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第1章 绪论1

1.1 集成技术与可编程逻辑器件1

1.1.1 可编程逻辑器件1

1.1.2 CPLD和FPGA2

1.2 电子系统设计与VHDL3

1.2.1 传统系统的设计方法3

1.2.2 VHDL与“自项向下”的设计方法4

1.3 EDA、VHDL及其应用5

1.3.1 EDA5

1.3.2 VHDL特点6

1.3.3 VHDL设计流程及应用7

第2章 测试系统构成及控制模块主要功能13

2.1 测试系统的基本组成13

2.1.1 系统模型13

2.1.2 系统基本组成13

2.2 控制模块的实现形式14

2.2.1 基于可编程逻辑器件的设计与实现14

2.2.2 基于单片机的设计与实现17

2.3 控制模块主要控制功能19

2.3.1 ADC控制19

2.3.2 存储器的控制21

2.3.3 接口的控制24

习题25

第3章 控制模块设计方法26

3.1 数字逻辑电路设计方法概述26

3.1.1 通用逻辑器件设计方法26

3.1.2 ASIC及可编程逻辑器件设计方法29

3.2 控制模块的状态设计33

3.2.1 状态图及其组成33

3.2.2 控制模块状态图设计34

3.3 系统功能模块划分与接口37

3.3.1 模块划分原则37

3.3.2 功能模块划分38

3.3.3 常用接口与总线38

习题42

第4章 基于VHDL的控制模块设计流程43

4.1 VHDL设计一般流程43

4.1.1 VHDL实际流程43

4.1.2 仿真软件44

4.2 设计输入与功能仿真45

4.2.1 指定设计项目名称45

4.2.2 创建新的设计文件45

4.2.3 VHDL程序设计46

4.2.4 功能仿真46

4.3 项目编译与时序仿真49

4.3.1 编译过程49

4.3.2 编译器组成及说明49

4.3.3 编译相关参数选取与设置50

4.3.4 编译文件52

4.3.5 时序仿真52

4.4 器件下载编程和配置53

习题54

第5章 VHDL基础55

5.1 硬件描述语言概述55

5.2 VHDL的数据对象55

5.2.1 常量56

5.2.2 变量57

5.2.3 信号58

5.3 VHDL的数据类型59

5.3.1 标准的数据类型60

5.3.2 标准逻辑位数据类型62

5.3.3 用户自定义数据类型63

5.4 VHDL的运算符69

5.4.1 逻辑运算符69

5.4.2 关系运算符70

5.4.3 算术运算符70

5.4.4 并置运算符71

5.5 VHDL的程序结构72

5.5.1 库及程序包73

5.5.2 实体74

5.5.3 结构体75

5.5.4 配置76

习题76

第6章 VHDL语句78

6.1 VHDL程序结构78

6.1.1 VHDL的特点78

6.1.2 VHDL程序结构79

6.2 顺序语句82

6.2.1 赋值语句82

6.2.2 IF语句83

6.2.3 CASE语句85

6.2.4 LOOP语句87

6.2.5 WAIT语句89

6.3 并行语句90

6.3.1 进程语句91

6.3.2 块语句92

6.3.3 并行赋值语句94

6.3.4 元件例化语句97

习题99

第7章 基于VHDL的状态机设计101

7.1 状态机设计基础101

7.1.1 状态机的分类101

7.1.2 状态机的描述方法102

7.1.3 状态机的设计步骤102

7.2 NAND Flash块擦除模块状态机设计103

习题107

第8章 A/D控制模块的VHDL设计与实现108

8.1 A/D概述108

8.2 采样定理110

8.2.1 时域采样定理110

8.2.2 频域采样定理111

8.3 并行A/D111

8.3.1 典型并行A/D——AD7492概述111

8.3.2 并行A/D控制命令113

8.4 串行A/D116

8.4.1 典型串行A/D——AD7274概述116

8.4.2 串行A/D控制命令117

习题122

第9章 存储器控制模块的VHDL设计与实现124

9.1 存储器分类及使用特点124

9.1.1 SRAM存储器124

9.1.2 Flash存储器125

9.1.3 铁电存储器125

9.2 SRAM存储器及其控制125

9.2.1 SRAM基本结构125

9.2.2 SRAM基本操作与VHDL设计126

9.3 Flash存储器概述130

9.3.1 Flash的基本结构130

9.3.2 NAND Flash访问方法132

9.4 Flash存储器控制133

9.4.1 Flash擦除133

9.4.2 Flash无效块检测136

9.4.3 Flash页编程139

9.4.4 Flash读操作142

习题146

第10章 异步串行通信（UART）模块设计147

10.1 UART协议简介147

10.1.1 UART接口标准147

10.1.2 UART通信协议148

10.2 UART协议控制器FPGA实现148

10.2.1 UART接口实现原理与方案149

10.2.2 波特率时钟生成模块设计150

10.2.3 数据接收／发送逻辑模块设计150

10.2.4 数据奇偶校验模块设计156

10.2.5 串并转换模块设计157

10.2.6 数据接收／发送FIFO模块设计158

10.3 测试仿真与设计调试注意事项159

10.3.1 测试仿真159

10.3.2 设计调试注意事项160

习题161

第11章 数字电路开发常用设计方法162

11.1 毛刺现象及消除方法162

11.2 几种逻辑器件及信号清零方法163

11.2.1 触发器及锁存器163

11.2.2 信号清零方法164

11.3 数字电路中的同步设计165

11.4 数字电路时延电路产生及用法167

11.5 数字电路中的时钟设计167

11.5.1 全局时钟168

11.5.2 门控制时钟168

11.5.3 多级逻辑时钟168

11.5.4 行波时钟168

11.5.5 多时钟系统169

习题171

参考文献172