《Altera FPGA/CPLD设计基础篇(第2版)》是针对电子工程领域的一本专业书籍,主要探讨了基于Altera公司的Field Programmable Gate Array(FPGA)和Complex Programmable Logic Device(CPLD)的设计技术。这些器件在现代数字系统设计中扮演着重要角色,因其灵活性和高速性能而被广泛应用。
FPGA是一种可编程逻辑器件,其内部由大量的可配置逻辑块(CLBs)、输入/输出单元(IOBs)以及布线资源组成。用户可以通过编程实现任意复杂的逻辑功能,覆盖从简单的接口控制到复杂的数字信号处理任务。Altera作为FPGA的主要供应商之一,其产品系列包括Cyclone、Stratix和Arria等,分别针对不同的性能、功耗和成本需求。
CPLD则是另一种可编程逻辑器件,相比FPGA,CPLD通常具有更少的逻辑单元和布线资源,但配置更简单,速度更快,适用于中等规模的逻辑设计。CPLD内部由多个可编程逻辑阵列(PLAs)和一个全局互连网络构成,适合实现固定功能的系统模块。
本书内容可能涵盖以下关键知识点:
1. **基础知识**:介绍数字逻辑、门电路、组合逻辑和时序逻辑的基础知识,为理解FPGA/CPLD设计打下基础。
2. **FPGA/CPLD结构**:详述FPGA和CPLD的内部架构,包括基本的逻辑单元、I/O单元和布线资源,帮助读者理解其工作原理。
3. **硬件描述语言(HDL)**:讲解VHDL或Verilog HDL,这是描述FPGA/CPLD逻辑设计的主要语言,包括语法、设计流程和实例。
4. **设计流程**:从设计输入、编译、综合、布局布线到仿真验证的全过程,使读者了解完整的FPGA/CPLD设计步骤。
5. **开发工具**:介绍Altera Quartus II等开发软件的使用,包括项目创建、代码编写、编译优化和下载调试等。
6. **IP核**:讨论如何利用预定义的知识产权(IP)核加速设计进程,如时钟管理、串行通信协议(如SPI、I2C)和数字信号处理模块等。
7. **时序分析**:解释时序约束的概念,如何设置时序约束以满足系统的速度要求。
8. **硬件调试**:介绍逻辑分析仪、JTAG接口和Altera的内置调试工具,用于定位设计中的错误和问题。
9. **应用案例**:通过具体的工程项目,展示FPGA/CPLD在图像处理、通信系统、嵌入式系统等领域的应用。
通过阅读《Altera FPGA/CPLD设计基础篇(第2版)》,读者将能掌握FPGA和CPLD的设计方法,从而能够设计和实现自己的数字系统。无论你是电子工程的学生还是工程师,这本书都能提供宝贵的理论知识和实践经验,帮助你在FPGA/CPLD设计领域取得进步。