新书推荐∣《FPGA技术及其应用》

新 书 推 荐

《FPGA技术及其应用》

前 言

Introduction of the author

FPGA(现场可编程门阵列)作为可编程逻辑器件，已经成为数字系统的核心。随着半导体工艺的进步以及市场需求的持续增长，FPGA在传统和未来新兴应用领域的更多细分市场都将产生重要作用。西安电子科技大学电工电子国家级实验教学示范中心的EDA实验室创建于1997年，为国家培养了大批电子设计自动化(EDA)技术及FPGA应用领域的专门人才。

在中国电子信息国产化的大背景下，我们在国家级线上线下混合式一流课程“数字电路与系统设计”的建设中与国内多家FPGA厂商合作，在课程实验项目中引入基于国产FPGA的数字系统设计技术，助推国产EDA软件及FPGA技术的发展。2022年，由西安电子科技大学、西北工业大学、河北工业大学等10余所高校共同建设，依托于数字逻辑与微处理器等电子信息专业核心课程的“数字逻辑与微处理器课程群” 虚拟教研室获批全国首批虚拟教研室建设试点。借助虚拟教研室的建设，我们充分发挥我校电子信息类学科的优势特色，广泛开展了教育教学研究交流活动，将现代信息技术与教育教学深度融合，加强了校企联合，构建了产学合作协同育人新平台。在新的课程与实验内容改革中，我们与国内多家芯片制造商及FPGA厂商合作，包括上海海思、高云半导体、易灵思科技、安路科技等，以促进高校的课程改革紧跟行业科技发展需求，保持一流课程内容建设的挑战度、创新性和高阶性。本书是我校电子工程学院“数字逻辑与微处理器”课程组教师结合多年的EDA实验教学经验编写的，旨在将以往相关数字系统实验项目放在国产高云EDA软件中完成设计输入、综合、布局布线、下载编程与在线调试等，让学生在实验设计中了解并掌握国产EDA工具的使用及FPGA的相关设计方法与调试技术。

作 者 介 绍

Introduction of the author

任爱锋：教授、博士生导师，西安电子科技大学电子工程学院副院长，电工电子国家级实验教学示范中心主任，西北地区电子技术与线路研究会副理事长，国家级线上线下混合式一流课程“数字电路与系统设计”负责人，校级核心示范课“数字逻辑与微处理器”负责人。获国家教学成果二等奖2项，陕西省教学成果二等奖1项；主编教材6部，获省优秀教材一、二等奖各1项；获省学科竞赛优秀指导教师，获校优秀教学质量一等奖6次；发表学术论文60余篇。

内 容 简 介

Content introduction

本书以国产高云半导体FPGA为例，全面介绍基于国产EDA软件和FPGA芯片的数字系统设计原理与方法。全书共分为5章：第1章介绍了高云半导体提供的可编程解决方案；第2章以武汉易思达科技有限公司提供的Pocket Lab-F0口袋实验板为平台，详细介绍了高云云源EDA软件Gowin的使用方法，包括在线逻辑分析仪的调试方法等；第3章介绍了硬件描述语言的基本语法、Gowin HDL编码风格以及ModelSim仿真方法等；第4章介绍了基于云源Gowin软件的嵌入式系统设计方法；第5章介绍了基于FPGA的综合设计实验。

本书全面介绍了国产EDA软件应用和FPGA数字系统设计技术，结构安排合理，内容丰富，可作为高等院校电子类和通信类相关专业学生学习数字电路与EDA相关课程的实验教材及课程设计的参考书，也可作为电子类设计大赛参赛学生的参考书，亦可作为相关工程技术人员的参考书。

图 书 目 录

Book catalogue

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第1章　Gowin可编程解决方案简介

　1.1　概述

　1.2　Gowin可编程器件

　　1.2.1　晨熙家族可编程器件

　　1.2.2　小蜜蜂家族可编程器件

　　1.2.3　GoBridge家族ASSP器件

第2章　实验平台及Gowin开发工具

　2.1　实验平台——Pocket Lab-F0开发板介绍

　　2.1.1　实验平台功能概述

　　2.1.2　实验平台详细介绍

　2.2　Gowin云源EDA软件应用

       2.2.1　创建新工程

       2.2.2　在工程中新建设计文件

　　2.2.3　编辑设计文件

　　2.2.4　设计文件综合

　　2.2.5　设计文件管脚分配

　　2.2.6　布局布线

　　2.2.7　设计文件下载编程

　2.3　GAO在线逻辑分析仪

　　2.3.1　GAO配置文件

　　2.3.2　GAO工具使用

　　2.3.3　GAO波形文件导入第三方工具

　2.4　IP Core产生器

　　2.4.1　PADD IP的产生

　　2.4.2　ROM IP的产生

　2.5　块存储器初始化文件编辑器

　　2.5.1　Gowin存储器(BSRAM & SSRAM)

　　2.5.2　Gowin存储器的初始化文件

　　2.5.3　存储器的初始化文件编辑器

　　2.5.4　正弦波信号产生器实例

第3章　HDL数字系统设计与仿真

　3.1　硬件描述语言简介

　　3.1.1　VHDL简介

　　3.1.2　Verilog HDL关键语法简介

　　3.1.3　HDL编程技术

　3.2　Gowin HDL编码风格

　　3.2.1　Buffer编码规范

　　3.2.2　CLU编码规范

　　3.2.3　BSRAM编码规范

　　3.2.4　SSRAM编码规范

　　3.2.5　DSP编码规范

　3.3　ModelSim仿真

　　3.3.1　ModelSim仿真软件概述

　　3.3.2　ModelSim软件仿真应用

　　3.3.3　编写Testbench测试文件

第4章　Gowin嵌入式系统设计方法

　4.1　Gowin_EMPU_M1设计方法

　　4.1.1　Gowin_EMPU_M1系统架构

　　4.1.2　Gowin_EMPU_M1系统特征

　　4.1.3　Gowin_EMPU_M1系统端口

　　4.1.4　Gowin_EMPU_M1系统资源统计

　4.2　Gowin_EMPU_M1硬件设计

　　4.2.1　Gowin_EMPU_M1硬件设计流程

　　4.2.2　Gowin_EMPU_M1设计与参数配置

　　4.2.3　Gowin_EMPU_M1加入设计工程

　4.3　Gowin_EMPU_M1 IDE软件

　　4.3.1　ARM Keil软件

　　4.3.2　GOWIN MCU Designer(GMD)软件

　4.4　Gowin_EMPU_M1下载

　　4.4.1　软件编程输出作为硬件ITCM初始值

　　4.4.2　合并软件编程设计和硬件设计

　　4.4.3　片外SPI-Flash下载

第5章　基于FPGA的综合设计实验

　5.1　初级实验

　　5.1.1　简单流水灯实验

　　5.1.2　简单计时器实验

　　5.1.3　单稳态触发器实验

　　5.1.4　脉宽调制(PWM)实验

　　5.1.5　直接数字频率合成(DDS)波形发生器实验

　5.2　中级实验

　　5.2.1　呼吸流水灯实验

　　5.2.2　通用异步串行收发(UART)实验

　5.3　提高实验

　　5.3.1　VGA视频信号产生实验

　　5.3.2　字符的视频显示实验

　　5.3.3　跳动的矩形块视频显示实验

　5.4　 EDA综合设计推荐

　　5.4.1　自动售货控制系统设计

　　5.4.2　VGA图像显示控制模块

　　5.4.3　基于FPGA的电梯控制系统

　　5.4.4　洗衣机洗涤控制系统

　　5.4.5　基于FPGA的多路数据采集系统的设计

　5.5　综合设计报告参考格式

　　5.5.1　报告封面格式

　　5.5.2　报告正文格式

　　5.5.3　报告附录格式

　　5.5.4　报告其他部分格式

参考文献

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 来 源 | 职教部

 编 辑 | 高　樱

 责 编 | 李鹏飞

 审 核 | 毛红兵

THE  END

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