基于VHDL与Quartus Ⅱ软件的可编程逻辑器件应用与开发
作者: 郑燕,赫建国编著
出版社:国防工业出版社,2011
简介: 《基于VHDL与QuartusⅡ软件的可编程逻辑器件应用与开发(第2版)》
内容可以分为两部分:第一部分包括从第1章到第7章的内容,这部分介绍
了基于可编程逻辑器件设计应用系统所需要的基础知识;第二部分包括第8
章到第12章的内容,这部分包括一些比较深入的知识以及如何利用前面学
习的基本知识实现应用系统的设计。
第1章回顾了在“数字电路逻辑设计”课程中学习的由标准逻辑器件组
成的数字电路的分析和设计方法;介绍了可编程逻辑器件的工作原理和类
型;介绍了ALTERA公司生产的复杂可编程逻辑器件和现场可编程门阵列器
件。
第2章介绍了电子设计自动化的概念;介绍了使用ALTERA公司提供的可
编程逻辑器件的集成开发软件QuartusⅡversion 9.0进行电路设计和调试
的整个过程。集成开发软件QuartusⅡ不仅可以在代码下载到可编程逻辑器
件芯片之前验证它的正确性,而且也可以被用来形象地学习基本知识。
可编程逻辑器件的集成开发软件QuartusⅡ支持多种设计输入方式。硬
件描述语言具有行为描述的特点,因此第3章介绍了利用VHDL(Very High
Speed Integrated Circuit Hardware Description Language)编写设计代
码的基本结构。
第4章介绍了VHDL的并行语句。这部分语句与其他计算机高级语言程序
中的语句有着本质的区别。其他计算机高级语言程序中的语句是逐句执行
,一次只能执行一句;VHDL代码中的并行语句可以同时执行,一次可以执
行多条语句。VHDL并行语句的存在原因是因为在硬件电路中所有的逻辑门
在任何时刻都处于执行状态。
第5章介绍了VHDL的顺序语句。顺序语句与其他计算机高级语言程序中
的语句类似,它的执行取决书写顺序,它们可以实现时序电路,当然它们
也可以实现组合电路。并行语句只适用设计组合电路。
基于可编程逻辑器件的数字系统的开发过程包括设计输入、编译、仿
真和向器件下载设计文件这些步骤。一旦器件获得合适的设计文件,这个
器件就具有了相应的逻辑功能。第6章介绍向可编程逻辑器件下载设计文件
的模式、相关电路和操作步骤。
第7章介绍了有限状态机(Finite State Machine,FSM)技术。有限状
态机是一种为进行时序逻辑电路设计而创建的专门模型。这种模型对设计
任务顺序非常明确的数字控制系统非常有用。由电路的状态转移表或者电
路的状态转移图,利用VHDL可以设计出不同应用特点的状态机,而且这些
状态机都具有相对固定的语句以及表达方式。
第8章介绍了QuartusⅡ可编程逻辑器件的集成开发软件中的原理图输
入方式;介绍了开发软件提供的各种元件在电路设计中的使用;介绍了层
次化设计的概念,利用这个概念可以把多个设计者完成的子系统组合成一
个完整的系统。
第9章介绍了VHDL代码中实现层次化设计的方法;介绍了元件、函数以
及过程这些能使代码重复使用的方法,以提高设计效率并使得代码结构更
加清晰。
第10章介绍了时钟产生电路;介绍了能够产生较高时钟频率稳定度的
晶体时钟产生电路;介绍了现场可编程阵列器件的片内锁相环模块的使用
。
第11章,通过一个应用系统(信号产生器)的设计过程,介绍了如何把
前面的基础知识应用于具体的工作。设计过程是按照设计报告的撰写顺序
进行的,这样不仅使得设计过程有章可循,同时也学习了任何撰写设计报
告。撰写设计报告的过程就是不断发现问题,解决问题的过程。
第12章介绍了数字系统SOPC(System On Programmable Chip,SOPC)解
决方案。该方案使得处理器能够配置到现场可编程阵列器件之中,这样的
处理器被称作为NiosⅡ软核处理器。这种解决方案使得一块芯片将同时获
得基于VHDL语言设计的可编程逻辑器件应用电路具有数据传送速度快的优
点和基于C语言设计的微处理器应用电路具有数据处理能力强的优点。
《基于VHDL与QuartusⅡ软件的可编程逻辑器件应用与开发(第2版)》
可作为本科院校教授可编程逻辑器件、硬件描述语言或Quartus Ⅱ软件的
教材,也可作为相关工程技术人员入门参考书。本书由郑燕、赫建国编著
。