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编辑推荐

　　《数字系统设计实验教程/普通高等院校电子电气基础课程创新型系列教材》特色：
　　★基于浙江大学电子电气基础课程改革的成果编写而成，凝结一线教师多年的教学经验。
　　★先进性与实用性——采用Xilinx等公司先进的实验开发平台和工具，通过大量贴近工程实践的实验，介绍现代企业常用的设计方法与开发手段。
　　★系统性与基础性—一以系统性实验为主，分散为若干个基础性实验，内容层层递进，由浅入深，帮助读者全面了解数字系统设计的理论与方法，适合多层次教学。
　　★趣味性与易用性——注重理论与实践的结合，强调寓教于乐的教学方式，提供部分Verilog HDL程序和配套光盘等教学资源。

内容简介

　　《数字系统设计实验教程/普通高等院校电子电气基础课程创新型系列教材》基于浙江大学电子电气基础课程改革的成果编写而成，通过实例与实验详细介绍数字系统设计的原理与方法。《数字系统设计实验教程/普通高等院校电子电气基础课程创新型系列教材》共7章，第1～3章主要讲解FPGA的结构与原理、数字系统的结构化设计方法、设计验证和设计实现；第4～7章以培养综合设计和创新能力为原则，通过精选的28个实验来训练ModelSim、ISE和ChipScopePro等专用开发工具的使用，以及各类典型数字单元、接口和系统的设计。
　　《数字系统设计实验教程/普通高等院校电子电气基础课程创新型系列教材》内容紧密联系教学与科研生产实践，实验内容强调基础性、实用性、系统性和趣味性，实验环境基于Xilinx公司的XUP Virtex-II Pro开发平台，并提供部分VerilogHDL程序和丰富的教学资源。
　　《数字系统设计实验教程/普通高等院校电子电气基础课程创新型系列教材》可作为普通高等院校电子电气相关专业的数字电路与系统实验课教材，也可作为工程技术人员的参考书。

内页插图

目录

丛书序
总前言
前言

第1章 FPGA与数字系统设计
1．1 概述
1．2 可编程逻辑器件基础
1．2．1 可编程逻辑器件的发展历史
1．2．2 FPGA芯片的结构
1．3 基于FPGA的数字系统设计流程
1．4 基于FPGA的数字系统调试
1．4．1 数字系统的调试
1．4．2 选择合适的FPGA调试方法
1．5 实验平台开发的选择
1．5．1 实验硬件平台的选择
1．5．2 EDA软件的选择
1．6 小结
思考题1

第2章 数字系统设计方法
2．1 数字系统的基本组成
2．2 数字系统的结构化设计方法
2．2．1 自顶而下的设计方法
2．2．2 用ASM图设计控制器
2．3 数字系统设计实例
2．3．1 频率测量系统控制器的设计
2．3．2 简易交通信号灯控制系统的设计
2．4 小结
思考题2

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 PS2键盘接口电路实例
3．6．3 SVGA显示接口电路实例
3．7 小结
思考题3

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 ISE软件的使用
实验3 ChipScope Pro的逻辑分析实验
实验4 ChipScope Pro的VIO实验
实验5 IP内核的使用实验
实验6 ModelSim、ISE的后仿真实验

第5章 数字系统设计的基础实验
实验7 快速加法器的设计和应用
实验8 浮点数加法器的设计
实验9 乘法器的设计
实验10 快速乘法器的设计
实验11 异步输入的同步器和开关防颤动电路的设计
实验12 SVGA显示接口实验
实验13 PS2键盘接口实验
实验14 PS2鼠标接口实验

第6章 数字系统综合设计实验
实验15 数字钟设计
实验16 数字式秒表
实验17 文本显示实验
实验18 SVGA动态显示实验
实验19 点灯游戏的设计
实验20 直接数字频率合成技术（DDS）的设计与实现
实验21 音乐播放实验
实验22 低频数字式相位测量仪的设计
实验23 全数字锁相环的设计
实验24 基于FPGA的FIR数字滤波器的设计
实验25 数字下变频器（DDC）的设计
实验26 I?C总线实验

第7章 CPU设计
实验27 多周期MIPS微处理器设计
实验28 流水线MIPS微处理器设计

附录A XUP Virtex-II Pro开发系统的使用
A．1 Virtex-II Pro FPGA主芯片介绍
A．2 电源供电模块
A．3 时钟电路
A．4 SVGA视频模块
A．5 AC97音频编解码系统
A．6 RS232串行接口模块
A．7 PS2接口模块
A．8 开关、按键和LED指示灯
A．9 下载配置模块
A．10 高速和低速的扩展连接器
附录B DigitlO型扩展板的使用
附录C ASCII码表
附录D Xilinx仿真库的建立
参考文献

前言/序言

　　随着计算机技术和微电子技术的迅速发展，ASIC（Application Specific Integrated Circuit）设计和片上系统（System on Chip，SoC）设计已成为当前电路设计的主要方向。这就意味着由中、小规模集成电路构成的数字系统和用原理图描述数字系统的设计方法不再顺应当前的技术潮流。数字系统设计必须推向一个新的台阶，即单片数字系统和用HDL语言描述数字系统的设计方法。为了适应这种新技术的发展，适应新一代信息、通信人才培养的需要，本书作者在总结多年教学经验的基础上，查阅了大量国内外相关资料，并根据教育部的《电子信息科学与电气信息类基础课程教学基本要求》，编写了这本设计性的实验教材。本书以Xilinx公司的XUP Virtex-Ⅱ Pro开发系统为硬件平台，从系统角度出发，介绍了利用EDA技术自顶而下地设计数字系统的基本方法和技巧。作者精心挑选了大量不同层次的实验内容，以培养学生综合设计和创新能力为原则，强调基础性、实用性、系统性和趣味性。希望通过由浅入深的实验进程来加强学生实验基本技能的综合训练，培养和提高学生的工程设计能力与实际动手能力
　　全书共7章：第1章介绍FPGA器件的结构和工作原理，并在此基础上讨论了基于FPGA的数字系统设计流程和数字系统的调试方法；第2章介绍自顶而下的数字系统设计方法；第3章介绍仿真中非常重要的环节——测试平台（testbench）；第4章通过6个实验介绍ModelSim、ISE、ChipScopePro等软件和XUPVirtex-II Pro开发系统的使用方法，并介绍仿真技巧和调试技术；第5章为数字系统设计的基础实验，主要包括运算电路和输入／输出设备的接口电路等相关实验；第6章为数字系统综合设计实验，设置的实验强调知识的综合应用，实验项目有机地综合了电子线路、电子测量、数字信号处理、通信和数字系统等相关学科知识；第7章设置了32位多周期的MIPS微处理器和32位5级流水线架构的MIPS微处理器的两个设计实验。本书内容丰富，要求较高，实验设置符合由易到难、循序渐进的教学规律，又能引起学生对数字系统设计的兴趣。
　　本书可作为电子电气相关专业（电子信息、通信工程、自动化、计算机、测控技术与仪器等）的数字电路与系统实验课教材，也可供电子设计领域的工程技术人员参考。由于本书内容较多，教师可选取一部分进行教学。本书建议授课学时为54～96学时。
　　本书第3章由唐奕编写，其余各章由屈民军编写。在本书编写过程中我们参考了较多的书籍、论文和网络文献，在此向其作者表示深深的谢意。
　　浙江大学的于慧敏教授、郑伟博士和陈智德博士给予我们很多良好的建议和帮助，在此表示感谢。此外，还特别感谢Xilinx公司中国区大学计划经理谢凯年博士为本书的编写提供了良好的实验环境。
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