教材附录，包括实验板的管脚功能分配表.pdfVIP

Y P O C T O N O N 前 言 在电子信息领域，现场可编程门阵列FPGA 广泛应用在工业、军事、医疗、商业、能源 等各个行业。普通高校中的通信、电子工程、自动化、电子测量、机械电子、能源、资源 与环境、微固、光电工程、电气工程等专业都需要开设相关的课程。 一般情况下，学习FPGA 的最直接支撑课程是数字电路。掌握FPGA 的开发将拓宽学生 的知识面，学生会将学到的内容转化为工程实际应用，对于学生的进一步深造及有竞争力 的就业都有极大的帮助。 我从多年数字电路的教学及FPGA 课程的教学中，以及多年的工程实践中提炼了一些经 验和教训，以本书做一个小小的总结。希望学生通过学习本书能够达到FPGA 开发工程技术 人员的初步水平。 本书选用的是Xilinx Artix-7 系列的FPGA，因为它是必威体育精装版的且具备较高的性价比。 另外这种FPGA 还方便获得可供开发者直接使用的IP 核资源，开发工具就是Xilinx 必威体育精装版的 Vivado 开发套件。编程语言选择Verilog HDL。为了便于学生的学习，本书中有关FPGA 电 路板的电路图保留了电路板设计软件的画法。 本书的第一条线索是工程，我在自己设计的硬件平台上编写和实现了19 个由易到难循 Y 序渐进的工程实例，而这些工程实例很多是近年来教学的总结，这些实例分散在第3 章～ 第7 章。例如最简单的工程是多数表决器，就是第三章组合逻辑设计实践的第一个工程， P 非常适合让读者入门，通过这个工程掌握开发的各个步骤，巩固HDL 语言，是 “我的第一 O 个工程”。最后一个工程是实现简单的示波器，就需要一些运算和处理，调用前面工程实 C 现的模块和IP，最后为了调试加入的Vivado 内置逻辑分析仪可解决调试方面的问题。所 有的工程整理成一个表格放在附录D 中，方便读者查找。 第二条线索是工程Verilog HDL 的学习。在第2 章是关于Verilog HDL 的基础内容， T 建议学生快速学习，然后通过后续章节的实践来真正掌握它，并不需要死记硬背。 O 第三条线索就是Vivado 的使用，包括了Vivado 安装、工程和文件的组织、综合实现 及下载、管脚约束、仿真、电路查看、IP 核的使用和设计、Vivado 下XADC 及BRAM 的开 N 发、内置逻辑分析仪的使用等等。如果把Vivado 的使用单独作为一章，逐个菜单进行描 述，是效率最低的方法。因此先简单在第2 章的后部分进行描述，然后在后续章节的实践 O 中一点一点地应用，自然就掌握了Vivado。 第四条线索是数字电路的应用，第3 章是组合逻辑设计，第4 章是时序逻辑的设计。 N 数字电路是学习FPGA 的基础，而通过FPGA 实践能够更好地掌握数字电路。