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出版者:西安電子科技大學齣版社

作者:任愛鋒

出品人:

頁數:356

译者:

出版時間:2004-1

價格:35.00元

裝幀:簡裝本

isbn號碼:9787560614533

叢書系列:

圖書標籤:

編程
工作
IT
FPGA
嵌入式係統
硬件設計
Verilog
VHDL
數字電路
係統設計
可編程邏輯
嵌入式開發
電子工程

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具體描述

《基於FPGA的嵌入式係統設計》(作者任愛鋒、初秀琴、常存、孫肖子)共分為四篇。第一篇介紹Altera新型係列器件、EDA設計軟件Quartos Ⅱ以及EDA設計中常用的第三方工具軟件，本篇是學習後麵各篇的基礎。第二篇主要介紹基於FPGA的嵌入式軟件設計，包括Quartus II的SOPC Builder係統級設計和Nios II集成開發環境。第三篇介紹IP核設計應用，包括基於Simulink環境的係統級設計軟件DSP Builder、PCI編譯器和FFT兆核函數。第四篇介紹Quartus II軟件FPGA設計中的特殊技術，包括邏輯鎖定LogicLock技術和用於硬件調試的Signal Tap II嵌入式邏輯分析儀。

《基於FPGA的嵌入式係統設計》內容豐富，取材新穎。本書是為相關專業工程技術人員設計和使用嵌入式係統而編寫的，也可以作為高等院校電子類和通信類各專業本科生、研究生EDA課程的教材。

好的，這裏為您創作一本與《基於FPGA的嵌入式係統設計》內容無關的圖書簡介。 --- 圖書名稱：量子計算與復雜係統建模：後摩爾時代的信息範式內容簡介：在信息科學飛速發展的今天，我們正站在一個前所未有的技術轉摺點上。傳統的馮·諾依曼架構和矽基半導體技術的物理極限，正日益成為製約高性能計算和復雜係統模擬的關鍵瓶頸。本書深入探討瞭量子計算的理論基石、工程實現路徑，以及它如何徹底重塑我們對復雜係統建模和數據處理的認知。第一部分：量子信息學的理論基石與計算範式轉換本書首先為讀者構建瞭一個堅實的量子信息學理論框架。我們從量子力學的基本原理齣發，詳細闡述瞭量子比特（Qubit）的概念、疊加態和糾纏態的物理意義及其在信息處理中的核心作用。這不僅僅是數學上的抽象描述，更側重於理解這些特性如何打破經典計算的邏輯邊界。隨後，我們將重點介紹量子門操作的數學描述和物理實現的可能性，包括單比特門（如泡利矩陣、Hadamard門）和多比特門（如 CNOT、Toffoli門）。讀者將理解這些基本操作如何構成通用量子電路，實現復雜的算法邏輯。在計算範式方麵，本書深入對比瞭經典計算與量子計算在處理特定問題上的根本差異。我們詳細剖析瞭量子疊加態帶來的並行計算潛力，以及糾纏態在信息編碼上的高效率。這為理解後續的量子算法奠定瞭基礎。第二部分：關鍵量子算法的深入解析與應用潛力量子算法是釋放量子計算威力的核心驅動力。本書係統地分析瞭幾種標誌性的量子算法，旨在提供清晰的邏輯推導和實際應用場景的洞察。秀爾算法（Shor's Algorithm）：我們不僅解釋瞭其在因子分解上的指數級加速原理，還探討瞭它對現有公鑰加密體係（如RSA）構成的潛在威脅，以及後量子密碼學（PQC）的發展現狀。這一部分的分析強調瞭算法背後的數論基礎和量子傅裏葉變換（QFT）的應用。格羅弗算法（Grover's Algorithm）：針對非結構化搜索問題，本書詳細闡述瞭振幅放大機製，並計算瞭其平方級加速的精確來源。我們探討瞭該算法在數據庫搜索、優化問題求解中的實際應用潛力，以及如何將其推廣到更復雜的組閤優化場景。量子模擬（Quantum Simulation）：這是當前物理學和化學領域最熱門的應用方嚮。本書介紹瞭如何利用量子計算機模擬哈密頓量演化，精確計算分子能級、材料性質。這部分內容將涉及變分量子本徵求解器（VQE）等混閤算法的結構與局限性。第三部分：從理論到實踐：硬件實現路徑與挑戰量子計算的實現麵臨巨大的工程挑戰。本書不再局限於軟件和算法層麵，而是全麵考察瞭當前主流的物理實現平颱及其工程約束。超導電路量子比特：詳細分析瞭基於約瑟夫森結的量子比特（Transmon等）的構造原理、耦閤方式以及對環境退相乾（Decoherence）的敏感性。讀者將瞭解維持極低溫環境和高保真讀寫操作的技術難度。離子阱與中性原子係統：比較瞭這些基於囚禁離子的係統在連接性（Connectivity）和相乾時間上的優勢與劣勢。我們將討論激光冷卻、精密控製激光脈衝在邏輯門操作中的關鍵作用。拓撲量子計算與矽基自鏇量子比特：探討瞭更具前瞻性的技術路綫。拓撲量子計算如何通過保護量子信息免受局部擾動來增強容錯性；以及矽基自鏇量子比特如何利用現有半導體工藝的成熟度，嚮可擴展性邁進。第四部分：復雜係統建模與信息科學的未來交匯量子計算的最終價值在於解決經典計算難以企及的復雜問題。本書的最後一部分將視角投嚮應用領域，展示量子計算如何變革多個關鍵學科。材料科學與藥物研發：探討量子化學計算如何超越密度泛函理論（DFT）的局限，實現對復雜分子和新材料的精確能級計算，加速新藥靶點和高效催化劑的發現。金融建模與風險分析：討論如何應用量子振幅估計（QAE）等技術，加速濛特卡洛模擬，提高期權定價、投資組閤優化和信用風險評估的效率與精度。人工智能的量子加速：闡述量子機器學習（QML）的基本框架，包括量子神經網絡（QNN）和量子支持嚮量機（QSVM）。這部分將客觀評估當前量子AI的局限性，並展望其在處理大規模非凸優化問題上的潛力。本書旨在為研究生、研究人員以及希望跨越經典計算邊界的工程師提供一份全麵而深入的指南。它要求讀者具備一定的綫性代數和基礎物理知識，但通過嚴謹的邏輯推導和豐富的實例分析，力求讓復雜的量子概念變得清晰可觸。它是一部麵嚮後摩爾時代信息範式轉變的理論與工程參考手冊。 ---

作者簡介

目錄資訊

概述第一篇 Altera新型係列器件及Quartus Ⅱ軟件第1章 Altera新型係列器件簡介 1.1 MAx Ⅱ器件 1.2 Cyclone器件 1.3 Cyclone Ⅱ器件 1.4 S1xatix器件 1.5 S1xatix Ⅱ器件 1.6 Stratlx Gx係列思考題第2章 Quartus Ⅱ開發軟件 2.1 簡介 2.1.1 圖形用戶界麵設計流程 2.1.2 EDA工具設計流程 2.1.3 命令行設計流程 2.1.4 Quartus Ⅱ軟件的主要設計特性 2.2 Quartlls Ⅱ軟件安裝 2.2.1 PC機係統配置 2.2.2 Quartus Ⅱ軟件的安裝 2.2.3 Quartus Ⅱ軟件的授權 2.3 Quartus Ⅱ軟件的設計過程 2.4 設計輸入 2.4.1 創建工程 2.4.2 建立圖形設計文件 2.4.3 建立文本編輯文件 2.4.4 建立存儲器編輯文件 2.5 設計項目的編譯 2.5.1 設計綜閤 2.5.2 Quartus Ⅱ編譯器窗口 2.5.3 編譯器選項設置 2.5.4 引腳分配 2.5.5 啓動編譯器 2.5.6 查看適配結果 2.6 設計項目的仿真驗證 2.6.1 創建一個仿真波形文件 2.6.2 設計仿真 2.6.3 仿真結果分析 2.7 時序分析 2.7.1 時序分析基本參數 2.7.2 指定時序要求 2.7.3 完成時序分析 2.7.4 查看時序分析結果 2.8 器件編程 2.8.1 完成器件編程 2.8.2 編程硬件驅動安裝思考題與練習第3章 Quartus Ⅱ軟件與第三方工具 3.1 ModelSim軟件的使用 3.1.1 ModelSim軟件的主要結構 3.1.2 ModelSim的簡要使用方法 3.1.3 在ModelSim SE中指定Altera的仿真庫 3.2 調用Synplify Pro綜閤工具設計流程 3.3 ModelSim、Synplify和Quartus Ⅱ結閤使用的流程 3.4 HDL調試工具Debussy入門 3.4.1 Debussy簡介 3.4.2 Debussy功能介紹 3.4.3 波形分析 3.4.4 原理圖分析 3.4.5 FSM分析 3.4.6 設計調試實例 3.4.7 FSDB文件的産生思考題第二篇 Quartus Ⅱ的Nios Ⅱ開發過程第4章 SOPC Builder開發工具 4.1 簡介 4.1.1 SOPC技術簡介 4.1.2 SOPC Buildel簡介 4.1.3 SOPC Buildel的功能特點 4.1.4 SOPC Buildel的優點 4.2 SOPC Builder設計流程 4.3 SOPC Builder用戶界麵 4.3.1 係統元件頁 4.3.2 係統設置頁 4.3.3 係統生成頁 4.3.4 生成係統 4.3.5 SOPC Buildel菜單命令思考題第5章 NiOS Ⅱ嵌入式處理器設計 5.1 Nios Ⅱ嵌入式處理器簡介 5.1.1第一代Nios嵌入式處理器 5.1.2第二代Nios嵌入式處理器 5.1.3 可配置的軟核嵌入式處理器的優勢 5.2 Nios Ⅱ嵌入式處理器軟、硬件開發流程簡介 5.2.1 硬件開發流程 5.2.2 軟件設計流程 5.3 Nios Ⅱ嵌入式處理器係統的開發 5.3.1 開發工具及開發闆簡介 5.3.2 Nios Ⅱ集成開發環境(IDE)簡介 5.3.3 設計實例 5.4 Nios Ⅱ處理器外圍接口 5.5 HAL係統庫 5.5.1 簡介 5.5.2 使用HAL開發程序 5.6 應用示例——電子鍾 5.6.1 係統軟、硬件需求分析 5.6.2 係統軟件思考題第三篇基於Quartus Ⅱ的IP核設計第6章 DSP Builder係統設計工具 6.1 DSP Builder安裝 6.1.1 軟件要求 6.1.2 DSP Buildel軟件的安裝 6.1.3 授權文件的安裝 6.2 嵌入式DSP設計流程 6.2.1 DSP設計流程 6.2.2 DSP Builder設計流程 6.3 DSP Builder設計過程 6.3.1 創建Simulink設計模型 6.3.2 Simulink設計模型仿真 6.3.3 完成RTL級仿真 6.3.4 Simulink模型設計的綜閤與編譯. 思考題第7章 PCI編譯器及PCI兆核函數. 7.1 PCI編譯器簡介 7.2 PCI編譯器的使用 7.2.1 係統要求 7.2.2 設計流程 7.2.3 獲得並安裝PCI編譯器 7.2.4 PCI兆核函數設計應用 7.2.5 設計仿真 7.2.6 設計編譯 7.2.7器件編程 7.2.8安裝授權文件第8章 FFT兆核函數 8.1 FFI兆核函數簡介 8.2 FFT兆核函數的應用 8.2.1 係統要求 8.2.2 下載並安裝EFT 8.2.3 FFT兆核函數設計應用 8.2.4 設計仿真 8.2.5 設計編譯 8.2.6 器件編程 8.2.7安裝授權文件 8.3 FFT兆核函數規範 8.3.1 功能描述 8.3.2 FFT處理器引擎結構 8.3.3 I／O數據流結構 8.4 Atlantic接口 8.4.1 Atlantic接口功能描述 8.4.2 信號說明第四篇設計進階第9章 LogicLock技術 9.1 LogicLock技術簡介 9.2 LogicLock設計應用 9.2.1 建立LogicLock區域 9.2.2 指定LogicLock區域的邏輯內容 9.2.3 編譯優化設計 9.2.4 導齣LogicLock約束 9.2.5 導入LogicLock約束思考題第10章 SignalTap Ⅱ嵌入式邏輯分析儀的使用 10.1 在設計中嵌入SignalTap Ⅱ邏輯分析儀 10.1.1 使用STP文件建立嵌入式邏輯分析儀 10.1.2 使用MegaWizard Plug-In Manager建立嵌入式邏輯分析儀 10.1.3 SignalTap Ⅱ分析器件編程 10.1.4 查看SignalTap Ⅱ采樣數據 10.2 在SOPC Buildei中使用SignalTap Ⅱ邏輯分析儀 10.3 在DSP Builder中使用SignalTap Ⅱ邏輯分析儀思考題參考文獻
· · · · · · (收起)

讀後感

評分☆☆☆☆☆

用戶評價

评分☆☆☆☆☆

這本書簡直是為我量身定做的！我一直對嵌入式係統設計抱有濃厚的興趣，但苦於缺乏係統性的知識和實踐經驗，尤其是涉及到FPGA這種高性能硬件平颱時，更是感到無從下手。這本書的齣現，無疑為我打開瞭一扇新的大門。它的內容組織非常閤理，從基礎概念的講解，到具體的設計流程，再到復雜的項目實踐，層層遞進，讓人感覺每一步都是紮實的積纍。特彆是作者在講解一些核心算法如何在FPGA上實現時，不僅給齣瞭理論分析，還配有詳盡的代碼示例和仿真結果，這對於我們這些動手能力還不夠強的初學者來說，簡直是如獲至寶。我特彆欣賞它在強調理論與實踐相結閤這一點上的力度，讓我在學習過程中，不再是死記硬背那些抽象的概念，而是能真正理解它們如何在硬件層麵轉化為高效的解決方案。這本書的深度和廣度都拿捏得恰到好處，讓人讀起來既不感到晦澀難懂，又能體會到前沿技術的魅力。

评分☆☆☆☆☆

我對這本書的評價是：技術深度足夠，應用廣度驚人。我原本以為它會局限於某種特定的FPGA芯片或開發工具，但翻閱後發現，作者巧妙地構建瞭一個可以遷移的知識框架。它教會瞭我們“如何思考”一個嵌入式係統設計問題，而不是僅僅教我們“如何操作”某個特定工具。書中提到的從需求分析到硬件描述語言（HDL）的轉換過程，再到後端的綜閤、布局布綫，每一步都闡述瞭背後的設計哲學。這對我未來跨平颱、跨代際的産品設計思維培養，有著不可估量的幫助。我尤其欣賞其中關於係統級優化和功耗管理的章節，這些是真正決定一個産品能否走嚮商業化的關鍵要素，很多入門級的教程往往會忽略這些“軟性”但至關重要的技能點。這本書的價值，在於它培養的是係統架構師的潛力。

评分☆☆☆☆☆

拿到這本書，我首先被它的排版和圖示所吸引。現在的技術書籍，很多都存在內容堆砌、圖文不符的問題，但這本書在視覺呈現上做到瞭極高的水準。清晰的邏輯結構圖、生動的信號流示意圖，以及關鍵代碼段的精美高亮處理，都極大地提升瞭閱讀體驗。我發現，很多我過去在其他資料中反復琢磨不透的模塊交互、時序邏輯，通過書中的插圖和詳細的步驟解析，一下子就豁然開朗瞭。這種對細節的關注，體現瞭作者深厚的教學功底和對讀者需求的深刻理解。對於一個追求效率的學習者來說，時間成本是非常寶貴的，這本書無疑是幫我節省瞭大量排查問題和理解復雜概念的時間。它不僅僅是一本技術手冊，更像是一位經驗豐富、耐心細緻的導師，隨時在我身邊指導，確保我每一步都走得穩健。

评分☆☆☆☆☆

這本書的行文風格非常嚴謹，但又不失親和力，簡直是教科書級的典範。它像一位資深的行業專傢在娓娓道來，用最精確的術語描述技術，同時用最生動的比喻來解釋難懂的概念。我特彆喜歡作者在介紹一些高級特性時，會先勾勒齣傳統方法的局限性，然後自然而然地引齣FPGA解決方案的優勢，這種對比的敘事方式，極大地增強瞭學習的內在驅動力。它不隻是在羅列知識點，而是在構建一個完整的認知體係。我感覺自己不是在被動地接受信息，而是在主動地參與到一場深入的思維探索中。讀完後，我對FPGA在高性能計算、實時信號處理等領域的應用有瞭更宏大、更清晰的認識，這本書無疑為我接下來的職業發展指明瞭重要的方嚮和方法論。

评分☆☆☆☆☆

坦白說，我是一個比較挑剔的讀者，尤其是在麵對技術更新迭代如此之快的領域。這本書最讓我感到驚喜的是其前瞻性和對新興趨勢的把握。它沒有沉湎於過時的技術細節，而是將重點放在瞭那些具有長期生命力的核心設計思想上，同時也適度地引入瞭諸如SoC集成、高速接口設計等當前工業界急需的知識點。這種“立足經典，展望未來”的定位，讓這本書的保質期大大延長。對於我這種需要不斷更新知識庫的工程師而言，這意味著我可以把它當作一本工具書長期保留，而不是用完即棄的快速消費品。此外，作者在處理復雜設計中的調試和驗證策略時，提供瞭一套非常實用的方法論，這比單純的幾個調試技巧要高明得多，它教會我們如何構建一個健壯、可追溯的設計流程。

评分☆☆☆☆☆