Altera FPGA系統設計實用教程(第二版)（簡體書）

本書從基礎到應用，系統介紹了Altera FPGA的開發應用知識。基礎部分包括FPGA開發流程、硬件描述語言VHDL和Verilog、Quartus Prime開發環境、基本電路的FPGA設計、基于IP核的設計等內容； 應用部分包括人機交互接口設計、數字信號處理電路設計、密碼算法設計、嵌入式Nios設計等內容。全書語言簡明易懂、邏輯清晰，向讀者提供了不同領域的FPGA應用實例以及完整的設計源程序。本書可作為高等學校電子信息、計算機、自動化等專業的本科生教材，也可供從事電子設計的工程技術人員參考。

《Altera FPGA系統設計實用教程（第2版）》教材融合了作者多年在FPGA開發方面的教學和科研經驗，具有如下鮮明特色：知識內容恰當地反映了FPGA的發展與應用趨勢，體系安排具有獨創之處，加強了經典內容與現代技術的融合，加入了具有軟硬結合的綜合案例；結構編排符合認識規律，重點突出，難易適度，具有良好的可讀性和工程實用性，有助于教師教學和學生自學。毫無疑問，本書是一本不可多得的EDA設計領域的好書！——北京交通大學 侯建軍《Altera FPGA系統設計實用教程（第2版）》是一本內容豐富且極具實用性的著作，內容涵蓋從基礎到應用，循序漸進地介紹了語言、FPGA器件、開發工具、開發流程和綜合實例，采用了*的Quartus Prime開發環境，是一本進行FPGA設計的極好的參考教材。 ——北京石油化工學院 李洋《Altera FPGA系統設計實用教程（第2版）》兼顧基礎性和實用性，內容涵蓋了可編程邏輯器件FPGA開發過程的各個環節。書中實例豐富，分別就控制功能、信號處理功能、密碼算法功能和嵌入式軟核的設計與使用進行了詳細論述，并提供了豐富的實例和圖表，特別適合作為FPGA初學者的入門教程。 ——北京服裝學院 范秀娟這本書的層次性和易讀性更貼近我們實際的學習，使我們學習FPGA的開發技術更加容易。本書內容涵蓋了FPGA的基本設計方法和設計流程、硬件描述語言、開發工具，以及FPGA設計實例與應用。本書通過實例化、模型化、系統化的講解，使得本書非常容易讀懂。此外，書中給出了大量的流程圖及程序算法實例，將理論知識與實踐應用相結合，非常有利于讀者在動手實踐中掌握FPGA開發技術。——北京電子科技學院 倪楊

目錄

章FPGA開發簡介

1.1可編程邏輯器件概述

1.2FPGA芯片

1.2.1FPGA框架結構

1.2.2Altera公司的FPGA

1.3FPGA開發工具

1.4基于FPGA的開發流程

1.4.1FPGA設計方法概論

1.4.2典型FPGA開發流程

1.4.3FPGA的配置

1.4.4基于FPGA的SoC設計方法

第2章硬件描述語言

2.1VHDL硬件描述語言

2.1.1程序基本結構

2.1.2VHDL程序語法規則

2.1.3并行語句

2.1.4順序語句

2.1.5子程序及子程序調用語句

2.2Verilog硬件描述語言

2.2.1Verilog HDL程序基本結構

2.2.2Verilog HDL數據類型

2.2.3Verilog HDL運算符

2.2.4Verilog HDL描述語句

2.2.5語句的順序執行與并行執行

2.2.6Verilog HDL元件例化

第3章Quartus Prime設計開發環境

3.1Quartus Prime概述

3.2Quartus Prime設計流程

3.2.1設計輸入

3.2.2設計處理

3.2.3波形仿真

3.2.4器件編程

3.3嵌入式邏輯分析儀使用

第4章基本電路的HDL設計

4.1基本電路的VHDL設計

4.1.1優先編碼器

4.1.2數據選擇器

4.1.3組合邏輯電路與并行語句、進程語句的關系

4.1.4運算電路

4.1.5時鐘信號

4.1.6鎖存器和觸發器

4.1.7同步、異步信號描述

4.1.8同步電路設計原則

4.1.9計數器

4.1.10分頻電路

4.1.11寄存器

4.1.12狀態機

4.1.13動態掃描電路

4.2基本電路的Verilog設計

4.2.1優先編碼器

4.2.2譯碼器

4.2.3數據選擇器

4.2.4運算電路設計

4.2.5時鐘信號

4.2.6觸發器

4.2.7同步、異步控制信號

4.2.8計數器

4.2.9分頻器

4.2.10寄存器

4.2.11串并轉換電路

4.2.12有限狀態機

4.2.13動態掃描電路

第5章基于IP的設計

5.1IP核

5.2觸發器IP核的VHDL設計應用

5.3存儲器IP核的VHDL設計應用

5.4鎖相環IP核的VHDL設計應用

5.5運算電路IP核的VHDL設計應用

第6章人機交互接口設計

6.1鍵盤掃描電路的VHDL設計

6.1.1設計原理

6.1.2設計實現

6.1.3綜合仿真

6.2液晶驅動電路的VHDL設計

6.2.1設計原理

6.2.2設計實現

6.2.3綜合仿真

第7章數字信號處理

7.1差錯控制電路的VHDL設計(CRC校驗電路)

7.1.1設計原理

7.1.2校驗電路的VHDL實現

7.1.3綜合仿真

7.2濾波電路的VHDL設計

7.2.1設計原理

7.2.2FIR濾波電路的設計實現

7.2.3綜合仿真

7.3HDB3基帶信號編譯碼電路的VHDL設計

7.3.1設計原理

7.3.2設計實現

7.3.3綜合仿真

第8章密碼算法設計

8.1分組密碼算法的VHDL設計（SM4）

8.1.1SM4算法原理

8.1.2設計實現

8.1.3仿真驗證

8.2流密碼算法的VHDL設計(ZUC)

8.2.1ZUC算法原理

8.2.2設計實現

8.2.3仿真驗證

8.3HASH算法的VHDL設計(SM3)

8.3.1SM3算法原理

8.3.2設計實現

8.3.3仿真驗證

第9章基于Nios Ⅱ的SOPC系統開發

9.1簡介

9.1.1SOPC技術

9.1.2Nios Ⅱ嵌入式處理器

9.1.3Qsys開發工具

9.2SOPC硬件開發

9.2.1啟動Qsys

9.2.2添加Nios Ⅱ及外設IP模塊

9.2.3集成Nios Ⅱ系統至Quartus Prime

9.3SOPC軟件系統開發

9.3.1創建Nios Ⅱ工程

9.3.2設置工程的系統屬性

9.3.3程序編寫及編譯

9.3.4代碼調試及運行

附錄DES算法的S盒

參考文獻