Digital Design and Implementation with Field Programmable Device...

### 数字设计与实现使用可编程器件 #### 标题：数字设计与实现使用可编程器件 本章节主要探讨了如何使用现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array，简称FPGA）进行数字系统的设计与实现。FPGA是一种集成在单个芯片上的可编程逻辑器件，它具有高度的灵活性和可重配置性，被广泛应用于数字信号处理、通信、图像处理等领域。 #### 描述：数字设计与实现使用可编程器件 该描述简明扼要地指出本书的主题——利用FPGA等可编程设备来进行数字系统的构建。通过这种方式，读者可以了解到如何有效地利用这些设备来完成复杂的数字设计任务。本书不仅涵盖了基本的概念和技术，还深入讨论了如何利用这些技术来解决实际问题。 #### 标签：FPGA FPGA是一种半导体设备，其最大的特点在于可在制造完成后由用户根据需要重新编程配置其内部电路结构。FPGA的这一特性使得它们成为数字系统设计中不可或缺的一部分，特别是在需要快速原型验证、定制化硬件加速或是灵活可重构设计的应用场景下更是如此。 #### 部分内容详解 ##### PLD基础设计 1. **PLD概述**：首先介绍了可编程逻辑器件（Programmable Logic Device，简称PLD）的基本概念和发展历程。PLD是一类能够由最终用户编程以实现特定逻辑功能的集成电路。它们包括简单的PAL/GAL以及更复杂的CPLD/FPGA。 2. **PLD的类型及其应用**： - **简单PLD**：例如PAL（可编程阵列逻辑）、GAL（通用阵列逻辑），适用于简单的逻辑函数。 - **复杂PLD**： - **CPLD**（复杂可编程逻辑器件）：拥有更多逻辑资源，适合中等规模的逻辑设计。 - **FPGA**（现场可编程门阵列）：提供了更高的逻辑密度和更大的灵活性，适合大规模逻辑设计。 3. **FPGA与CPLD的对比**：比较了FPGA与CPLD之间的区别，如FPGA通常提供更多的I/O引脚和内部逻辑资源，而CPLD则更易于使用且时序更为确定。 4. **选择合适的PLD**：根据设计的具体需求（如速度、成本、功耗等）来选择最适合的PLD类型。 5. **PLD设计流程**：从需求分析到最终产品的整个过程，包括设计输入、逻辑综合、布局布线、测试验证等关键步骤。 6. **设计工具介绍**：介绍了一些常用的PLD设计工具，如Xilinx ISE、Altera Quartus II等，并对这些工具的基本操作进行了说明。 7. **案例研究**：通过具体的案例来展示如何运用上述理论和工具来完成一个完整的PLD设计项目。 #### 关于作者 作者Zainalabedin Navabi博士是东北大学电气与计算机工程系的兼职教授。Navabi博士在硬件描述语言（HDL）领域有着丰富的经验和深厚的研究背景。自1976年以来，他一直从事HDL相关的开发工作，包括模拟器、合成工具等的研发。此外，他还撰写了多本关于VHDL、Verilog等相关技术和工具的教科书及培训材料。Navabi博士在数字系统仿真、合成和测试方面也发表了大量的论文。他在1990年开设了东北大学第一个全面涵盖HDL的课程，并在全球范围内举办了许多关于这一主题的短期课程和研讨会。Navabi博士同时还是多家计算机辅助工程（CAE）公司的顾问。 #### 总结 《数字设计与实现使用可编程器件》一书为读者提供了深入了解FPGA和其他PLD的基础知识和技术细节的机会。通过详细的理论讲解、实用的设计指南以及具体的案例分析，本书旨在帮助工程师、研究人员以及学生掌握基于FPGA的数字系统设计的核心技能。无论是对于初学者还是有经验的专业人士来说，这本书都是一个宝贵的资源。