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电子与嵌入式系统设计译丛：FPGA快速系统原型设计权威指南

作者: [美] R.C.Cofer 著 , [美] Benjamin F.Harding 著

出版社: 机械工业出版社

出版时间: 2014-03

版次: 1

ISBN: 9787111448518

定价: 69.00

装帧: 平装

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 255页

正文语种: 简体中文

丛书: 电子与嵌入式系统设计译丛

分类: 工程技术

34人买过

《电子与嵌入式系统设计译丛：FPGA快速系统原型设计权威指南》是关于FPGA快速系统原型设计的权威指南，分为17章。第1章概述FPGA的相关概念和嵌入式设计技能；第2章介绍FPGA的基础知识；第3章讲解优化的FPGA开发流程；第4章从系统工程管理的角度来讨论FPGA设计流程的优化；第5章讨论FPGA器件级的设计决策；第6章讨论FPGA板级设计所需要考虑的各种影响因素；第7章讨论FPGA内部的具体设计实现；第8章讨论设计仿真；第9章讨论设计约束及其优化技巧；第10章讨论FPGA下载配置；第11章讨论板级测试的方法；第12章讨论功耗和量产问题；第13章讨论IP的分类、IP核的选择、集成和测试等；第14章讨论FPGA内嵌处理器IP核的相关内容；第15章讨论DSP；第16章论述高级的互联I/O接口；第17章总结本书涉及的各种设计方法和理念。　　吴厚航（网名：特权同学），有5年的FPGA设计和板级硬件开发经历，擅长记录、分析及总结经验与技巧，也非常乐于分享。活跃于各大电子技术网站的FPGA社区或版块，个人技术博客深受广大网友的喜爱。姚琪，BEecube FPGA系统工程师，有近5年的Xilinx FPGA开发和Linux驱动开发经验，曾参与过AES加密算法的FPGA实现、嵌入式操作系统移植、Open Flow Switch开发等项目。对硬件和软件开源非常感兴趣，现专注于FPGA在SDN和SDR领域中的应用。杨碧波（网名：riple），联想研究院FPGA工程师。在电信和存储领域有多年的产品开发经验。专注于高性能FPGA设计的结构和时序优化。在工作中注重把软件工程的方法应用于FPGA产品开发和项目管理。对于嵌入式产品的软件和硬件联系开发有浓厚的兴趣。献词
译者序
作者简介
致谢
第1章　绪论/1
1.1　FPGA快速设计实现的潜力/2
1.2　快速发展的技术领域/3
1.3　全面、完备的设计技能/4
1.4　具备硬件知识的软件/固件工程师/6
1.5　具备软件知识的硬件工程师/6
1.6　FPGA技术潜在的局限性/7
1.7　FPGA技术的优势/8
1.8　小结/10
第2章　FPGA基础/11
2.1　概述/11
2.1.1　可编程逻辑器件的分类/11
2.1.2　SPLD/14
2.1.3　CPLD/15
2.1.4　FPGA/17
2.1.5　FPGA类型/20
2.2　基于SRAM的FPGA架构/22
2.2.1　FPGA的逻辑块架构/23
2.2.2　FPGA的布线矩阵与全局信号/25
2.2.3　FPGA的I/O块/27
2.2.4　FPGA的时钟资源/28
2.2.5　FPGA的存储资源/30
2.3　高级FPGA特性/30
2.4　小结/31
第3章　优化开发流程/33
3.1　概述/33
3.2　FPGA开发流程/34
3.2.1　需求定义阶段/38
3.2.2　架构和设计阶段/39
3.2.3　实现阶段/42
3.2.4　验证阶段/44
3.3　小结/45
第4章　系统工程/46
4.1　概述/46
4.2　常见的设计挑战和错误/47
4.3　明确的FPGA设计过程规范/48
4.4　项目开发和管理/50
4.4.1　团队交流/51
4.4.2　设计评审/52
4.4.3　预算和日程安排/54
4.5　培训/56
4.6　技术支持/58
4.7　设计配置控制/58
4.7.1　在上板调试过程中对FPGA设计进行配置控制/61
4.7.2　设计归档/62
4.8　小结/64
第5章　FPGA器件级的设计决策/65
5.1　概述/65
5.2　FPGA选型分类/65
5.2.1　FPGA厂商/66
5.2.2　系列选择/67
5.2.3　器件型号/68
5.2.4　封装/70
5.3　设计决策/71
5.3.1　数据流向/71
5.3.2　确知的I/O引脚分配/72
5.4　设计选型清单/76
5.5　小结/78
第6章　FPGA板级的设计决策/80
6.1　概述/80
6.2　封装选型/81
6.3　BGA封装/83
6.3.1　BGA信号的引出/83
6.3.2　安装和返修/83
6.3.3　BGAI/O引脚的分配/86
6.3.4　信号的可访问性/87
6.4　I/O引脚与信号的分配/87
6.5　原理图符号设计/88
6.6　热设计/88
6.7　电路板的布局布线/89
6.7.1器件的摆放位置和方向/90
6.7.2测试和配置插座/91
6.8　信号完整性设计/91
6.9　供电设计/92
6.10　小结/94
第7章　设计实现/96
7.1　概述/96
7.2　架构设计/97
7.2.1　同步设计/97
7.2.2　扁平化设计与层次化设计/98
7.2.3　实现层次化设计/100
7.3　设计输入/101
7.3.1　HDL语言的双重性质/103
7.3.2　HDL编码指南/103
7.3.3　工具/106
7.4　RTL设计/106
7.5　综合/109
7.5.1　逻辑综合/109
7.5.2　物理综合/111
7.5.3　实现可综合的设计/111
7.5.4　设计推译与例化/112
7.6　布局布线/113
7.7　小结/114
第8章　设计仿真/117
8.1　概述/117
8.2　仿真的不同阶段/117
8.3　仿真文件的类型/119
8.4　仿真深度的把握/120
8.5　层次化设计与仿真/121
8.6　仿真的常见错误以及提示/122
8.7　小结/123
第9章　设计约束与优化/125
9.1　概述/125
9.2　设计约束管理/125
9.2.1　避免设计“过约束”/126
9.2.2　综合约束/127
9.2.3　引脚约束/128
9.2.4　时序约束/131
9.2.5　面积约束和版图规划/133
9.2.6　约束实例/134
9.2.7　约束检查清单/135
9.3　设计优化/136
9.4　小结/139
第10章　配置/140
10.1　概述/140
10.2　配置方式/140
10.3　下载线/141
10.4　JTAG标准/142
10.5　设计的安全/144
10.6　小结/145
第11章　板级测试/146
11.1　概述/146
11.1.1　FPGA设计验证方法/146
11.1.2　FPGA内部关键信号的访问/147
11.1.3　边界扫描的支持/148
11.2　调试检查清单/149
11.3　小结/49
第12章　高级议题综述/150
12.1　概述/150
12.2　功耗问题/151
12.3　量产问题/151
12.4　小结/152
第13章　IP核/153
13.1　概述/153
13.2　IP类型/154
13.3　IP分类/156
13.4　IP分析比较/157
13.5　自行设计与购买的权衡/158
13.5.1　IP核的来源/159
13.5.2　IP核的评估/159
13.5.3　IP核供应商的评估/160
13.5.4　IP核的授权/162
13.6　IP核的集成/162
13.7　IP核的测试和调试/162
13.8　小结/163
第14章　嵌入式处理器内核/164
14.1　概述/164
14.2　基于FPGA的嵌入式处理器类型/165
14.3　基于FPGA的嵌入式处理器的使用考虑/167
14.4　系统设计考虑/169
14.4.1　协同设计/169
14.4.2　处理器架构/170
14.4.3　处理器实现选项/173
14.4.4　处理器核和外设选择/175
14.4.5　硬件实现因素/176
14.4.6　软件实现因素/177
14.5　基于FPGA的嵌入式处理器概念举例/179
14.6　FPGA嵌入式处理器设计清单/185
14.7　小结/185
第15章　数字信号处理/187
15.1　概述/187
15.2　基本DSP系统/188
15.3　基本DSP术语/189
15.4　DSP架构/190
15.5　DSP中的并行执行/191
15.6　FPGA中的并行执行/192
15.7　何时采用FPGA来实现DSP功能/194
15.8　在FPGA上实现DSP设计的考虑因素/194
15.8.1　时钟方案和信号布线/195
15.8.2　流水线设计/195
15.8.3　算法实现选择/196
15.8.4　DSPIP/196
15.9　FIR滤波器概念示例/197
15.10　小结/198
第16章　高级互联/200
16.1　概述/200
16.2　互联分类/200
16.3　高级I/O接口的挑战/203
16.4　高级并行I/O接口示例/203
16.5　高级串行I/O接口示例/206
16.6　小结/207
第17章　系统整合/209
17.1　概述/209
17.2　需求定义阶段/210
17.3　架构设计阶段/212
17.4　设计实现阶段/215
17.5　设计验证阶段/216
17.6　原型交付阶段/218
17.7　小结/218
附录A　FPGA快速系统原型设计技术参考资料/219
附录B　开发过程各阶段设计检查清单/233
附录C　缩写和缩略词/244
译后记/254
内容简介:
《电子与嵌入式系统设计译丛：FPGA快速系统原型设计权威指南》是关于FPGA快速系统原型设计的权威指南，分为17章。第1章概述FPGA的相关概念和嵌入式设计技能；第2章介绍FPGA的基础知识；第3章讲解优化的FPGA开发流程；第4章从系统工程管理的角度来讨论FPGA设计流程的优化；第5章讨论FPGA器件级的设计决策；第6章讨论FPGA板级设计所需要考虑的各种影响因素；第7章讨论FPGA内部的具体设计实现；第8章讨论设计仿真；第9章讨论设计约束及其优化技巧；第10章讨论FPGA下载配置；第11章讨论板级测试的方法；第12章讨论功耗和量产问题；第13章讨论IP的分类、IP核的选择、集成和测试等；第14章讨论FPGA内嵌处理器IP核的相关内容；第15章讨论DSP；第16章论述高级的互联I/O接口；第17章总结本书涉及的各种设计方法和理念。
作者简介:
　　吴厚航（网名：特权同学），有5年的FPGA设计和板级硬件开发经历，擅长记录、分析及总结经验与技巧，也非常乐于分享。活跃于各大电子技术网站的FPGA社区或版块，个人技术博客深受广大网友的喜爱。姚琪，BEecube FPGA系统工程师，有近5年的Xilinx FPGA开发和Linux驱动开发经验，曾参与过AES加密算法的FPGA实现、嵌入式操作系统移植、Open Flow Switch开发等项目。对硬件和软件开源非常感兴趣，现专注于FPGA在SDN和SDR领域中的应用。杨碧波（网名：riple），联想研究院FPGA工程师。在电信和存储领域有多年的产品开发经验。专注于高性能FPGA设计的结构和时序优化。在工作中注重把软件工程的方法应用于FPGA产品开发和项目管理。对于嵌入式产品的软件和硬件联系开发有浓厚的兴趣。
目录:
献词
译者序
作者简介
致谢
第1章　绪论/1
1.1　FPGA快速设计实现的潜力/2
1.2　快速发展的技术领域/3
1.3　全面、完备的设计技能/4
1.4　具备硬件知识的软件/固件工程师/6
1.5　具备软件知识的硬件工程师/6
1.6　FPGA技术潜在的局限性/7
1.7　FPGA技术的优势/8
1.8　小结/10
第2章　FPGA基础/11
2.1　概述/11
2.1.1　可编程逻辑器件的分类/11
2.1.2　SPLD/14
2.1.3　CPLD/15
2.1.4　FPGA/17
2.1.5　FPGA类型/20
2.2　基于SRAM的FPGA架构/22
2.2.1　FPGA的逻辑块架构/23
2.2.2　FPGA的布线矩阵与全局信号/25
2.2.3　FPGA的I/O块/27
2.2.4　FPGA的时钟资源/28
2.2.5　FPGA的存储资源/30
2.3　高级FPGA特性/30
2.4　小结/31
第3章　优化开发流程/33
3.1　概述/33
3.2　FPGA开发流程/34
3.2.1　需求定义阶段/38
3.2.2　架构和设计阶段/39
3.2.3　实现阶段/42
3.2.4　验证阶段/44
3.3　小结/45
第4章　系统工程/46
4.1　概述/46
4.2　常见的设计挑战和错误/47
4.3　明确的FPGA设计过程规范/48
4.4　项目开发和管理/50
4.4.1　团队交流/51
4.4.2　设计评审/52
4.4.3　预算和日程安排/54
4.5　培训/56
4.6　技术支持/58
4.7　设计配置控制/58
4.7.1　在上板调试过程中对FPGA设计进行配置控制/61
4.7.2　设计归档/62
4.8　小结/64
第5章　FPGA器件级的设计决策/65
5.1　概述/65
5.2　FPGA选型分类/65
5.2.1　FPGA厂商/66
5.2.2　系列选择/67
5.2.3　器件型号/68
5.2.4　封装/70
5.3　设计决策/71
5.3.1　数据流向/71
5.3.2　确知的I/O引脚分配/72
5.4　设计选型清单/76
5.5　小结/78
第6章　FPGA板级的设计决策/80
6.1　概述/80
6.2　封装选型/81
6.3　BGA封装/83
6.3.1　BGA信号的引出/83
6.3.2　安装和返修/83
6.3.3　BGAI/O引脚的分配/86
6.3.4　信号的可访问性/87
6.4　I/O引脚与信号的分配/87
6.5　原理图符号设计/88
6.6　热设计/88
6.7　电路板的布局布线/89
6.7.1器件的摆放位置和方向/90
6.7.2测试和配置插座/91
6.8　信号完整性设计/91
6.9　供电设计/92
6.10　小结/94
第7章　设计实现/96
7.1　概述/96
7.2　架构设计/97
7.2.1　同步设计/97
7.2.2　扁平化设计与层次化设计/98
7.2.3　实现层次化设计/100
7.3　设计输入/101
7.3.1　HDL语言的双重性质/103
7.3.2　HDL编码指南/103
7.3.3　工具/106
7.4　RTL设计/106
7.5　综合/109
7.5.1　逻辑综合/109
7.5.2　物理综合/111
7.5.3　实现可综合的设计/111
7.5.4　设计推译与例化/112
7.6　布局布线/113
7.7　小结/114
第8章　设计仿真/117
8.1　概述/117
8.2　仿真的不同阶段/117
8.3　仿真文件的类型/119
8.4　仿真深度的把握/120
8.5　层次化设计与仿真/121
8.6　仿真的常见错误以及提示/122
8.7　小结/123
第9章　设计约束与优化/125
9.1　概述/125
9.2　设计约束管理/125
9.2.1　避免设计“过约束”/126
9.2.2　综合约束/127
9.2.3　引脚约束/128
9.2.4　时序约束/131
9.2.5　面积约束和版图规划/133
9.2.6　约束实例/134
9.2.7　约束检查清单/135
9.3　设计优化/136
9.4　小结/139
第10章　配置/140
10.1　概述/140
10.2　配置方式/140
10.3　下载线/141
10.4　JTAG标准/142
10.5　设计的安全/144
10.6　小结/145
第11章　板级测试/146
11.1　概述/146
11.1.1　FPGA设计验证方法/146
11.1.2　FPGA内部关键信号的访问/147
11.1.3　边界扫描的支持/148
11.2　调试检查清单/149
11.3　小结/49
第12章　高级议题综述/150
12.1　概述/150
12.2　功耗问题/151
12.3　量产问题/151
12.4　小结/152
第13章　IP核/153
13.1　概述/153
13.2　IP类型/154
13.3　IP分类/156
13.4　IP分析比较/157
13.5　自行设计与购买的权衡/158
13.5.1　IP核的来源/159
13.5.2　IP核的评估/159
13.5.3　IP核供应商的评估/160
13.5.4　IP核的授权/162
13.6　IP核的集成/162
13.7　IP核的测试和调试/162
13.8　小结/163
第14章　嵌入式处理器内核/164
14.1　概述/164
14.2　基于FPGA的嵌入式处理器类型/165
14.3　基于FPGA的嵌入式处理器的使用考虑/167
14.4　系统设计考虑/169
14.4.1　协同设计/169
14.4.2　处理器架构/170
14.4.3　处理器实现选项/173
14.4.4　处理器核和外设选择/175
14.4.5　硬件实现因素/176
14.4.6　软件实现因素/177
14.5　基于FPGA的嵌入式处理器概念举例/179
14.6　FPGA嵌入式处理器设计清单/185
14.7　小结/185
第15章　数字信号处理/187
15.1　概述/187
15.2　基本DSP系统/188
15.3　基本DSP术语/189
15.4　DSP架构/190
15.5　DSP中的并行执行/191
15.6　FPGA中的并行执行/192
15.7　何时采用FPGA来实现DSP功能/194
15.8　在FPGA上实现DSP设计的考虑因素/194
15.8.1　时钟方案和信号布线/195
15.8.2　流水线设计/195
15.8.3　算法实现选择/196
15.8.4　DSPIP/196
15.9　FIR滤波器概念示例/197
15.10　小结/198
第16章　高级互联/200
16.1　概述/200
16.2　互联分类/200
16.3　高级I/O接口的挑战/203
16.4　高级并行I/O接口示例/203
16.5　高级串行I/O接口示例/206
16.6　小结/207
第17章　系统整合/209
17.1　概述/209
17.2　需求定义阶段/210
17.3　架构设计阶段/212
17.4　设计实现阶段/215
17.5　设计验证阶段/216
17.6　原型交付阶段/218
17.7　小结/218
附录A　FPGA快速系统原型设计技术参考资料/219
附录B　开发过程各阶段设计检查清单/233
附录C　缩写和缩略词/244
译后记/254

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