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序言
電子技術(shù)的發(fā)展日新月異，從早期的基于晶體管和中小規(guī)模集成電路的設計轉(zhuǎn)變?yōu)槿缃竦囊源笠?guī)模集成電路為核心的SOC設計； 從以硬件為主的簡單電路設計轉(zhuǎn)變?yōu)橐訣DA軟件編程技術(shù)為主的復雜系統(tǒng)設計。數(shù)字電子技術(shù)的設計更是如此，從早期的以51單片機為主、基于匯編語言編程的設計，轉(zhuǎn)變?yōu)槿缃褚訟RM、DSP、FPGA為核心，基于高級軟硬件語言編程的電路設計，這些轉(zhuǎn)變不過短短一二十年。早期的電子設計中，F(xiàn)PGA由于其并行執(zhí)行的能力強，因此一般用在高速信息處理的場合，例如圖像、視頻數(shù)據(jù)采集與處理。隨著FPGA集成度的提高、大量軟核的開發(fā)，F(xiàn)PGA體現(xiàn)出越來越多的靈活性，使用的場合也越來越廣。以前，以ARM為控制核心，DSP做信號處理，F(xiàn)PGA做高速采集的設計思路，現(xiàn)在可用軟核的形式全部集成在一塊FPGA芯片中，使得硬件系統(tǒng)的集成化程度變得越來越高�；�于上述優(yōu)勢，F(xiàn)PGA的應用領域也變得越來越寬，智能汽車、工業(yè)控制、軍事航空、消費電子、信息通信等領域?qū)�FPGA的依賴程度變得越來越高。FPGA的設計主要以基于硬件描述語言的EDA設計方法為主，在復雜的系統(tǒng)中，也可以采用構(gòu)建嵌入式處理器加外圍接口電路的SOPC等設計方法。本書的編寫主要以FPGA的硬件描述語言為核心，并通過大量實例介紹綜合系統(tǒng)的設計方法。全書共分為8章，主要內(nèi)容如下：第1章主要介紹FPGA的開發(fā)方法和工具，以及該技術(shù)的發(fā)展趨勢。第2章主要介紹Verilog HDL的基礎語法結(jié)構(gòu)和相應的設計實例。第3章主要介紹Quartus Ⅱ及Modelsim設計工具的使用方法。第4章主要介紹Verilog HDL如何應用在組合邏輯電路和時序邏輯電路設計中，同時介紹了狀態(tài)機的設計。第5章主要介紹基于Verilog HDL的設計實例，包含按鍵接口、LCD控制、A/D采集等常用模塊的FPGA實現(xiàn)。第6章主要介紹時序約束的意義及方法，并通過實例進行詳細說明。第7章主要介紹Quartus與Matlab協(xié)同設計方法，并通過4個實例進行詳細說明。第8章主要介紹SOPC的基本概念，并通過實例介紹SOPC的設計流程。通過本書的學習，讀者將能夠獨立地運用Verilog HDL硬件描述語言及相關(guān)EDA軟件實現(xiàn)FPGA的系統(tǒng)設計。本書由成都理工大學工程技術(shù)學院的李勇、何勇、朱晉、孟照偉4位教師共同編寫完成。其中李勇老師主要負責全書的籌劃、統(tǒng)稿等工作，并負責編寫本書的第1、6、7章； 何勇老師負責編寫本書的第3、5、8章； 朱晉老師主要編寫本書的第2章； 孟照偉老師主要編寫本書的第4章。在本書的編寫過程中，成都理工大學工程技術(shù)學院電子信息與計算機工程系的系主任柳建博士和其他同仁給予了大力支持，在此表示感謝。另外，編者還引用了其他相關(guān)文獻和網(wǎng)絡資源，在此對其相應的學者和作者表示衷心的感謝！由于編者水平有限，書中不妥之處在所難免，請廣大讀者批評指正，我們將作進一步完善。
編者2016年3月