Intel FPGA/CPLD设计(基础篇)
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关于本书

内容和特点

FPGA/CPLD、GPU和CPU被称为未来数字电路系统的3块基石,也是目前硬件设计研究的热点。与传统电路设计方法相比,FPGA/CPLD具有功能强大,开发过程投资小、周期短,可反复编程修改,保密性能好,开发工具智能化等特点,特别是随着电子工艺的不断改进,低成本FPGA/CPLD器件推陈出新,这一切促使FPGA/CPLD成为当今硬件设计的首选方式之一。可以说FPGA/CPLD设计技术是当今高级硬件工程师与IC工程师的必备技能。

我国可编程逻辑器件设计技术落后于国外,目前立足工程实践,系统地介绍最新FPGA/CPLD设计工具的中文书籍较为缺乏。在这种情况下,为了满足广大工科在校生了解业界流行的高效FPGA/CPLD设计技术的需要,提高硬件工程师与IC工程师的工程实践技巧,我们编写了《Altera FPGA/CPLD设计(基础篇)》和《Altera FPGA/CPLD设计(高级篇)》。这两本书出版以来,广受读者好评,但随着技术的不断发展,器件型号和软件版本的不断更新,原有图书的内容和知识体系已经不适应目前的读者需求,为此我们根据Intel(注:原Altera已于2016年被Intel收购)推出的一系列新型FPGA,以及新版Quartus Ⅱ软件的特性,对上述两本书进行了改版升级。

新版的《Intel FPGA/CPLD设计(基础篇)》(以下简称“本书”)涵盖了所有Intel主流FPGA/CPLD硬件结构与特点,详尽地讨论了Quartus Ⅱ与第三方EDA工具的设计方法,系统地阐述了Intel可编程逻辑设计优化技术。

本书共7章,各章内容简要介绍如下。

• 第1章:在介绍可编程逻辑设计技术基本概念的基础上讨论了FPGA/CPLD的基本结构、设计流程和开发工具,并展望了下一代可编程逻辑设计技术。

• 第2章:介绍了Intel高密度、低成本FPGA与CPLD等主流器件的结构特点。

• 第3章:重点介绍了Quartus Ⅱ的软件设计流程,并且结合了具体的滤波器设计案例,同时使用前面所学到的工具,详细介绍了优化、分析、查看、验证设计方法。

• 第4章:介绍了Intel FPGA IP设计工具与使用方法。

• 第5章:介绍了 I/O分配验证工具、功率估计和分析工具、RTL阅读器、Signal Probe(信号探针)、Signal Tap Ⅱ逻辑分析器、Chip Editor(底层编辑器)、Timing Closure Floorplan(时序收敛平面布局规划器)和ECO(工程更改管理)等工具的使用方法。

• 第6章:介绍了Intel FPGA/CPLD的常用编程与配置方法。

• 第7章:在综述第三方综合工具的基础上,重点介绍了Model Sim仿真工具与Synplify/Synplify Pro综合工具的使用方法。

本书的主要特点如下。

• 全面系统:涵盖了Intel FPGA软、硬件设计技术,基础与高级设计工具,全面系统地论述了Intel可编程设计技术。

• 实用价值高:本书的作者都有丰富的FPGA/CPLD、数字ASIC设计经验,本书立足于工程实践的需要,对工程设计有显著的指导意义。

• 内容新颖:本书的作者长期工作在可编程逻辑设计的最前沿,与FPGA器件制造公司和EDA软件设计公司联系紧密,所以有幸能够在第一时间内使用最新版本的FPGA/CPLD设计工具。书中涉及的所有工具均根据较新资料撰写,使图书介绍的内容新颖。

• 剖析深刻:书中对FPGA/CPLD设计的基本原理、方法有较为详尽的论述,对各种设计工具的介绍并不局限于操作方法,而是结合作者多年的工作经验与心得,从较深的层面对各个工具的特点进行剖析。

读者对象

本书可作为高等院校通信工程、电子工程、计算机、微电子与半导体学等理工专业的教材,也可作为硬件工程师和IC工程师的实用工具书。

配套资源

配套资源中提供了书中所有示例的完整工程文件、设计源文件和说明文件(读者可扫描封面上的二维码进行下载)。

每个工程示例都包括了该工程的项目文件、源文件、报告文件和生成结果等文件,读者可以用Quartus Ⅱ或相应的软件直接打开。设计源文件根据设计输入类型分为源代码或原理图等。请读者将设计源文件复制到计算机硬盘上,并按照书中的操作步骤自行操作练习。示例说明文件包含了示例的详细信息和操作指南。

本书约定

为了方便读者阅读,书中设计了4个小图标,它们代表的含义如下。

行家指点:用于介绍使用经验和心得,或罗列重要的概念。

注意事项:用于提醒读者应该注意的问题。

多学一招:用于介绍实现同一功能的不同方法。

操作实例:用于引出一个操作题目和相应的一组操作步骤。

全书的各章节分别由王欣、王江宏、蔡海宁、王诚和吴继华等作者执笔,由Intel 公司可编程解决方案事业部(Programmable Solutions Group)资深现场应用工程师王江宏和资深应用工程师王欣统筹定稿。

Intel公司亚太区可编程解决方案事业部现场应用工程总监邓海涛先生、亚太区应用工程总监罗小锋先生、中国区大客户销售总监吕家龙先生、现场应用工程经理赵敏先生对本书提出了许多建设性意见,并给予作者多方面的帮助。在这里要特别感谢Intel公司亚太区可编程解决方案事业部副总裁庄秉翰先生在百忙之中亲自为本书撰写序言。感谢所有关心并支持本书的同仁佳友!

感谢您选择了本书,如果您对书中内容有任何困惑和建议,请与我们联系。

电子邮件:adeli.wang@intel.com(作者),liyongtao@ptpress.com.cn(责任编辑)。

如果您需要得到Intel更全面的服务与技术支持,请访问http://www.altera.com.cn。

2017年5月