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第1章绪论1

1.1电子计算机概述1

1.2数字系统设计方法2

第2章 可编程逻辑器件5

2.1概述5

2.1.1可编程逻辑器件发展历史5

2.1.2 FPGA与CPLD6

2.2简单可编程逻辑器件7

2.2.1可编程只读存储器7

2.2.2可编程逻辑阵列8

2.2.3通用阵列逻辑10

2.3复杂可编程逻辑器件10

2.3.1 CPLD原理11

2.3.2 CPLD的逻辑实现13

2.4现场可编程门阵列15

2.4.1 FPGA内部结构15

2.4.2 FPGA工作原理16

2.4.3 CPLD与FPGA比较18

2.5典型的FPGA芯片19

2.5.1 Xilinx公司的FPGA19

2.5.2 Altera公司的FPGA20

2.5.3 Cyclone系列FPGA结构原理21

2.6 FPGA设计流程25

习题27

第3章Verilog硬件描述语言基础28

3.1概述28

3.1.1硬件描述语言发展历史28

3.1.2 Verilog HDL与V HDL的比较29

3.1.3 Verilog语言和C语言29

3.2 Verilog语言的基本概念31

3.2.1基本程序结构31

3.2.2标识符和关键字32

3.2.3注释方法32

3.2.4参数声明32

3.2.5编译指令32

3.3数据类型与表达式34

3.3.1逻辑值34

3.3.2常量34

3.3.3变量35

3.3.4变量的物理含义38

3.4运算符38

3.4.1算术运算符39

3.4.2逻辑运算符39

3.4.3关系运算符39

3.4.4相等运算符39

3.4.5位运算符39

3.4.6归约运算符41

3.4.7移位运算符41

3.4.8条件运算符41

3.4.9连接运算符41

3.5模块的结构化描述41

3.5.1模块结构41

3.5.2结构化描述42

3.6数据流描述45

3.6.1连续赋值语句45

3.6.2时延的概念46

3.6.3数据流描述实例46

3.7行为描述方式48

3.7.1语句块48

3.7.2事件控制49

3.7.3过程赋值语句50

3.7.4编程语句52

3.7.5混合描述方式54

3.8任务和函数55

3.8.1任务55

3.8.2函数56

3.8.3系统任务和系统函数57

3.9仿真验证59

3.9.1编写测试程序59

3.9.2测试激励编程61

3.10 Verilog-2001新增功能62

习题64

第4章Quartus Ⅱ集成开发环境65

4.1概述65

4.2 Quartus Ⅱ的安装66

4.2.1计算机配置要求66

4.2.2安装步骤66

4.2.3授权文件安装71

4.3 Quartus Ⅱ使用方法72

4.3.1 Quartus Ⅱ设计流程72

4.3.2 Quartus Ⅱ使用步骤73

习题81

第5章 设计实例与实践82

5.1组合逻辑电路设计82

5.1.1可综合设计82

5.1.2加法器83

5.1.3比较器84

5.1.4多路器85

5.1.5编码器86

5.1.6译码器87

5.1.7三态缓冲器87

5.1.8总线设计88

5.2时序逻辑电路设计88

5.2.1分频器89

5.2.2移位寄存器90

5.2.3计数器90

5.2.4 FIFO90

5.2.5有限状态机92

5.3简单CPU设计93

5.3.1指令系统设计93

5.3.2体系结构设计94

5.3.3基本组成部件设计95

5.3.4顶层模块设计104

5.3.5仿真验证105

习题106

附录A Verilog HDL的关键字107

附录B FPGA实验开发平台简介108

参考文献111