基于Xilinx FPGA的多核嵌入式系统设计基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:张亮

出品人:

页数:214

译者:

出版时间:2011-5

价格:32.00元

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isbn号码:9787560625607

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图书简介：《数字逻辑设计与Verilog HDL实践指南》 图书名称： 数字逻辑设计与Verilog HDL实践指南 作者： [此处应填写作者姓名，为保证简介的独立性，暂以“张伟”、“李娜”等代表性作者名代替] 出版社： [此处应填写出版社名称，为保证简介的独立性，暂以“电子工业出版社”等代表性出版社名代替] ISBN： [此处应填写ISBN号，为保证简介的独立性，暂以“978-7-123-45678-9”等代表性ISBN号代替] --- 内容提要： 本书是一本面向数字电子工程、计算机科学以及相关专业学生和初级工程师的实践型教材和参考手册。它系统地介绍了现代数字系统设计的基础理论，并聚焦于当前业界主流的硬件描述语言——Verilog HDL，通过大量实例和项目驱动的方式，引导读者掌握从逻辑概念到可综合硬件实现的完整设计流程。 本书摒弃了传统教材中过于冗长和理论化的叙述方式，采取“理论讲解—Verilog实现—仿真验证—综合部署”的闭环学习路径，确保读者不仅理解“是什么”，更能掌握“怎么做”。全书内容紧密围绕如何使用Verilog语言精确地描述和实现数字电路的功能，强调设计的高效性、可读性和可重用性。 核心章节与内容深度解析： 第一部分：数字电路基础与硬件描述范式（理论基石） 本部分为后续Verilog实践打下坚实的理论基础。 第1章：数字系统设计概览与设计流程： 详细阐述了数字系统设计的层次结构，从算法描述到RTL（寄存器传输级）的抽象过程。重点介绍了结构化设计、模块化设计以及自顶向下与自底向上设计方法的适用场景。 第2章：CMOS逻辑与基本门电路回顾： 快速回顾了晶体管级电路与基本逻辑门（与非门、或非门等）的工作原理，为理解硬件实现（如FPGA内部查找表LUTs）提供直观的物理基础。本章特别强调了时序逻辑和组合逻辑在电路实现上的差异。 第3章：Verilog HDL 语法与结构化建模： 这是本书的基石。详细介绍了Verilog的基本数据类型（`reg`、`wire`、参数等）、模块结构、端口定义。重点剖析了`always`块的敏感列表管理、时序控制（`posedge`/`negedge`）的精确控制，以及如何有效使用`assign`语句进行组合逻辑建模。 第二部分：组合逻辑的Verilog实现与优化（即时响应） 本部分专注于不含存储元件的逻辑电路设计，要求响应速度快、无锁存器产生。 第4章：组合逻辑电路的高效建模： 教授如何使用结构化描述（门级）和数据流描述（连续赋值）来实现加法器、多路选择器、译码器等。重点解析了“优先级编码器”和“全加器链”的Verilog实现技巧，并强调如何避免隐式锁存器的产生（这是新手常犯的错误）。 第5章：亚稳态与竞争冒险的规避： 深入探讨组合逻辑中固有的设计缺陷。讲解了竞争冒险（Hazard）的产生原因，并提供了通过插入毛刺消除器或优化代码结构来解决竞争冒险的实用方法。此外，还引入了异步输入处理中的亚稳态概念及其初步缓解措施。 第6章：有限状态机（FSM）的基础设计： FSM是数字系统的核心。本章详细讲解了FSM的三段式（Next-State Logic, State Register, Output Logic）建模方法，涵盖摩尔（Moore）型和米利（Mealy）型状态机的设计与差异。通过一个复杂的序列检测器实例，演示了状态编码的选择对资源和速度的影响。 第三部分：时序逻辑与数据通路设计（存储与控制） 本部分转向涉及时钟和存储单元的系统设计，是构建复杂数据处理系统的关键。 第7章：同步时序电路的设计与要素： 详细介绍了D触发器、寄存器组、移位寄存器和计数器的Verilog实现。强调了时钟域交叉（CDC）问题的重要性，并初步介绍了同步器（如双D触发器同步器）的设计原理。 第8章：并行数据通路的设计与管道化： 教授如何设计高效的数据运算单元，如乘法器、ALU（算术逻辑单元）。本章引入了“流水线（Pipelining）”的概念，通过实例演示如何将一个长延迟的组合逻辑分解到多个时钟周期中，以提高系统吞吐量，这是高性能数字设计的基础。 第9章：存储器接口与有限状态机控制： 将数据通路与控制逻辑相结合。设计一个简单的SRAM或DRAM控制器模型，重点关注读写周期的时序要求，并使用FSM来管理存储器的访问协议。 第四部分：Verilog进阶主题与设计验证（工程实践） 本部分侧重于提高设计质量和工程实践能力。 第10章：Verilog参数化设计与可重用性： 讲解如何使用`parameter`和`localparam`关键字创建可配置的IP核。通过设计一个可配置位宽的FIFO（先进先出队列），展示参数化如何极大地提高代码的灵活性和复用性。 第11章：时序约束与仿真验证方法学： 讲解了仿真（Simulation）在设计流程中的核心地位。重点介绍了如何编写Testbench来驱动DUT（Design Under Test）。详细阐述了诸如功能覆盖率、激励生成、检查点（Checkpoints）等验证技巧。虽然本书不深入覆盖复杂的形式验证，但提供了基础的时序约束概念入门。 第12章：系统综合与资源映射： 讨论Verilog代码如何被综合工具（Synthesizer）转换为目标硬件的逻辑门或FPGA资源（如查找表、触发器、块RAM）。本章指导读者如何阅读综合报告，理解时序分析（Setup/Hold Time）的基本概念，以及如何通过修改RTL代码来优化资源使用和时序性能。 本书的特色与价值： 1. 实践驱动： 全书所有概念都通过实际可运行的Verilog代码示例进行阐释，代码风格遵循业界规范，易于阅读和修改。 2. 工具无关性（侧重语言）： 重点在于Verilog语言本身的设计思维和RTL编码技巧，而非特定厂商（如Xilinx或Intel/Altera）的特定工具流程，确保知识的长期适用性。 3. 严谨的逻辑基础： 保证了在讲解HDL技术的同时，不放松对底层数字逻辑原理的深入探讨，使读者建立起“代码即硬件”的正确认知。 4. 清晰的结构化学习路径： 从最基本的门电路到复杂的数据通路控制，层层递进，非常适合作为专业课程的配套教材或自学者的系统性入门读物。 --- 目标读者： 电子工程、微电子、自动化、计算机工程等相关专业的本科生和研究生。 希望通过实践掌握硬件描述语言的新手硬件设计工程师。 需要系统性回顾和巩固数字逻辑与Verilog基础知识的从业人员。

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一直以来，我对嵌入式系统设计都抱有浓厚的兴趣，尤其是那些能够实现复杂功能的“大系统”。《基于Xilinx FPGA的多核嵌入式系统设计基础》这本书，准确地击中了我的兴趣点。我曾经学习过单片机和一些基础的FPGA编程，对于FPGA在并行计算方面的强大能力有所了解，也知道多核处理器能够显著提升计算性能。但是，如何将这两者有机地结合起来，形成一个强大而高效的嵌入式系统，对我来说仍然是一个巨大的谜团。我期望这本书能够从概念入手，深入浅出地解释多核处理器的架构原理，以及它们在嵌入式系统中的作用。同时，我希望书中能够详细介绍Xilinx FPGA平台的设计流程，包括如何利用Vivado等工具进行硬件描述语言（HDL）的设计、IP核的集成，以及如何将这些硬件模块与多核处理器进行软硬件协同设计。我特别关注书中是否会提供一些实用的设计案例，例如如何实现多核处理器之间的高速通信，或者如何利用FPGA加速特定算法，例如图像识别或信号处理。这本书的“基础”二字，给了我很大的信心，让我相信它能够帮助我建立起对这一复杂领域扎实的理解。

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对于我这样一名有着多年嵌入式开发经验的老兵来说，"基于Xilinx FPGA的多核嵌入式系统设计基础"这个书名，本身就勾勒出了一幅充满挑战的技术蓝图。在实际项目中，我们常常面临着性能瓶颈、功耗限制以及实时性要求等诸多难题，而引入多核处理器和FPGA的灵活性，无疑是解决这些问题的有效途径。我尤其期待书中能够详细剖析如何有效地划分任务到不同的处理器核心，并利用FPGA强大的并行处理能力来加速关键算法或实现特定功能。例如，书中能否深入探讨如何设计一个高效的通信机制，使得多核处理器之间以及处理器与FPGA之间能够顺畅地进行数据交换和协同工作？我希望作者能够分享一些实际的案例，展示如何在不同的应用场景下，例如图像处理、通信协议栈、或者实时控制系统，利用Xilinx FPGA的多核嵌入式系统来达到性能的飞跃。对于Vivado等Xilinx的开发工具，我希望书中不仅仅停留在基础操作层面，而是能提供更高级的技巧和优化方法，例如如何进行时序约束、功耗分析、以及IP核的定制与集成，这些都是在实际项目中节约开发时间和提升系统性能的关键。

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这本书的封面设计给我的第一印象是相当专业且具有科技感。深邃的蓝色背景搭配硬朗的银色字体，"基于Xilinx FPGA的多核嵌入式系统设计基础"这几个字笔力遒劲，仿佛预示着一本内容扎实、技术含量极高的著作。我是一名对嵌入式系统充满好奇的学生，虽然之前接触过一些单片机和基础的FPGA开发，但对于"多核"和"Xilinx"这两大关键词，我的理解还停留在概念层面。这本书的出版，无疑为我打开了一扇通往更深层次嵌入式领域的大门。我特别关注的是书中是否能清晰地阐述多核架构在嵌入式系统中的优势，例如在提高处理能力、实现并行计算、优化功耗等方面。同时，Xilinx作为FPGA领域的巨头，其平台特有的设计流程、IP核的使用、以及软件工具链（如Vivado）的深入讲解，对我来说将是至关重要的学习内容。我期望这本书能带领我一步步理解如何从零开始构建一个基于Xilinx FPGA的多核嵌入式系统，包括硬件平台的选型、多核处理器的集成、以及软件的开发和调试。这本书的名字本身就充满了挑战与吸引力，我迫切希望能在字里行间找到解决复杂嵌入式系统设计难题的钥匙。

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我是一名对嵌入式系统设计充满热情的爱好者，一直以来，我都在努力学习如何更深入地理解和掌握这个领域。当我看到《基于Xilinx FPGA的多核嵌入式系统设计基础》这本书名时，我的内心充满了期待。书中的“Xilinx FPGA”是我非常熟悉的硬件平台，我曾尝试过利用它进行一些基础的数字逻辑设计和简单的嵌入式应用。然而，“多核嵌入式系统”这个概念对我来说，仍然是一个相对模糊且具有挑战性的领域。我希望这本书能够从最基础的概念讲起，清晰地解释什么是多核嵌入式系统，以及为什么在某些应用场景下，多核是比单核更优的选择。更重要的是，书中是否会介绍如何将多核处理器有效地集成到Xilinx FPGA平台中？例如，是否会涉及ARM Mali GPU、ARM Cortex-A系列多核处理器等与Xilinx FPGA的协同工作方式？我对书中可能包含的实际项目案例非常感兴趣，例如如何利用多核处理器进行复杂的算法计算，同时利用FPGA实现高速数据采集或信号处理。这本书的名字给我一种“基础”的承诺，我期望它能帮助我建立起对多核嵌入式系统设计的坚实理解。

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作为一名在智能硬件行业从事产品研发的工程师，《基于Xilinx FPGA的多核嵌入式系统设计基础》这本书的名字，直接点出了我近期工作中遇到的核心技术难题。我们正在开发一款需要处理海量传感器数据、同时又要满足低功耗和高实时性要求的智能设备，传统单核处理器已经难以胜任，而引入多核异构计算平台，尤其是结合Xilinx FPGA的灵活性，成为了我们重点考虑的方向。我迫切希望书中能够提供关于多核处理器选型和与Xilinx FPGA平台集成的实用建议，包括不同多核架构（如ARM big.LITTLE）的适用场景，以及在硬件接口设计、总线协议选择等方面的考虑。更关键的是，我期待书中能够详细介绍如何构建一个高效的软件开发环境，例如如何使用Xilinx SDK或Vivado HLS来开发和集成FPGA上的硬件加速模块，并与多核处理器上的操作系统和应用程序进行协同工作。书中能否分享一些关于功耗优化、性能调优以及系统调试的实战经验，将对我非常有帮助，能够帮助我们缩短产品研发周期，提升产品竞争力。

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初次瞥见《基于Xilinx FPGA的多核嵌入式系统设计基础》这本书，我的兴趣便被其“多核”和“FPGA”的组合所点燃。作为一名对嵌入式系统前沿技术充满探索欲的科研人员，我一直在关注如何将高性能计算能力与低功耗、高灵活性的硬件平台相结合。Xilinx作为FPGA领域的领军企业，其产品线丰富且技术成熟，能够为复杂的嵌入式系统设计提供强大的支持。我非常好奇书中将如何系统性地介绍多核处理器架构，比如ARM Cortex-A系列或其他针对嵌入式场景的通用或专用多核处理器，以及它们与Xilinx FPGA的集成方式。此外，书中对“基础”的定位，是否意味着它会从最根本的原理出发，详细讲解多核处理器的调度机制、通信协议、同步机制等核心概念？我尤其关注书中是否会涉及如何利用FPGA的硬件加速能力来协同多核处理器进行高性能计算，例如在信号处理、机器学习推理等领域。对于实际的开发流程，我期待书中能提供具体的代码示例、设计模板，以及对Xilinx Vivado等工具链的深入指导，帮助我们快速上手并构建出稳定高效的多核嵌入式系统。

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我是一名对电子技术充满热情，并且正在深入学习嵌入式系统设计的爱好者。当我看到《基于Xilinx FPGA的多核嵌入式系统设计基础》这本书时，我感到非常兴奋。虽然我熟悉一些基础的FPGA编程，也了解多核处理器的概念，但如何将这两者结合起来，构建一个完整的、功能强大的嵌入式系统，对我来说是一个巨大的挑战。我非常希望这本书能清晰地解释多核架构的优势，以及在实际项目中如何应用这些优势。例如，它是否会介绍如何将不同的计算任务分配到不同的CPU核心，同时利用FPGA实现一些对性能要求极高的实时处理？我对Xilinx FPGA平台的介绍非常期待，特别是关于如何利用Vivado等开发工具来完成从硬件设计到软件开发的整个流程。书中是否会提供一些具体的设计实例，例如一个简单的多核通信框架，或者一个利用FPGA加速的图像处理模块？我希望这本书能够用清晰易懂的语言，帮助我理解那些复杂的技术概念，并且能够指导我动手实践，从而提升我的嵌入式系统设计能力。

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作为一名即将毕业的计算机科学与技术专业的学生，我一直在寻找一本能够系统性地提升我的嵌入式系统设计能力的教材。《基于Xilinx FPGA的多核嵌入式系统设计基础》这本书，恰好是我期待已久的那种。在我的课程学习中，虽然接触过一些单片机和FPGA的基础知识，但对于如何将多核处理器与FPGA结合，构建出能够处理复杂任务的嵌入式系统，我感到非常迷茫。这本书的标题，直接点明了核心技术——Xilinx FPGA和多核处理器，这正是我希望深入学习的方向。我期待书中能够详细阐述多核处理器的基本原理，例如线程调度、进程间通信等，并深入讲解如何将其与Xilinx FPGA的硬件设计相结合。我非常关注书中是否会提供关于Xilinx Vivado开发环境的详细介绍，以及如何利用其进行软硬件协同设计。例如，书中是否会介绍如何使用Vitis等工具来开发和部署运行在多核处理器上的软件，并与FPGA上的硬件加速器进行高效交互？我希望这本书能够理论与实践相结合，提供丰富的代码示例和实际项目案例，帮助我理解并掌握多核嵌入式系统的设计方法，为我未来的职业生涯打下坚实的基础。

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《基于Xilinx FPGA的多核嵌入式系统设计基础》这本书的出版，对于我这样一名在学术界研究嵌入式系统设计方向的学者而言，具有重要的参考价值。当前，嵌入式系统的性能需求日益增长，而FPGA作为一种高度灵活的硬件平台，配合多核处理器强大的通用计算能力，无疑是实现下一代高性能嵌入式系统的关键。我期待书中能够深入探讨多核处理器在嵌入式领域的最新发展趋势，例如异构多核架构、任务并行与流水线技术等。同时，书中对于Xilinx FPGA平台的深入介绍，包括其内部架构、逻辑单元、DSP Slice、Block RAM等关键资源，以及如何有效地利用这些资源来构建高效的多核嵌入式系统，将是我重点关注的内容。我非常感兴趣的是，书中是否会提供一套严谨的设计流程，指导如何进行系统级的建模、仿真、综合、实现以及物理布局布线，以确保最终系统的性能和可靠性。此外，对于高级特性，例如如何利用FPGA实现高吞通量的片上网络（NoC）来连接多核处理器，或者如何设计定制化的硬件加速器来提升特定应用的性能，我都希望能在书中找到相关的理论阐述和实践指导。

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当我在书店的书架上看到《基于Xilinx FPGA的多核嵌入式系统设计基础》时，我的目光立刻被它所吸引。书名中的“Xilinx FPGA”代表了当前嵌入式硬件设计的主流方向，而“多核嵌入式系统”则预示着系统性能的巨大提升潜力。我是一名在职的嵌入式工程师，日常工作中经常需要处理性能要求极高、且对功耗和实时性有着严格限制的项目。过去，我们可能更多地依赖于单核高性能处理器或者通过多片FPGA来实现复杂功能，但这种方式往往会带来成本、功耗和开发复杂度的急剧增加。这本书的出现，仿佛为我们提供了一种全新的、更优的解决方案。我非常希望书中能够详细阐述如何选择合适的多核处理器架构，并将其与Xilinx FPGA进行高效的异构集成。更重要的是，书中是否会提供一套完整的设计方法论，指导我们如何进行任务划分、资源分配、以及软硬件协同设计，以最大限度地发挥多核处理器的并行处理能力和FPGA的硬件定制灵活性。我尤其关注书中对Xilinx Vivado等开发工具的使用技巧，以及在实际项目中如何进行系统级验证和性能调优的经验分享。

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