGA开发中常用的IP核及其使用方法，并着重描述了时钟管理IP核的参数配置。第3章和第4章的内容是Xilinx FPGA开发的基础。第5章讲述了Xilinx FPGA的相关硬件设计方法，并给出了参考电路。第6章和第7章是实验部分，包括程序设计实验和FPGA逻辑设计实验。
　　本书是在Xilinx公司大学计划的支持下完成的，内容浅显易懂，简洁精炼，实验可操作性强，是Xilinx FPGA开发的入门教材，可作为高等院校电子类和通信类各专业本科生、研究生EDA课程的教材。

目录

第1章 绪论
1.1 逻辑器件概述
1.2 可编程逻辑器件PLD的发展历程
1.3 FPGA的特点
1.4 CPLD/FPGA的基本结构
1.4.1 CPLD的基本结构
1.4.2 FPGA 的基本结构
1.4.3 CPLD与FPGA 比较
1.5 Xilinx FPGA产品介绍
1.5.1 Xilinx 公司概述
1.5.2 Xlinx FPGA产品

第2章 开发软件与开发流程
2.1 开发软件简介
2.1.1 ISE开发软件简介
2.1.2 ISE9.1i的安装
2.1.3 ModelSim仿真软件简介
2.2 一个简单的开发项目
2.3 开发软件使用进阶
2.3.1 ISE9.1i集成开发环境界面
2.3.2 设计输入
2.3.3 设计综合
2.3.4 功能仿真
2.3.5 工程实现
2.3.6 时序仿真
2.3.7 器件配置

第3章 VHDL硬件描述语言
3.1 VHDL的历史和概况
3.2 VHDL基本设计思想
3.3 VHDL语言设计的基本单元
3.3.1 实体
3.3.2 构造体
3.3.3 配置
3.3.4 包集合
3.3.5 库
3.4 VHDL语言的对象和数据类型
3.4.1 VHDL语言的对象类型
3.4.2 VHDL语言的数据类型
3.4.3 不同数据类型之间的转换
3.5 VHDL语言运算操作符
3.6 VHDL语言的描述语句
3.6.1 有关规则和基本语句
3.6.2 并发描述语句
3.6.3 顺序描述语句
3.6.4 其他语句
3.7 VHDL的层次结构设计
3.7.1 参数与参数配置
3.7.2 元件与元件例化
3.7.3 generate语句
3.7.4 子程序（Subprogram）
3.7.5 VHDL的行为级建模与RTL建模
3.8 有限状态机（FSM）
3.8.1 有限状态机（FSM）
3.8.2 一个FSM的RTL代码实例

第4章 Xilinx IP核
4.1 Xilinx的IP介绍
4.2 Xilinx IP配置工具及使用方法
4.3 时钟管理IP
4.3.1 DCM模块
4.3.2 DCM的使用方法

第5章 FPGA的配置和电源设计
5.1 FPGA的配置
5.1.1 FPGA的配置引脚
5.1.2 FPGA的配置模式
5.1.3 FPGA的配置流程
5.1.4 FPGA的配置电路
5.2 FPGA的电源设计
5.2.1 FPGA的电源指标
5.2.2 FPGA的功耗估计
5.2.3 FPGA的电源解决方案

第6章 VHDL程序设计实验
6.1 实验一 层次化工程的创建
6.2 实验二 仿真测试平台的创建
6.3 实验三 存储器和记录类型实验
6.4 实验四 n比特计数器及RTL验证实验
6.5 实验五 比较器实验
6.6 实验六 算术逻辑单元实验
6.7 实验七 状态机实验
6.8 实验八 计数器实验
6.9 实验九 IP核应用实验
6.10 实验十 数字时钟管理IP核实验

第7章 FPGA逻辑设计实验
7.1 实验一 熟悉Xilinx开发工具
7.2 实验二 结构体生成向导和PACE
7.3 实验三 全局时钟约束实验
7.4 实验四 综合技巧实验
7.5 实验五 IP核生成实验
7.6 实验六 Chipscope调试实验

附录A VHDL关键字
附录B VHDL中的运算操作符
附录C VHDL中的描述语句及用法
附录D VHDL中的属性定义
附录E IEEE的标准库
参考文献

前言/序言

《Xilinx FPGA设计基础（VHDL版）》 内容简介 本书是高等学校信息工程类“十二五”规划教材，专注于Xilinx FPGA（现场可编程门阵列）的设计与开发，并以VHDL（VHSIC Hardware Description Language）作为主要的硬件描述语言。本书旨在为读者提供扎实FPGA设计理论基础和丰富的实践经验，帮助其掌握利用Xilinx FPGA实现数字电路设计和系统开发的核心技能。 第一部分：FPGA与Xilinx FPGA概述 FPGA技术概述： 详细介绍FPGA的基本原理、结构、优势以及其在现代电子设计中的重要地位。阐述FPGA与ASIC（专用集成电路）的区别与联系，并分析FPGA在原型验证、小批量生产以及快速产品迭代中的独特价值。 Xilinx FPGA系列与架构： 深入介绍Xilinx公司不同系列的FPGA产品（如Spartan、Artix、Kintex、Virtex等），分析它们的特性、目标应用以及技术演进。重点讲解FPGA内部的核心结构，包括可配置逻辑块（CLB）、输入/输出块（IOB）、分布式RAM（Distributed RAM）、块RAM（Block RAM）、DSP片（DSP Slice）以及时钟管理单元（MMCM/PLL）等，并阐述它们的功能和工作方式。 Xilinx FPGA设计流程： 梳理完整的FPGA设计流程，从需求分析、设计输入、综合、布局布线、仿真验证到生成比特流文件并下载到FPGA芯片的整个过程。介绍Xilinx提供的集成开发环境（IDE）——Vivado（或ISE，根据具体版本确定）的主要功能和操作界面，为后续章节的设计实践奠定基础。 第二部分：VHDL语言在FPGA设计中的应用 VHDL语言基础： 系统讲解VHDL语言的基本语法、数据类型、运算符、信号与变量、进程、并发语句以及顺序语句等。从初学者角度出发，循序渐进地引导读者理解VHDL作为一种硬件描述语言的特性，以及如何用其描述数字电路的行为和结构。 VHDL语言进阶： 深入探讨VHDL的实体（Entity）与架构（Architecture）、端口（Port）、配置（Configuration）、组件（Component）和子程序（Procedure/Function）等概念，以及如何利用它们构建模块化、层次化的设计。讲解状态机（State Machine）的VHDL描述方法，这是实现复杂时序逻辑的关键。 时序逻辑设计： 重点讲解在VHDL中如何描述同步和异步电路，包括寄存器、计数器、移位寄存器、流水线逻辑等。分析时序约束（Timing Constraints）的重要性，以及如何通过VHDL代码和约束文件来优化时序性能。 组合逻辑设计： 讲解如何使用VHDL描述组合逻辑电路，包括多路选择器、译码器、编码器、加法器、减法器等。介绍不同描述风格（如数据流、行为级）对综合结果的影响。 第三部分：Xilinx FPGA开发工具与实践 Vivado/ISE设计套件详解： 详细介绍Xilinx主流FPGA开发工具Vivado（或ISE）的各项功能，包括项目管理、HDL编辑器、综合工具（Synthesis）、实现工具（Implementation - 布局布线）、仿真器（Simulator）以及配置生成与下载工具。通过实际操作演示，指导读者如何熟练使用这些工具完成设计。 IP核（Intellectual Property Cores）的使用： 讲解IP核的概念及其在FPGA设计中的重要作用。介绍Xilinx提供的常用IP核，如DDR控制器、PCIe接口、Ethernet MAC、DSP Builder等，以及如何通过IP Catalog（或Core Generator）生成和配置这些IP核，并将其集成到自己的设计中。 时序分析与优化： 深入讲解FPGA设计中的时序问题，包括建立时间（Setup Time）和保持时间（Hold Time）违例。指导读者如何利用Xilinx工具提供的时序报告（Timing Report）进行分析，找出时序瓶颈，并通过代码优化、约束设置或器件选择等方法解决时序问题，以满足系统的高速运行要求。 信号完整性与功耗优化： 介绍FPGA设计中需要考虑的信号完整性问题，如串扰、反射等，并给出相应的解决方法。同时，探讨FPGA的功耗特点，以及如何在设计阶段和后期配置中采取措施来降低功耗。 第四部分：FPGA典型应用实例 数字信号处理（DSP）基础： 介绍FPGA在DSP领域的应用，包括滤波器（FIR、IIR）、FFT（快速傅里叶变换）、DCT（离散余弦变换）等算法的FPGA实现。通过实例展示如何利用Xilinx的DSP Slice资源优化算法性能。 通信接口设计： 讲解FPGA在通信接口设计中的应用，如UART、SPI、I2C等常用串行通信接口的实现。进一步介绍高速串行接口（如SerDes）的设计与应用。 嵌入式系统集成： 探讨如何将FPGA与处理器（如MicroBlaze软核处理器）集成，构建完整的嵌入式系统。讲解Axi总线协议及其在FPGA内部互联中的应用。 其他典型应用： 介绍FPGA在图像处理、视频编解码、电机控制、高级驱动等领域的实际应用案例，开阔读者的设计视野。 附录 Xilinx FPGA开发板介绍： （若附带光盘内容包含开发板实例，则此部分将介绍开发板的硬件资源、接口以及使用方法。） 常用VHDL代码模板： 提供一些常用的VHDL代码片段和设计模式，方便读者参考和使用。 术语表： 整理FPGA和VHDL设计中常用术语的解释。 光盘内容 （光盘内容可能包含：） Xilinx Vivado/ISE开发工具的演示版本或安装指南。 本书介绍的各种FPGA设计实例的完整源代码（VHDL）。 部分实例的工程文件和仿真波形。 Xilinx官方的参考设计和应用笔记。 与开发板配套的演示程序和文档。 本书结构清晰，理论与实践相结合，通过丰富的实例讲解，力求让读者不仅掌握FPGA设计的基础理论和VHDL语言编程技巧，更能熟练运用Xilinx的开发工具，独立完成FPGA项目的设计与开发。本书适合高等院校电子信息工程、计算机科学与技术、自动化等专业本科生、研究生使用，也可作为相关领域工程技术人员的参考书。

评分☆☆☆☆☆

当我翻开这本书的扉页，首先映入眼帘的是前言部分。通常，前言会交代编写本书的背景、目的、特色以及编写团队的学术背景。我特别关注的是它是否清晰地阐述了为何选择VHDL作为主要的硬件描述语言，以及它在FPGA设计领域当前的地位和优势。一个优秀的教材，在前言中就应该能够给读者一个明确的学习方向和动力。我期望看到的是，作者能够结合当前信息工程技术的发展趋势，以及行业对FPGA人才的需求，来论证学习FPGA设计和VHDL的重要性。此外，前言也应该对教材的整体结构和内容安排做一个大致的介绍，让读者对全书有一个宏观的认识。例如，它是否按照从基础概念到高级应用的顺序展开？是否包含了必要的理论推导和工程实践案例？作者是否强调了在学习过程中需要注意的关键点和可能遇到的难点？一本好的前言，不仅是作者与读者之间的沟通桥梁，更能帮助读者在阅读初期就建立起对教材的信心和明确的学习规划，从而更有针对性地投入学习。我期待这本书的前言能够做到这一点，为我后续的学习打下良好的基础。

评分☆☆☆☆☆

对于FPGA设计流程的各个环节，我期望这本书能够提供一个全面且实践导向的介绍。我关注的重点在于，书中是否能够详细讲解从代码编写、仿真验证、综合、实现（布局布线）到比特流生成和下载到FPGA板卡的整个流程。对于VHDL代码编写，除了基本的语法，我希望能够看到良好的编码风格和可读性强的代码示例，强调模块化设计和层次化结构。在仿真验证方面，我期待书中能够介绍如何编写测试平台（testbench）来对VHDL模块进行功能验证，并展示如何使用工具（如ModelSim）来分析仿真波形，找出设计中的逻辑错误。对于综合和实现过程，我希望书中能够解释这两个阶段的作用，以及它们之间可能存在的相互影响。例如，综合是将RTL代码映射到目标FPGA的逻辑原语，而实现则是将逻辑电路映射到FPGA芯片的具体物理位置和连接。书中是否会提及一些常用的综合和实现策略，以及如何根据设计需求进行选择？我希望通过这本书，能够清晰地理解整个设计流程，并掌握使用Xilinx工具链完成FPGA项目设计的关键步骤。

评分☆☆☆☆☆

我一直在思考，一本优秀的FPGA设计教材，除了讲解基本概念和工具使用，还应该能够引导学生进行更具挑战性的项目实践。因此，我非常关注书中是否提供了能够激发学习者创造力和解决问题能力的进阶项目设计。这些项目可能不局限于单片机功能的复现，而是能够引导学生去探索更广泛的应用领域，例如数字信号处理（DSP）在FPGA上的实现，嵌入式系统设计，或者一些特定领域的应用，如图像处理、通信协议等。我希望这些项目能够具有一定的难度，能够促使学生综合运用所学的VHDL语言、数字逻辑知识以及Xilinx开发工具，去完成一个完整的设计。书中对这些项目的讲解，应该能够清晰地 outlining 项目的目标、所需实现的具体功能、关键的设计难点，以及可能采用的解决方案。最好还能提供一些设计思路的引导，而非直接给出最终的答案，让学生有独立思考的空间。

评分☆☆☆☆☆

数据通路和控制通路是构成数字系统不可或缺的两大部分，我希望在本书中能够看到关于它们清晰且深入的讲解。对于数据通路，我期望书中能够详细介绍如何使用VHDL来描述各种数据处理单元，比如算术逻辑单元（ALU）、寄存器堆、多级流水线等。书中应该能够体现出如何将基本的逻辑元件组合起来，形成能够执行特定算术或逻辑运算的数据路径。我特别关注的是，作者是否能够提供不同复杂度的ALU设计案例，并解释其内部结构和VHDL实现。同时，我希望书中关于数据通路的内容，能够与后续的时序逻辑和状态机设计紧密结合，展示数据如何在时钟周期内被有效地传输和处理。对于控制通路，我期待书中能够详细阐述如何通过状态机或其他控制逻辑，来协调数据通路的各个单元，确保它们按照预定的顺序和条件进行工作。我希望书中能够提供清晰的状态转移图和控制信号时序图，来展示控制信号如何驱动数据通路完成相应的操作，例如加载数据、执行运算、输出结果等。

评分☆☆☆☆☆

我对书中关于FPGA内部架构和时序分析的深度和准确性有着很高的期望。FPGA的本质是将大量的逻辑门和可编程互连资源集成在一块芯片上，理解其内部架构对于编写高效且符合硬件特性的VHDL代码至关重要。我希望书中能够详细介绍Xilinx FPGA的组成部分，例如逻辑单元（CLBs）、输入输出块（IOBs）、时钟管理单元（CMTs）以及各种硬核IP（如RAMB, DSP Slice）的结构和工作原理。特别是，我对书中对CLB内部结构（LUTs, Flip-Flops, Muxes）的讲解非常感兴趣，它直接决定了VHDL代码如何被映射到硬件。在时序分析方面，我期望书中能够深入讲解亚稳态（metastability）的产生原因、影响以及在FPGA设计中如何避免或缓解。我希望能够看到关于同步器（synchronizer）设计的详细说明，例如两级D触发器同步器。此外，对于时序约束和时序报告的解读，我也期望书中能够提供详细的指导，教会我如何分析时序报告，识别时序违例（timing violations），并采取相应的措施进行优化，以满足设计要求的最高时钟频率。

评分☆☆☆☆☆

在学习FPGA设计时，对数字逻辑基础的理解至关重要，这直接关系到后续的VHDL编程以及硬件电路的设计。我非常希望这本书能够在这个部分提供详实且易于理解的讲解。我期待它能从最基本的逻辑门（AND, OR, NOT, XOR等）开始，逐步深入到组合逻辑和时序逻辑电路的设计原理。对于组合逻辑，例如编码器、译码器、多路选择器、加法器等，我希望能看到它们如何用VHDL进行描述，并且最好能配有清晰的逻辑图和波形图来辅助理解。对于时序逻辑，例如触发器（D触发器、JK触发器等）、寄存器、计数器、状态机等，我希望作者能够详细解释它们的工作原理，以及如何在VHDL中正确地建模，特别是如何处理时钟信号和复位信号。我还会关注书中对有限状态机（FSM）的设计讲解，因为这是实现复杂数字系统控制逻辑的核心。我期待书中能够提供不同类型的FSM（如Mealy型和Moore型）的设计方法，以及如何通过状态转移图和状态表来辅助VHDL代码的编写，并给出相应的仿真验证方法，确保设计的正确性。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计，尤其是封面的配色和排版，给我留下了相当深刻的印象。整体呈现出一种严谨又不失活力的学术气息，深蓝色的主色调辅以亮橙色的点缀，仿佛预示着枯燥理论与创新实践的碰撞。封面上“高等学校信息工程类‘十二五’规划教材”的字样，立刻点明了其定位，对于我这种正在信息工程专业摸索的学生而言，这是一种信任的背书，意味着其内容经过了教育界的权威筛选和认可，很可能具有较高的教学价值和前瞻性。书名“Xilinx FPGA设计基础（VHDL版）”则直接指明了学习的核心内容，对于我来说，FPGA是电子信息领域一个非常重要的技术方向，而Xilinx又是业界翘楚，学习其设计基础，并以VHDL作为开发语言，是非常实用的技能。我还注意到封面上特别标注了“附光盘1张”，这在我看来是极具吸引力的，我一直认为纸质书的知识性与光盘上的配套资源（如仿真工具、例程、实验指导等）相结合，是提升学习效率的最佳模式，能够极大地弥补纯理论书籍在实践操作上的不足。封面的整体视觉效果，使得这本书在众多教材中脱颖而出，让我对接下来的内容充满了期待，希望它能如其设计般，既有扎实的理论基础，又有丰富的实践指导。

评分☆☆☆☆☆

在FPGA设计领域，资源使用效率和时序约束是衡量设计质量的重要指标，我非常期待这本书能够在这个方面提供有价值的指导。对于资源使用，我希望书中能够深入讲解如何通过VHDL代码的优化来减少FPGA芯片上逻辑单元（LUTs, Flip-Flops）和存储单元（BRAMs）的占用。例如，在实现乘法器或除法器时，作者是否会介绍不同的算法和实现结构（如流水线乘法器），以及它们在资源占用和性能上的权衡。我还希望书中能够提供一些关于如何有效利用FPGA内部专用资源（如DSP Slice, RAMB）的技巧。在时序约束方面，我期望书中能够详细解释什么是时序约束，以及为什么它对于FPGA设计的成功至关重要。书中应该能够介绍如何定义时钟周期、时钟抖动、输入输出延迟等时序要求，并说明如何使用Xilinx的综合和实现工具来设置和检查这些约束。我希望能够看到通过对时序约束的合理设置和代码的优化，来达到期望的时钟频率和满足建立时间（setup time）和保持时间（hold time）要求。

评分☆☆☆☆☆

我对于书中提供的Xilinx FPGA开发板和配套软件的使用指导非常感兴趣。Xilinx作为FPGA领域的领军企业，其开发工具链（如Vivado）功能强大但同时也相对复杂。我希望本书能够对Vivado等开发软件进行一个系统性的介绍，从软件的安装、工程的创建，到如何导入VHDL源文件、设置约束文件，再到如何进行综合、实现和生成比特流文件。特别地，我希望书中能够提供一些实际操作的截图和详细的步骤说明，让初学者能够快速上手。此外，光盘中附带的示例代码和工程文件对我来说至关重要。我期望这些代码能够覆盖教材中讲解的各个知识点，并且能够直接在开发板上运行，实现各种功能。例如，从简单的LED闪烁，到数码管显示，再到更复杂的模块，如UART通信、SPI接口等。通过亲手编译、下载和调试这些示例，我能够更好地理解VHDL代码与硬件实现的对应关系，加深对FPGA工作原理的认识。

评分☆☆☆☆☆

在信息工程领域，持续学习和跟进最新的技术发展是至关重要的。因此，我非常关注一本教材的“前瞻性”和“启发性”。我希望这本书在教授FPGA设计基础的同时，能够适当地提及一些FPGA技术在当前和未来信息工程领域的一些热门应用方向，例如人工智能（AI）在FPGA上的加速，以及可重构计算等。通过这些内容的介绍，能够帮助我了解FPGA技术的广阔前景，激发我对更深入研究的兴趣。此外，一本优秀的教材，不应该仅仅停留在理论和工具的讲解，更应该能够培养学生的工程思维和解决问题的能力。我希望书中能够穿插一些“工程实践经验谈”，或者一些“设计陷阱”的提醒，例如在VHDL编码中容易出现的常见错误，以及在实际项目开发中可能遇到的问题和应对策略。这些内容往往是教科书上很难找到的，但却对提升工程师的实践能力非常有帮助。如果书中能够提供一个清晰的、具有层次的学习路径，并且能够不断地引导我去思考、去实践、去创新，那么这本书将对我非常有价值。

评分☆☆☆☆☆

这书不错，虽然是教材，但是自学绝对好用，理论作用于实践

评分☆☆☆☆☆

FPGA开发的基础。第cc5章讲述了eXilinxgg CPLDh的基本结构1j.4.2 Xkilinx mModelSioom仿真软件简介2.2 设计输入2.3.3 配置3.3.4 VHDL语言的对象类型3.4.2 顺序描述语句3.6.4 顺序描述语句3.6.4 有限状态机（FSM）3.8.1 IP核4.1 FPGA的配置5.1.1 FPGA的配置电路5.2 FPGA的电源解决方T案第6章 层次化工程的创建6W.2 存储器X和记录类型实验Z6.4

评分☆☆☆☆☆

不错啊不错啊不错啊不错啊不错啊不错啊

评分☆☆☆☆☆

这本书是学习VHDL语言的好材料，如果光盘里面带着ISE9.1软件就好了。我感觉整本书编排还有待改进，首先应该讲一些VHDL语言常用的东西，然后再讲仿真开发。

评分☆☆☆☆☆

书很有用，值得购买！

评分☆☆☆☆☆

不错

评分☆☆☆☆☆

还不错的，适合初学者

评分☆☆☆☆☆

包装很好，送货很快，很满意

评分☆☆☆☆☆

还不错，这个讲得稍微要多一些，而且带一张光盘，里面有源代码