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第1章 概念扫盲1

1.1 FPGA简单入门1

1.2 FPGA应用领域4

1.3 FPGA的优势5

1.4 开发流程6

思考7

第2章 逻辑设计基础8

2.1 0和1——精彩世界由此开始8

2.2 表面现象揭秘——逻辑关系10

2.3 内里本质探索——器件结构14

思考18

第3章 实验平台板级设计19

3.1 FPGA板级电路设计五要素19

3.1.1 能量供应——电源电路21

3.1.2 心脏跳动——时钟电路22

3.1.3 状态初始——复位电路24

3.1.4 灵活定制——配置电路24

3.1.5 自由扩展——外设电路25

3.2 FPGA核心板设计26

3.2.1 读懂器件手册26

3.2.2 核心板电路设计架构28

3.2.3 电源电路设计30

3.2.4 时钟和复位电路设计31

3.2.5 配置电路设计34

3.2.6 SDRAM电路设计38

3.2.7 引脚分配规划和扩展I/O电路39

3.3 扩展子板设计40

3.3.1 基本外设子板41

3.3.2 LCD显示驱动子板45

3.3.3 VGA显示驱动子板50

3.3.4 USB和UART串口子板54

3.3.5 超声波与视频采集子板60

思考64

第4章 开发工具简介65

4.1 软件下载和license申请65

4.2 QuartusⅡ的安装68

4.3 ModelSim-Altera的安装71

4.4 USB-Blaster的驱动安装71

思考73

第5章 Verilog语法概述74

5.1 语法学习的经验之谈74

5.2 可综合的语法子集76

5.3 代码风格与书写规范82

思考95

第6章 入门实例96

6.1 分频计数之LED闪烁96

6.1.1 功能概述96

6.1.2 设计说明96

6.1.3 源码解析110

6.1.4 板级调试111

6.2 分频计数之蜂鸣器112

6.2.1 功能概述112

6.2.2 设计说明113

6.2.3 源码解析116

6.2.4 板级调试116

6.3 流水灯控制117

6.3.1 功能概述117

6.3.2 设计说明117

6.3.3 源码解析120

6.3.4 板级调试121

6.4 模式流水灯121

6.4.1 功能概述121

6.4.2 设计说明122

6.4.3 源码解析126

6.4.4 板级调试127

6.5 数码管显示驱动127

6.5.1 功能概述127

6.5.2 设计说明128

6.5.3 源码解析131

6.5.4 板级调试134

6.6 LCD显示驱动134

6.6.1 功能概述134

6.6.2 设计说明135

6.6.3 源码解析137

6.6.4 板级调试140

6.7 LCD的32级红色显示141

6.7.1 功能概述141

6.7.2 设计说明141

6.7.3 源码解析141

6.7.4 板级调试143

6.8 VGA/SVGA显示驱动144

6.8.1 功能概述144

6.8.2 设计说明145

6.8.3 源码解析153

6.8.4 板级调试160

6.9 超声波测距数据采集161

6.9.1 功能概述161

6.9.2 设计说明161

6.9.3 源码解析163

6.9.4 板级调试164

6.10 倒车雷达167

6.10.1 功能概述167

6.10.2 设计说明167

6.10.3 源码解析168

6.10.4 板级调试170

6.11 UART串口收发测试171

6.11.1 功能概述171

6.11.2 设计说明171

6.11.3 源码解析173

6.11.4 板级调试182

第7章 片内资源应用184

7.1 PLL配置184

7.1.1 功能概述184

7.1.2 源码解析188

7.1.3 板级调试189

7.2 片内存储器应用之ROM189

7.2.1 功能概述190

7.2.2 设计说明191

7.2.3 源码解析199

7.2.4 板级调试200

7.3 片内存储器应用之单口RAM204

7.3.1 功能概述204

7.3.2 设计说明204

7.3.3 源码解析210

7.3.4 板级调试211

7.4 片内存储器应用之移位寄存器212

7.4.1 功能概述212

7.4.2 设计说明213

7.4.3 源码解析216

7.4.4 板级调试218

7.5 片内存储器应用之FIFO219

7.5.1 功能概述219

7.5.2 设计说明219

7.5.3 源码解析224

7.5.4 板级调试227

7.6 基于FPGA内嵌RAM的LCD字符显示227

7.6.1 功能概述227

7.6.2 设计说明228

7.6.3 源码解析236

7.6.4 板级调试240

思考241

第8章 时序设计实例242

8.1 时序分析基础242

8.1.1 基本的时序分析理论242

8.1.2 时钟、建立时间和保持时间245

8.1.3 基本时序路径247

8.1.4 reg2reg路径的时序分析249

8.2 VGA驱动接口时序设计251

8.3 CMOS摄像头接口时序设计261

第9章 设计仿真271

9.1 仿真验证概述271

9.2 ModelSim软件概述275

思考278

第10章 在线调试实例279

10.1 基于FPGA的在线系统调试概述279

10.2 基于In-System Logic Analyzer的UART串口接收数据采集281

10.2.1 功能概述281

10.2.2 设计说明282

10.2.3 源码解析284

10.2.4 板级调试285

10.3 基于In-System Sources and Probes Editor的A/D采集286

10.3.1 功能概述286

10.3.2 设计说明287

10.3.3 源码解析290

10.3.4 板级调试293

10.4 基于In-System Sources and Probes Editor的D/A采集295

10.4.1 功能概述295

10.4.2 设计说明295

10.4.3 源码解析297

10.4.4 板级调试301

10.5 基于In-System Memory Content Editor的LCD实时显示字符更改302

10.5.1 功能概述302

10.5.2 设计说明302

10.5.3 源码解析303

10.5.4 板级调试303

思考305

第11章 视频图像采集设计306

11.1 CMOS摄像头应用背景与驱动原理306

11.2 视频采集系统设计概述307

11.3 I2C接口配置模块设计309

11.4 视频流采集设计313

11.5 SDRAM控制器设计315

11.6 LCD控制器设计316

11.7 工程实践与板级调试316

思考316

参考文献318