FPGA項(xiàng)目開(kāi)發(fā)實(shí)戰(zhàn)講解

第1章  FPGA介紹 1
1.1  FPGA的優(yōu)勢(shì) 1
1.2  FPGA典型結(jié)構(gòu)圖 2
1.3  LUT原理 6
1.4  FPGA上電配置過(guò)程時(shí)序圖 7
1.5  FPGA基本開(kāi)發(fā)流程 10
第2章  Verilog語(yǔ)法介紹 13
2.1  Verilog HDL語(yǔ)言簡(jiǎn)介 13
2.1.1  什么是Verilog HDL 13
2.1.2  Verilog HLC的歷史 13
2.2  Verilog HDL和VHDL語(yǔ)言比較 14
2.3  Verilog語(yǔ)法介紹 15
2.3.1  模塊 15
2.3.2  常量 16
2.3.3  parameter與define的區(qū)別 18
2.3.4  reg和wire 19
2.3.5  操作符 21
2.3.6  assign和always語(yǔ)句 21
2.3.7  if和case語(yǔ)句 23
2.3.8  循環(huán)語(yǔ)句 25
2.3.9  模塊實(shí)例化 25
2.3.10  預(yù)處理指令 26
2.3.11  系統(tǒng)任務(wù) 26
2.3.12  task和function語(yǔ)句的區(qū)別 29
2.3.13  文件操作 30
第3章  FPGA開(kāi)發(fā)必要的技術(shù)積累 33
3.1  鎖存器、觸發(fā)器 33
3.2  時(shí)序的基本概念 34
3.2.1  建立和保持時(shí)間 34
3.2.2  同步系統(tǒng)中時(shí)序分析 34
3.3  異步時(shí)鐘域和亞穩(wěn)態(tài) 37
3.3.1  什么是亞穩(wěn)態(tài) 37
3.3.2  亞穩(wěn)態(tài)發(fā)生場(chǎng)合 37
3.3.3  亞穩(wěn)態(tài)危害 38
3.3.4  怎么減少亞穩(wěn)態(tài)的發(fā)生 38
3.3.5  案例：亞穩(wěn)態(tài)導(dǎo)致通信異常 39
3.4  狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì) 39
3.5  復(fù)位信號(hào) 40
3.5.1  同步復(fù)位和異步復(fù)位比較 40
3.5.2  案例：和復(fù)位信號(hào)相關(guān)的項(xiàng)目 41
3.6  串并轉(zhuǎn)換和并串轉(zhuǎn)換 42
3.7  流水技術(shù) 42
3.7.1  流水技術(shù)原理 42
3.7.2  案例：NAND FLASH流水實(shí)現(xiàn)高速存儲(chǔ) 43
3.8  乒乓操作 44
3.9  雙向端口使用 45
3.9.1  數(shù)據(jù)總線(xiàn)的設(shè)計(jì) 45
3.9.2  程序設(shè)計(jì) 45
3.9.3  案例：MCU接口程序 46
3.10  Xilinx原語(yǔ)介紹 49
3.10.1  時(shí)鐘組件 49
3.10.2  吉比特收發(fā)器組件 50
3.10.3  I/O端口組件 50
3.10.4  IBUFDS 51
3.10.5  IDELAY 52
3.10.6  OBUFDS 53
3.11  DCM原理 54
3.12  RAM核的使用 56
3.13  FPGA時(shí)序約束 60
3.13.1  FPGA約束介紹 60
3.13.2  案例：500MSPS的A/D轉(zhuǎn)換器 63
3.14  生成IP核 70
3.14.1  生成IP核的方法 70
3.14.2  案例：生成IP核的具體操作過(guò)程 71
3.15  保持層次關(guān)系 73
3.16  Chipscope ICON和ILA 75
3.16.1  Chipscope介紹 75
3.16.2  案例：以DSP接口程序?yàn)槔榻B使用流程 77
3.17  Verilog編碼風(fēng)格注意事項(xiàng)總結(jié) 79
3.18  FPGA學(xué)習(xí)步驟 80
3.19  FPGA工作方式 81
第4章  FIFO控制器設(shè)計(jì) 83
4.1  FIFO相關(guān)的概念 83
4.2  設(shè)計(jì)指標(biāo) 84
4.3  同步FIFO設(shè)計(jì) 84
4.3.1  雙端口RAM介紹 84
4.3.2  同步FIFO設(shè)計(jì) 85
4.4  異步FIFO設(shè)計(jì) 88
4.4.1  空/滿(mǎn)標(biāo)志的產(chǎn)生 88
4.4.2  亞穩(wěn)態(tài)問(wèn)題 88
4.4.3  格雷碼 89
4.4.4  異步FIFO設(shè)計(jì)及結(jié)果 90
第5章  串口通信模塊設(shè)計(jì) 95
5.1  串口通信概述 95
5.1.1  串口介紹 95
5.1.2  串口幀格式 96
5.2  設(shè)計(jì)指標(biāo) 97
5.3  串口通信模塊方案 97
5.3.1  原理框圖 97
5.3.2  FPGA方案 98
5.4  串口通信各個(gè)模塊設(shè)計(jì) 99
5.4.1  MCU配置模塊設(shè)計(jì) 99
5.4.2  發(fā)送模塊設(shè)計(jì) 106
5.4.3  接收模塊設(shè)計(jì) 114
5.4.4  頂層模塊 123
5.5  串口通信模塊調(diào)試注意事項(xiàng) 126
第6章  數(shù)/模及模/數(shù)轉(zhuǎn)換控制模塊設(shè)計(jì) 127
6.1  相關(guān)技術(shù)介紹 127
6.1.1  數(shù)/模轉(zhuǎn)換器（DAC）介紹 127
6.1.2  模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）介紹 129
6.1.3  數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片AD5641介紹 131
6.1.4  模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADS7230介紹 132
6.2  技術(shù)指標(biāo)要求 135
6.3  D/A模塊設(shè)計(jì) 136
6.4  AD模塊設(shè)計(jì) 141
6.5  遇到的問(wèn)題、排查及定位 148
第7章  HDLC總線(xiàn)控制器設(shè)計(jì) 149
7.1  HDLC協(xié)議介紹 149
7.2  CRC校驗(yàn) 150
7.3  設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo) 150
7.4  HDLC電路圖 150
7.5  HDLC總線(xiàn)控制器模塊劃分 151
7.6  HDLC總線(xiàn)控制器各個(gè)模塊設(shè)計(jì) 152
7.6.1  CRC模塊設(shè)計(jì) 152
7.6.2  發(fā)送編碼設(shè)計(jì)及結(jié)果 152
7.6.3  接收解碼設(shè)計(jì)及結(jié)果 163
7.7  遇到的問(wèn)題及解決辦法 174
第8章  SDRAM控制器設(shè)計(jì) 175
8.1  SDRAM簡(jiǎn)介 175
8.2  SDRAM芯片介紹 176
8.3  SDRAM設(shè)計(jì)方案 178
8.3.1  刷新周期的問(wèn)題 180
8.3.2  初始化模塊 183
8.3.3  定時(shí)刷新請(qǐng)求信號(hào)產(chǎn)生模塊 184
8.3.4  讀/寫(xiě)請(qǐng)求產(chǎn)生模塊 185
8.3.5  讀/寫(xiě)狀態(tài)機(jī) 187
第9章  NAND FLASH控制器設(shè)計(jì) 195
9.1  NAND FLASH介紹 195
9.1.1  NAND FLASH信號(hào)功能介紹 195
9.1.2  芯片存儲(chǔ)陣列結(jié)構(gòu)和地址尋址 196
9.1.3  NAND FLASH時(shí)序圖介紹 197
9.2  設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo) 201
9.3  原理圖介紹 202
9.4  NAND FLASH控制器方案 202
9.5  NAND FLASH各個(gè)模塊設(shè)計(jì) 203
9.5.1  MCU接口模塊 203
9.5.2  FLASH管理模塊 205
9.5.3  NAND FLASH壞塊表查找模塊設(shè)計(jì) 209
9.5.4  NAND FLASH頁(yè)查找模塊設(shè)計(jì) 210
9.5.5  NAND FLASH讀模塊設(shè)計(jì) 211
9.5.6  NAND FLASH寫(xiě)模塊設(shè)計(jì) 212
9.5.7  NAND FLASH塊擦除模塊設(shè)計(jì) 214
9.6  遇到的問(wèn)題及解決辦法 217
9.6.1  對(duì)FLASH的讀/寫(xiě)不能完成 217
9.6.2  讀/寫(xiě)不穩(wěn)定 217
第10章  1553B總線(xiàn)控制器設(shè)計(jì) 218
10.1  1553B總線(xiàn)介紹 218
10.1.1  總線(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 219
10.1.2  編碼方式 220
10.1.3  1553B數(shù)據(jù)格式 220
10.1.4  總線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程說(shuō)明 223
10.2  設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo) 224
10.3  原理圖介紹 224
10.4  收發(fā)器芯片介紹 224
10.5  1553B總線(xiàn)控制器方案 225
10.6  1553B總線(xiàn)控制器各個(gè)模塊設(shè)計(jì) 226
10.6.1  曼徹斯特編碼模塊設(shè)計(jì) 226
10.6.2  曼徹斯特解碼模塊設(shè)計(jì) 230
10.6.3  協(xié)議處理模塊設(shè)計(jì) 231
10.6.4  RT接收模塊設(shè)計(jì) 238
10.6.5  RT發(fā)送模塊設(shè)計(jì) 242
10.6.6  RT-RT模塊設(shè)計(jì) 243
10.6.7  Broadcast模塊設(shè)計(jì) 243
10.7  測(cè)試結(jié)果 245
10.8  遇到的問(wèn)題及解決辦法 246
參考文獻(xiàn) 247
后記 248