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基础篇3

第1章 EDA技术及其发展3

1.1 集成电路产业基本规律3

1.2 EDA产业的历史3

1.2.1 计算机辅助设计阶段4

1.2.2 计算机辅助工程阶段4

1.2.3 电子设计自动化阶段4

1.3 EDA工具的分类4

1.3.1 电路设计与仿真工具5

1.3.2 PCB设计软件6

1.3.3 IC设计软件6

1.3.4 FPGA设计工具7

1.4 主要硬件描述语言8

1.4.1 VHDL8

1.4.2 Verilog HDL9

1.4.3 System Verilog9

1.4.4 SystemC10

1.4.5 VHDL和Verilog HDL的比较10

1.4.6 SystemC和System Verilog的比较11

1.5 集成电路设计方法学12

1.5.1 片上系统的概念12

1.5.2 可编程片上系统的概念12

1.5.3 片上系统设计方法学的概念12

1.5.4 软硬件协同设计方法14

1.5.5 基于虚拟原型的设计方法15

1.5.6 IP核及IP复用16

小结17

第2章 可编程逻辑器件的发展及原理18

2.1 可编程逻辑器件结构剖析19

2.1.1 简单PLD的“与”阵列、“或”阵列平面结构19

2.1.2 带宏单元的复杂可编程逻辑器件21

2.1.3 FPGA28

2.2 可编程逻辑器件的编程原理29

2.2.1 熔丝型编程29

2.2.2 反熔丝型编程30

2.2.3 SRAM编程30

2.2.4 EPROM编程31

2.2.5 E2PROM编程31

2.2.6 FPGA的发展趋势32

2.3 Altera Cyclone Ⅱ简介33

2.3.1 Altera公司的可编辑逻辑器件33

2.3.2 Cyclone Ⅱ的总体结构34

2.3.3 LE结构35

2.3.4 LAB结构36

2.3.5 全局时钟网络37

2.3.6 DSP结构38

小结40

第3章 综合工具Quartus Ⅱ的使用41

3.1 工程建立41

3.2 建立设计43

3.3 分析与综合46

3.4 引脚分配46

3.5 程序下载47

3.6 SignalTap Ⅱ的使用48

小结50

第4章 仿真工具ModelSim的使用4.1 ModelSim仿真过程51

4.2 加入Altera器件的仿真库54

小结56

第5章 TE3无线多媒体教学平台简介57

5.1 概述57

5.2 核心板57

5.2.1 主要特性58

5.2.2 核心板的主要器件58

5.2.3 应用领域59

5.3 扩展板59

5.3.1 主要特性60

5.3.2 主要器件及接口60

5.3.3 应用领域61

实验篇65

第6章 LED实验65

6.1 实验内容65

6.2 实验原理65

6.3 程序设计66

6.4 仿真结果67

6.5 演示程序文件说明68

6.6 演示程序使用68

第7章 脉冲发生器实验69

7.1 实验内容69

7.2 实验原理69

7.3 程序设计70

7.4 仿真结果71

7.5 运行结果72

7.6 演示程序文件说明72

7.7 演示程序使用72

第8章 脉宽调制（PWM）实验73

8.1 实验内容73

8.2 实验原理73

8.3 程序设计74

8.3.1 总体架构74

8.3.2 PWM_Basic模块75

8.3.3 PWM_Controller模块75

8.4 程序仿真77

8.5 演示程序文件说明77

8.6 演示程序使用78

8.7 实验中注意的问题78

第9章 波形发生器实验79

9.1 实验内容79

9.2 实验原理79

9.3 实验设计80

9.3.1 程序架构80

9.3.2 sine_wave模块81

9.4 运行结果85

9.5 演示程序文件说明86

9.6 演示程序使用86

第10章 键盘扫描及数码管显示实验87

10.1 实验内容87

10.2 实验原理87

10.2.1 4×4扫描键盘原理87

10.2.2 八段数码管显示原理88

10.3 程序设计90

10.3.1 总体架构90

10.3.2 key_scan模块90

10.3.3 scan_clk模块90

10.3.4 scan模块91

10.3.5 data_2_disp模块93

10.3.6 disp_scan模块94

10.4 仿真结果95

10.5 运行结果96

10.6 演示程序文件说明96

10.7 演示程序使用96

第11章 计算器实验97

11.1 实验内容97

11.2 实验原理97

11.3 实验设计97

11.3.1 总体架构97

11.3.2 datain模块98

11.3.3 calculate模块102

11.4 仿真结果102

11.5 演示程序文件说明104

11.6 演示程序使用104

第12章 数字钟实验105

12.1 实验内容105

12.2 实验原理105

12.3 实验设计106

12.3.1 总体架构106

12.3.2 digital_clk模块106

12.3.3 one_sec模块106

12.3.4 time_set模块107

12.3.5 time模块107

12.4 仿真结果109

12.5 演示程序文件说明110

12.6 演示程序使用111

第13章 SRAM接口实验112

13.1 实验内容112

13.2 实验原理112

13.3 程序设计115

13.3.1 总体架构115

13.3.2 SRAM_F模块116

13.3.3 SRAM_Tester模块119

13.3.4 LED_indicator模块122

13.4 程序仿真122

13.5 运行结果123

13.6 演示程序文件说明124

13.7 演示程序使用124

第14章 串行接口实验125

14.1 实验内容125

14.2 实验原理125

14.3 程序设计126

14.3.1 总体架构126

14.3.2 mini_UART模块127

14.3.3 clk_Unit模块127

14.3.4 Rx_Unit模块128

14.3.5 Rx_Unit模块133

14.4 程序使用及设置要求135

14.5 演示程序文件说明136

14.6 注意事项136

第1 5章 I2C接口实验137

15.1 实验内容137

15.2 实验原理137

15.2.1 I2C总线的特点137

15.2.2 I2C总线协议137

15.2.3 从设备ADV7181的I2C接口138

15.3 程序设计139

15.3.1 总体架构139

15.3.2 顶层模块I2C139

15.3.3 INS_SDL和INS_SCL模块140

15.3.4 I2C_config模块140

15.3.5 Register_operation模块141

15.3.6 I2C_access_control模块141

15.3.7 I2C_Master模块142

15.4 运行结果150

15.5 演示程序文件说明151

15.6 演示程序使用152

第16章 BCH编码实验153

16.1 实验内容153

16.2 实验原理153

16.3 实验设计154

16.3.1 总体架构154

16.3.2 m_serial模块155

16.3.3 encoder模块156

16.3.4 channel模块158

16.3.5 decoder模块158

16.4 仿真结果160

16.5 运行结果161

16.6 演示程序文件说明161

16.7 演示程序使用162

第17章 音频接口实验163

17.1 实验内容163

17.2 实验原理163

17.2.1 音频芯片与FPGA的连接163

17.2.2 音频芯片UDA1341TS的基本工作流程165

17.2.3 UDA1341TS的控制接口时序166

17.3 程序设计167

17.3.1 总体架构167

17.3.2 sound模块168

17.3.3 L3_AUD_Control模块169

17.3.4 L3_Control模块170

17.4 运行结果173

17.5 演示程序文件说明173

17.6 演示程序使用174

第18章 VGA接口实验175

18.1 实验内容175

18.2 实验原理175

18.2.1 VGA接口电路原理图175

18.2.2 VGA接口175

18.2.3 VGA时序分析175

18.2.4 VGA时序实现178

18.3 程序设计178

18.3.1 总体架构178

18.3.2 TE3_Default模块179

18.3.3 Reset_Delay模块179

18.3.4 VGA_Controller模块179

18.3.5 VGA_OSD_RAM模块181

18.4 运行结果183

18.5 演示程序文件说明183

18.6 演示程序使用183

第19章 视频接口实验184

19.1 实验内容184

19.2 实验原理184

19.2.1 CVBS复合视频广播信号184

19.2.2 ITU-R 601和ITU-R 656数字电视标准185

19.3 程序设计187

19.3.1 总结架构187

19.3.2 TE3_DVD2VGA模块188

19.3.3 I2C_AV_Config模块189

19.3.4 TV to_VGA模块189

19.3.5 itu_r656_decoder模块191

19.3.6 dul_port_c1024模块192

19.3.7 YCbCr2RGB模块194

19.4 演示程序文件说明194

19.5 演示程序使用194

第20章 液晶屏和触摸屏实验195

20.1 实验内容195

20.2 液晶屏和触摸屏的原理195

20.2.1 液晶屏的基本原理195

20.2.2 触摸屏的基本原理196

20.3 程序设计198

20.3.1 总体架构198

20.3.2 液晶显示模块Ping199

20.3.3 touch模块202

20.4 运行结果204

20.5 演示程序文件说明205

20.6 演示程序使用205

第21章 Nios Ⅱ系统入门实验206

21.1 实验内容206

21.2 实验步骤206

21.3 实验结果209

第22章 μClinux实验210

22.1 实验内容210

22.2 实验步骤210

22.2.1 Nios Ⅱ硬件设置210

22.2.2 软件环境配置216

22.2.3 建立μClinux应用程序224

22.3 注意事项226

附录 TE3无线多媒体教学平台使用简介228

A 计算机软硬件要求228

A.1 硬件要求228

A.2 软件要求228

B 硬件连接及使用228

B.1 核心板连接及使用方法228

B.2 扩展板使用说明232

C 核心板外设232

C.1 时钟232

C.2 SRAM233

C.3 FLASH233

C.4 SDRAM234

C.5 串口235

C.6 以太网口235

C.7 70×6高速连接器236

C.8 LED237

C.9 按钮237

D 扩展板外设238

D.1 AD238

D.2 DA238

D.3 4×4扫描按键239

D.4 拨动开关241

D.5 LED241

D.6 扩展接口243

D.7 3寸TFT液晶彩色显示屏、触摸屏244

D.8 USB接口245

D.9 RS-232C串口246

D.10 VGA输出接口247

D.11 AV输入接口248

D.12 数码管248

D.13 音频接口250