内容简介
《Xilinx
FPGA设计及应用》用简洁的语言向读者展示了FPGA高质量和可靠性设计中必须掌握的概念、思想和设计方法,如FPGA设计思想、高速数据传输系统设计、配置管理、空间应用可靠性设计、分区设计和测试系统设计等。本书来源于工程实际,选取的专题都是实际工程开发中必须面对、难度很高的问题。作者结合多年的工作经验编写了本书,书中深入剖析了其实现原理和技术细节,并提供了使用方法和实例。
目录
第1章 概述
1.1 可编程逻辑器件与PLD开发工具
1.1.1 可编程逻辑器件
1.1.2 可编程逻辑器件的发展历史
1.1.3 PLD开发工具
1.2 FPGA工作原理与开发流程
1.3 可编程技术
1.3.1 SRAM编程技术
1.3.2 Flash/E2PROM编程技术
1.3.3 反熔丝编程技术
1.3.4 编程技术比较
1.4 FPGA芯片结构
1.4.1 可编程输入/输出单元(IOB)
1.4.2 可配置逻辑块(CLB)
1.4.3 数字时钟管理模块(DCM)
1.4.4 嵌入块式RAM(BRAM)
1.4.5 布线资源
1.4.6 内嵌功能单元
1.4.7 内嵌专用硬核
1.4.8 软核、硬核及固核的概念
1.5 Xilinx公司FPGA介绍
1.5.1 Spartan系列
1.5.2 Virtex系列
第2章 FPGA设计思想
2.1 可综合设计思想
2.1.1 VHDL语言概述
2.1.2 设计层次
2.1.3 可综合描述规范
2.1.4 组合逻辑电路可综合设计
2.1.5 时序逻辑电路可综合设计
2.2 面积与速度互换思想
2.2.1 利用层次化设计控制设计结构
2.2.2 if语句和case语句控制实现结构
2.2.3 减少关键路径的逻辑级数
2.2.4 流水线Pipelining
2.2.5 串行转并行处理
2.2.6 组合逻辑和时序逻辑分离
2.3 时钟设计思想
2.3.1 工作时钟模型
2.3.2 全局时钟
2.3.3 门控时钟
2.3.4 多级逻辑时钟
2.3.5 行波时钟
2.3.6 多时钟系统
2.3.7 Xilinx FPGA中的时钟资源
2.3.8 时序约束
2.4 同步设计思想
2.4.1 异步电路和同步电路
2.4.2 一般组合逻辑的同步设计
2.4.3 二次时钟的同步设计
2.4.4 多时钟系统的同步设计
2.4.5 非同源时钟同步化(D触发器使能信号的合理使用)
2.4.6 数据接口同步设计
2.5 延时电路设计思想
2.6 复位电路设计思想
2.6.1 同步复位
2.6.2 异步复位
2.6.3 触发器组模块的复位
2.6.4 复位电路的同步化方法
2.7 抗干扰设计思想
2.7.1 干扰产生的原因
2.7.2 干扰抑制设计方法
2.7.3 基于采样法的串口通信设计
2.8 可靠性设计检查单
第3章 高速数据传输设计
3.1 概述
3.1.1 高速数据通信的发展现状
3.1.2 几种高速数据通信方案简介
3.2 高速数据传输中的同步技术
3.2.1 同步方法及其特点
3.2.2 同步方式比较及对数据通信的影响
3.3 FPGA对同步技术的支持
3.3.1 动态相位调整技术
3.3.2 基于ChipSync的动态相位调整方法
3.3.3 串行收发器SERDES(ISERDES和OSERDES)
3.4 应用实例——基于SERDES的多路高速同步传输系统
3.4.1 系统方案
3.4.2 发送模块
3.4.3 接收模块
3.5 基于RocketIO的高速数据传输系统
3.5.1 自同步通信系统架构
3.5.2 RocketIO简介
3.5.3 基于标准协议的可靠通信模型
3.5.4 应用实例——基于自定义协议的即时传输系统
3.6 高速数据通信的加固设计
3.6.1 数据通信加固的概念
3.6.2 交织汉明码原理及其性能分析
3.6.3 基于交织汉明码的高速通信加固设计
3.7 LVDS应用设计
3.7.1 LVDS简介
3.7.2 LVDS系统设计
第4章 Xilinx FPGA配置管理
4.1 配置模式
4.1.1 配置接口及配置模式
4.1.2 配置引脚
4.1.3 SelectMAP接口
4.1.4 和配置相关的BitGen选项
4.2 配置电路
4.2.1 配置时的电源要求
4.2.2 常用配置存储器介绍
4.2.3 主串模式配置电路
4.2.4 主从模式配置电路
4.2.5 SelectMAP模式配置电路
4.3 FPGA配置过程
4.3.1 配置数据流加载过程
4.3.2 从串模式配置过程
4.3.3 SelectMAP模式配置数据加载
4.3.4 延时加载
4.4 配置命令分析
4.4.1 配置帧
4.4.2 配置数据流类