数字与片上系统设计教程

本书将数字系统和片上可编程系统的设计理论和设计方法融合到具体的设计实例中，书中设计案例的开发使用了美国Xilinx公司的Xilinx ISE 的Design Suite10.1软件工具包，并且在美国Digilent公司的Nexys2板卡上进行验证和测试。在编写设计本书设计实例的过程中，按照设计实例的难度由易到难来安排本书内容，这样使读者更容易自学和系统掌握设计方法。 [ 阅读全文 ]

本书所有的实验基本上都是在Xilinx大学计划合作伙伴Digilent的Nesxys2开发板上实现的（除最后一章是在Digilent的Spartan-3E开发板上实现），这个开发板的核心芯片采用了Xilinx公司的Spartan-3E的FPGA芯片，该开发板上主要配置有USB接口、I/O扩展口、VGA接口、PS/2接口和RS-232接口等，满足该书所有数字逻辑设计和片上可编程系统的设计要求。本章将介绍该硬件平台，使读者能在硬件平台上验证设计和全面了解该硬件平台功能。

本章将介绍其它一些组合逻辑电路，这些电路能用于执行各种算术和逻辑操作。本章内容主要包括：加法器、减法器、乘法器、除法器和算术逻辑单元ALU。

前面讨论的逻辑电路的输出只和当前的输入有关。而最有用的逻辑电路的输出，不仅和当前的输入有关，而且还取决于以前的输入。这就是说，在这种电路中必须有存储设备来保存以前的输入。这种电路就叫做时序电路，这种电路用到了锁存器和触发器。本章内容主要包括：触发器设计、寄存器设计、移位寄存器设计、计数器设计等内容。

本章将介绍Mealy和Moore状态机的原理和VHDL语言的描述方法。本章的内容包括有限自动状态机原理、序列检测器设计、门锁码设计和交通灯设计等内容。

本章将介绍Chipscope在线逻辑分析仪软件在数字系统设计中的应用，本章将使用IP核生成器生成FIFO核，并使用Chipscope在线逻辑分析仪软件工具来观察FIFO内部的数据和标志的变化，使读者初步掌握Chipscope软件的使用方法，从而为调试复杂数字系统打下良好基础。

章介绍EDK10.1SP3软件的使用方法和设计流程。在介绍这部分内容时，使用了Xilinx公司大学计划捐赠的Nexys-II板卡。本章内容主要包括：工程的建立；添加IP到硬件设计；添加定制IP到系统；编写应用程序；使用SDK工具；设计的软件和硬件调试等部分。本章通过实例介绍，使读者基本上掌握使用Xilinx的FPGA芯片，在EDK软件平台上进行片上可编程系统的设计和开发。读者应在硬件平台上通过实际操作来掌握该设计流程。