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从零开始走进FPGA世界

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标签: 从零开始FPGA

序1................................................................................................................................. 3

   序2................................................................................................................................. 5

序3................................................................................................................................. 7

前沿.............................................................................................................................. 12

第一章信息源泉——推介资料出处........................................................................ 20

一、推介图书.................................................................................................... 20

二、推介视频.................................................................................................... 21

三、推介网站.................................................................................................... 24

1. 各类官网................................................................................................ 24

2. 推介博客................................................................................................ 27

3. 推介论坛................................................................................................ 28

第二章金碧辉煌——Altera 在线资源................................................................... 33

一、Altera 官方网站......................................................................................... 33

二、建立myaltera 账户.................................................................................... 33

三、系统化的设计资源...................................................................................... 34

1. 设计实例................................................................................................ 34

2. 参考设计................................................................................................ 35

3. Altera 软件介绍................................................................................... 35

4. 技术中心................................................................................................ 36

5. 手册资料................................................................................................ 37

6. 演示中心................................................................................................ 38

7. Altera 在线培训.................................................................................. 38

8. 软件设计流程........................................................................................ 41

四、问题解决推荐流程...................................................................................... 42

1. 知识数据库............................................................................................ 42

2. Altera 论坛........................................................................................... 42

3. Altera 维基........................................................................................... 43

4.设计和支持资源指南.............................................................................. 44

五、在线经典视频推介...................................................................................... 44

第三章创造平台——Quartus II 11.0 套件安装指南........................................ 46

一、Altera Quartus II 11.0 套件介绍....................................................... 46

二、Quartus II 11.0 套件下载.................................................................... 47

1. Quartus II 11.0 套件下载................................................................. 47

2. Quartus II crack 下载....................................................................... 49

三、Quartus II 11.0 套件安装.................................................................... 50

1. Quartus II 11.0 软件安装................................................................ 50

2. Quartus II 11.0 Devices 安装......................................................... 52

3. Quartus II 11.0 软件破解................................................................ 54

4. Modelsim_Altera_ase 软件安装........................................................ 57

四、Quartus II 套件使用指南...................................................................... 59

第四章随心所欲——DIY 系统板............................................................................ 60

一、Altium Designer 09 winter 软件介绍................................................ 60

16

二、Altium Designer 09 winter 软件使用................................................ 60

三、写此目的仅为.............................................................................................. 63

四、Step By Step DIY MAX II 核心板........................................................... 64

1. EPM240T100C5N 引脚介绍.................................................................... 64

2. EPM240T100C5N 工作条件.................................................................... 64

3. EPM240T100C5N 核心板设计................................................................ 64

4. CPLD 核心板Layout 注意事项............................................................. 66

5. CPLD 核心板实物图............................................................................... 67

五、Step By Step DIY Cyclone II 系统板................................................... 68

1. EP2C8Q208C8N 引脚介绍.................................................................... 68

2. EP2C8Q208C8N 工作条件...................................................................... 68

3. EP2C8Q208C8N 系统板设计.................................................................. 69

4. FPGA 系统板Layout 注意事项............................................................. 74

5. FPGA 系统板实物图............................................................................... 75

六、Step By Step DIY Cyclone III 应用版.............................................. 76

1. JTAG 接口电路设计............................................................................... 76

2. AS 接口电路设计................................................................................... 77

3. MSEL 电路设计....................................................................................... 79

4. Cyclone III 应用版实物图................................................................ 80

七、Step By Step DIY Cyclone IV 核心板................................................ 80

第五章路在何方——Verilog 快速入门................................................................. 81

一、关于HDL..................................................................................................... 81

1. HDL 简介................................................................................................. 81

2. VHDL 和Verilog 区别........................................................................... 81

3. 其他........................................................................................................ 81

二、如何学习HDL............................................................................................. 82

第六章美好开始——我流啊流啊流........................................................................ 83

一、Step By Step 建立第一个工程................................................................ 83

二、工程代码设计............................................................................................ 85

1. water_led_design 工程文件结构:................................................... 85

2. 代码设计................................................................................................ 86

3. 代码编译................................................................................................ 89

三、Modelsim-Altera 仿真............................................................................... 91

1. 为什么要仿真........................................................................................ 91

2. 仿真必备的知识.................................................................................... 92

四、配置FPGA..................................................................................................... 93

1. 配置综合................................................................................................ 93

2. 目标板下载模式.................................................................................... 94

3. JTAG 的下载........................................................................................... 94

4. EPCS 的下载........................................................................................... 95

5. 编程/配置失败原因.............................................................................. 97

第七章你想干嘛——边沿检测技术........................................................................ 98

17

一、为什么要讲边沿检测.................................................................................. 98

二、什么是边沿检测.......................................................................................... 98

三、实现边沿检测的最优化............................................................................ 99

1. Block 或Verilog 实现......................................................................... 99

2. 边沿检测应用...................................................................................... 101

3. 实现指标及存在缺陷.......................................................................... 101

第八章对立统一——异步时钟同步化.................................................................. 102

一、什么是对立统一........................................................................................ 102

二、异步时钟同步化........................................................................................ 103

1. 异步时钟种类...................................................................................... 103

2. 异步时钟解决方案.............................................................................. 103

第九章为所欲为——教你什么才是真正的任意分频.......................................... 109

一、为啥要说任意分频.................................................................................... 109

1. DDS 相位累加器................................................................................... 109

2. 任意频率分频原理.............................................................................. 111

第十章思维跨越——非同于MCU 的独立按键消抖动.......................................... 114

一、为什么要消抖动........................................................................................ 114

二、各种消抖动.............................................................................................. 115

1. 模拟电路按键消抖动.......................................................................... 115

2. 单片机中按键消抖动.......................................................................... 116

3. FPGA 中的按键消抖动......................................................................... 116

第十一章以少制多——基于PLD 的矩阵键盘状态机控制.................................. 122

一、FPGA 矩阵键盘电路图............................................................................... 122

二、FPGA 矩阵键盘FSM.................................................................................... 123

1. 代码...................................................................................................... 123

2. 状态机说明.......................................................................................... 126

第十二章你还好吗——LCD 1602 Hello World.................................................. 128

一、驱动说明.................................................................................................... 128

二、FPGA LCD1602 FSM.................................................................................... 129

1. 代码...................................................................................................... 129

2. 状态机.................................................................................................. 134

3. “Hello World”实物显示................................................................ 134

第十三章别忘了我——SignalTap II Logic Analyzer.................................... 136

一、为啥别忘了我............................................................................................ 136

二、应用实例.................................................................................................... 136

第十四章没我不行——基于FPGA 的VGA 可移植模块终极设计........................ 143

一、VGA 的诱惑................................................................................................. 143

二、VGA 驱动原理........................................................................................... 143

1. VGA 接口............................................................................................... 143

2. VGA 时序............................................................................................... 144

3. VGA 电路............................................................................................... 147

三、可移植VGA 模块设计.............................................................................. 150

18

1、模块划分............................................................................................ 151

2、代码设计............................................................................................ 152

四、Display 方案以及效果........................................................................... 157

1、彩条.................................................................................................... 157

2、花型矩阵............................................................................................ 158

第十五章终于有了——基于FPGA 的C2Mif 软件设计以及VGA 应用................ 160

一、Mif 文件概述........................................................................................... 160

二、Mif 转换软件介绍................................................................................... 160

1. 康芯Guagle 软件................................................................................ 160

2. 国外MIFGEN 软件................................................................................ 161

3. Bingo 版的C2Mif 软件...................................................................... 162

三、Mif 软件使用步骤................................................................................... 166

1. PCtoLCD2002 字模提取....................................................................... 167

2. C2Mif 使用........................................................................................... 169

四、项目实例.................................................................................................. 171

1. 生成mif............................................................................................... 172

2. 建立工程.............................................................................................. 172

3. 修改vga_display.v........................................................................... 172

4. 项目效果图.......................................................................................... 174

第十六章唯我独尊——基于FPGA 的UART、USB 接口协议设计........................ 175

一、PC 终端概述............................................................................................. 175

二、UART 通信接口设计................................................................................. 176

1. UART 通信协议..................................................................................... 176

2. UART 硬件设计..................................................................................... 177

3. UART Verilog 设计............................................................................. 178

4. UART 代码测试图................................................................................. 185

三、USB 通信接口设计................................................................................... 186

1. USB 通信协议....................................................................................... 186

2. USB 硬件设计....................................................................................... 186

3. USB Nios II 驱动.............................................................................. 186

4. USB 代码测试图................................................................................... 186

第十七章只为了你——基于FPGA 的真彩VGA 显示的实现................................ 187

一、讲真彩显示的理由:................................................................................ 187

二、真彩显示的要求...................................................................................... 188

1. 数据的流通.......................................................................................... 188

2. 色彩的识别.......................................................................................... 188

三、各种方案的汇总...................................................................................... 189

1. 静态数据源.......................................................................................... 189

2. 动态数据源.......................................................................................... 189

三、网上NB 链接............................................................................................ 190

四、Bingo 的设计........................................................................................... 191

1. 硬件设计.............................................................................................. 191

19

2. 软件设计.............................................................................................. 193

3. 注意问题.............................................................................................. 194

五、各种效果图................................................................................................ 194

六、网络参考.................................................................................................... 196

第十八章一路向北——幻想FPGA 人工智能的未来世界.................................... 197

一、Altera 2011 技术巡展............................................................................. 197

二、FPGA 有什么用........................................................................................... 199

三、FPGA 该干什么........................................................................................... 201

1. 信号采集.............................................................................................. 202

2. 超大点阵.............................................................................................. 204

3. 千兆网络.............................................................................................. 205

4. 图像识别.............................................................................................. 206

5. 视频监控.............................................................................................. 208

6. IC 测试、设计..................................................................................... 209

7. 其他...................................................................................................... 210

三、放眼看世界,我们的未来........................................................................ 211

1. 可重构计算机...................................................................................... 212

2. 裸眼3D 技术........................................................................................ 214

3. 机器人视觉.......................................................................................... 217

4. 意念操控世界...................................................................................... 218

5. 人工智能的极限.................................................................................. 221

6. 末日预言的幻想.................................................................................. 222

附录............................................................................................................................ 227

一、参考文献.................................................................................................. 227

二、本书资料下载.......................................................................................... 228

1. 例程下载地址汇总.............................................................................. 228

2. 资料下载地址汇总.............................................................................. 230

三、推介软件.................................................................................................. 233

四、相关原理图.............................................................................................. 235

五、其他图片.................................................................................................. 240

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