从零开始走进FPGA世界

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