VERILOG FPGA晶片設計（附光碟）. pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:全華

作者:林灶生　劉紹漢

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:20040517

价格:NT$ 620

装帧:

isbn号码:9789572144459

丛书系列:

图书标签:

Verilog
FPGA
晶片設計
数字电路
硬件设计
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电子工程
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具体描述

《FPGA硬件设计与验证实战》内容简介：本书是一本面向FPGA（Field-Programmable Gate Array）设计与验证的综合性技术教程。本书旨在为读者提供一个系统、深入的学习路径，从FPGA的基本原理、硬件描述语言（Verilog）的应用，到实际的项目开发流程和高级验证技术，全方位地提升读者的FPGA设计能力。核心章节概览： FPGA基础与架构：深入剖析FPGA的内部结构，包括查找表（LUT）、触发器（Flip-Flop）、DSP Slice、BRAM（Block RAM）等核心资源，以及配置过程和基本工作原理。理解这些底层架构对于编写高效、优化的HDL代码至关重要。 Verilog HDL精讲与应用：详细介绍Verilog HDL的语法、语义及建模风格，覆盖数据类型、运算符、过程语句、模块化设计、实例化、连线等基础知识。通过大量的实际电路设计示例，如组合逻辑（加法器、解码器、多路选择器）、时序逻辑（寄存器、计数器、移位寄存器）以及状态机（FSM）的设计，帮助读者掌握Verilog在FPGA设计中的灵活运用。综合、布局与布线（Synthesis, Place & Route）：讲解FPGA设计流程中的关键步骤，包括逻辑综合的原理和约束的应用，以确保生成的网表能够高效映射到FPGA硬件。深入探讨布局与布线过程如何影响设计的性能（时序、面积、功耗），以及如何通过时序约束（Timing Constraints）和时钟（Clock）的优化来满足设计要求。静态时序分析（Static Timing Analysis, STA）：详述STA的重要性及其在FPGA设计中的作用。介绍关键路径、时序违例（Timing Violations）、时钟域交叉（Clock Domain Crossing, CDC）等概念，并讲解如何使用Xilinx Vivado或Intel Quartus等主流FPGA开发工具进行时序分析和优化，以确保设计的稳定运行。 FPGA项目开发流程与实践：引导读者掌握一个完整的FPGA项目开发流程，包括需求分析、架构设计、HDL编码、仿真验证、综合、实现、板级调试等环节。通过一个或多个贯穿全书的实际项目（例如：一个简单的SDRAM控制器、一个SPI接口外设、一个数字信号处理器模块的简化实现），让读者亲身体验整个设计周期。高级验证技术与方法：介绍现代FPGA验证的理念与技术，包括行为级仿真、门级仿真、约束随机测试（Constrained Random Testing）、覆盖率（Coverage）、断言（Assertions）等。重点讲解使用SystemVerilog语言和UVM（Universal Verification Methodology）框架进行验证的优势，并通过实例展示如何构建可重用、高效的验证平台。片上调试（On-Chip Debugging）：介绍FPGA开发中常用的片上调试工具，如Xilinx ChipScope Pro/ILA（Integrated Logic Analyzer）和Intel SignalTap II Logic Analyzer。讲解如何将这些调试器集成到FPGA设计中，用于观察内部信号、定位问题，极大地提高了调试效率。性能优化与功耗管理：探讨提高FPGA设计性能的各种技巧，包括并行化设计、流水线（Pipelining）技术、DSP Slice和BRAM的有效利用等。同时，介绍FPGA的功耗构成以及降低功耗的设计策略。本书特色：理论与实践相结合：紧密围绕FPGA的实际应用，通过大量实例代码和详细的实验步骤，帮助读者将理论知识转化为实践技能。循序渐进的教学方式：从基础概念出发，逐步深入到高级主题，适合不同经验水平的读者。注重验证：强调验证在FPGA设计流程中的重要性，并介绍业界主流的验证方法学。面向工程实践：聚焦实际项目开发中遇到的问题与解决方案，提升读者的工程实践能力。工具链介绍：融入主流FPGA开发工具（如Xilinx Vivado、Intel Quartus）的操作与技巧，便于读者上手。目标读者：电子工程、计算机科学及相关专业的在校学生。希望系统学习FPGA设计与验证技术的初学者。已有一定FPGA开发经验，寻求提升设计能力和验证水平的工程师。对嵌入式硬件加速、数字信号处理、通信系统等领域感兴趣的研发人员。通过阅读本书，读者将能够独立完成FPGA项目的软硬件设计、验证和调试工作，为实现高性能、低功耗的数字系统奠定坚实基础。

作者简介

目录信息

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

读完这本书的大部分章节后，我体会到它在特定领域的权威性是毋庸置疑的，尤其是在讲解如何用Verilog语言精确地描述硬件资源，比如寄存器、有限状态机（FSM）以及基本的时序逻辑单元时，作者的表达是清晰且富有条理的。这本书的结构安排很适合作为大学数字电路设计课程的参考教材，因为它遵循了一种从简单到复杂的逻辑递进关系。但是，当我们把视野从单一模块的实现提升到整个系统架构层面时，这本书的指导价值就迅速下降了。例如，在讨论多核处理器与FPGA加速器协同工作的设计模式、功耗预算的分配，或者如何利用高层次综合（HLS）工具来提高设计效率等方面，几乎找不到可以借鉴的深度讨论。它更像是一本专注于“如何用Verilog写出一个功能正确的模块”的工具书，而非一本指导“如何设计出一个高性能、可量产的FPGA系统”的战略性著作。这种焦点上的偏离，使得它在面向专业设计团队的应用场景中，显得力不从心。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧和附带的光盘，确实给人一种“物超所值”的初步印象，光盘里的资源似乎承载了大量参考资料和例程。然而，实际使用体验却没那么理想。当尝试将书中的某些较复杂的组合逻辑或顺序逻辑代码移植到最新的FPGA开发环境中进行仿真和综合时，经常会遇到兼容性的小问题，这可能与出版年代和开发工具的迭代速度有关。更让我感到困惑的是，书中对设计验证（Verification）环节的着墨太少，基本都是围绕着“写代码”展开，而验证是现代SoC或FPGA设计中耗时最长、最关键的一环。我期待看到更多关于Testbench的编写技巧，特别是如何利用SystemVerilog等更强大的语言特性来构建高效的验证平台，或者如何有效利用Formal Verification工具来增强设计的可靠性。这本书似乎假定读者已经具备了强大的验证能力，或者验证本身并不那么重要，这对于追求零缺陷交付的现代工程师来说，是一个比较危险的假设。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格，虽然专业，但略显陈旧，读起来有一种时光倒流的错觉。我特别关注了书中对时序分析（Timing Analysis）的讲解部分，这是决定FPGA设计能否成功上板的关键。书中详细介绍了建立时间（Setup Time）和保持时间（Hold Time）的概念，并通过图示解释了它们对组合逻辑延迟的影响，这部分内容是扎实且正确的。然而，对于现代FPGA设计中愈发重要的静态时序分析（STA）报告的解读，以及如何根据STA结果来指导设计修改的迭代过程，描述得过于笼统和概括。例如，如何处理跨时钟域路径中的“多周期路径”约束，或者如何针对PLL/MMCM产生的复杂时钟网络进行优化，这些需要高度依赖EDA工具反馈的实际操作，在书中几乎是缺失的。因此，对于一个希望快速掌握利用现代工具链解决实际时序问题的读者来说，这本书提供的只是理论框架，而没有提供最关键的“实战操作手册”。

评分☆☆☆☆☆

这本关于FPGA晶片设计的书籍，从封面设计上看就透着一股老派的严谨劲儿，那种带着厚重历史感的科技书籍特有的气息扑面而来。我抱着极大的期待打开它，希望能够找到一些关于现代FPGA设计流程的真知灼见，特别是对于那些前沿的IP核集成和高速接口的实现细节。然而，深入阅读后，我发现这本书的侧重点似乎更偏向于基础理论的夯实和早期的硬件描述语言（HDL）应用范例。虽然对于初学者来说，这种扎实的基础无疑是宝贵的财富，能够帮助构建起对数字逻辑和时序约束的深刻理解，但对于有一定经验的工程师而言，它在讲解高级综合优化技巧、低功耗设计策略，以及如何有效地利用最新的FPGA架构特性（比如最新的DSP区块或者嵌入式内存的精妙配置）方面，显得有些力不从心了。书中大量的代码示例虽然详尽，但总感觉缺乏一种与当前主流EDA工具链的无缝对接感，似乎停留在了一个需要大量手动调整和验证的阶段，这在如今高度自动化的设计环境中，显得稍稍有些脱节。总的来说，它更像是一部优秀的“入门教材”，而非一部能够指导复杂项目实战的“进阶手册”，阅读体验上少了一丝即插即用的现代感。

评分☆☆☆☆☆

翻开这本书，首先映入眼帘的是大量关于Verilog语法本身以及基本逻辑门电路实现的详细推导，这部分内容可谓是面面俱到，几乎涵盖了HDL能够表达的所有基本结构。我个人对这种从最底层原理出发的讲解方式是持肯定态度的，它能有效地帮助读者建立起对硬件行为的直观认识，避免成为一个只会调用模块而不知其所以然的“脚本小子”。但是，随着章节的推进，当涉及到系统级设计，尤其是涉及到跨时钟域处理（CDC）和复杂的片上总线协议（如AXI或Wishbone）的实际应用场景时，书中的叙述就开始变得有些捉襟见肘了。很多关键的、在实际项目中会频繁遇到的棘手问题，比如如何精确地进行跨时钟域同步以避免亚稳态，或者如何高效地设计一个内存控制器以满足严苛的带宽要求，这些内容往往只是蜻蜓点水，缺乏深入的案例分析和调试技巧的分享。这使得这本书在理论深度上达到了标准，但在实战指导的广度和深度上，留下了不少空白，让人不得不去翻阅其他资料来弥补这些关键环节。

评分☆☆☆☆☆