FPGA系統設計（附學生版工具光碟片）

第1章　FPGA系統設計11.1　緒論11.2　基本觀念11.2.1　布林代數11.3　數位設計與FPGA81.3.1　FPGA的角色81.3.2　FPGA的類型91.3.3　FPGA與客制化VLSI之比較121.4　以FPGA為基礎的系統設計141.4.1　目標與技術141.4.2　階層式設計151.4.3　設計抽象化191.5　摘要241.6　問題24第2章　超大型積體電路技術272.1　緒論272.2　製造程序282.3　電晶體特性322.4　CMOS邏輯閘412.4.1　靜態互補閘412.4.2　閘延遲472.4.3　功率消耗(PowerConsumption)562.4.4　驅動大負載(DrivingLargeLoads)592.4.5　低功率閘(Low-PowerGates)612.4.6　開關邏輯672.5　導線722.5.1　導線的結構722.5.2　導線寄生效應732.5.3　導線的模型792.5.4　通過RC傳輸線的延遲802.5.5　在RC傳輸線中插入緩衝器832.5.6　RC導線之間的串音干擾852.6　暫存器和隨機存取記憶體882.6.1　暫存器結構882.6.2　隨機存取記憶體902.7　封裝和焊墊1022.7.1　封裝(packages)1022.7.2　焊墊(Pads)1072.8　摘要1082.9　問題108第3章　FPGA的架構1133.1　緒論1133.2　FPGA架構1133.3以SRAM為基礎的FPGA1183.3.1　綜覽1183.3.2　邏輯元件1193.3.3　內部連接網路1253.3.4　配置1313.4　永久性規劃的FPGA1343.4.1　反熔絲1353.4.2　快閃記憶體配置1353.4.3　邏輯區塊1363.4.4　內部連接網路1413.4.5　規劃1423.5　晶片的I/O接腳1433.6　FPGA基礎構件的電路設計1483.6.1　邏輯元件1483.6.2　內部連接1563.7　FPGA基礎構件的架構1623.7.1　邏輯元件的參數1633.7.2　內部連接的架構1663.7.3　接腳1683.8　摘要1693.9　問題169第4章　組合邏輯1734.1　緒論1734.2　邏輯設計程序1744.3　硬體描述語言2064.3.1　用HDL建立模型2064.3.2　Verilog2124.3.3　VHDL2164.4　組合網路延遲2224.4.1　延遲規格2234.4.2　邏輯閘與線路延遲2254.4.3　扇出2264.4.4　路徑延遲2284.4.5　延遲與實體設計2314.5　功率與能量最佳化2364.5.1　突波分析與最佳化2374.6　算術邏輯2384.6.1　數字表示法2394.6.2　組合移位器2404.6.3　加法器2414.6.4　ALUs2524.6.5　乘法器2554.7　FPGA的邏輯實作2664.7.1　語法導向的轉換2664.7.2　以巨集完成的邏輯實作2684.7.3　邏輯合成2694.7.4　與技術無關邏輯最佳化2704.7.5　技術相依邏輯最佳化2784.7.6　FPGA的邏輯合成2794.8　FPGA的實體設計2814.8.1　佈置2824.8.2　繞線2894.9　再訪邏輯設計的過程2924.10　摘要3144.11　問題314第5章　序向機器3195.1　緒論3195.2　序向機器的設計過程3205.3　序向機器的設計式樣3225.3.1　狀態轉換與暫存器轉移模型3235.3.2　有限狀態機理論3295.3.3　狀態指定3345.3.4　Verilog的模型建立風格3415.4　時脈的操作規則3495.4.1　正反器與閂鎖器3495.4.2　時脈的操作規律3525.5　效能分析3605.5.1　以正反器為基礎之系統的效能分析3625.5.2　以閂鎖器為基礎的系統的效能3665.5.3　時脈扭曲3685.5.4　時序重整3795.6　功率最佳化3795.7　摘要3805.8　問題381第6章　架構3856.1　緒論3856.2　作動設計3856.2.1　資料路徑控制器架構3866.2.2　排程與配置3876.2.3　功率4166.2.4　管線化4186.3　設計方法論4296.3.1　設計程序4306.3.2　設計標準4326.3.3　設計驗證4356.4　設計範例4386.4.1　數位訊號處理器4386.5　摘要4486.6　問題448第7章　大型系統4537.1　緒論4537.2　匯流排4537.2.1　協定與規格4547.2.2　匯流排的邏輯設計4597.2.3　微處理器與系統匯流排4677.3　平臺式FPGA4727.3.1　平臺式FPGA架構4737.3.2　串列I/O4797.3.3　記憶體4817.3.4　CPU與嵌入式乘法器4827.4　多級FPGA系統4887.4.1　多級FPGA系統的限制4897.4.2　內部連接多重FPGA4907.4.3　多級FPGA分割4937.5　新架構4967.5.1　以FPGA製造的機器4967.5.2　其他FPGA電路板4967.6　摘要4997.7　習題499附錄A　超大型積體電路技術501附錄B　硬體描述語言517B.1　緒論517B.2　Verilog517B.2.1　語法元素517B.2.2　資料型態與宣告517B.2.3　運算子518B.2.4　敘述句(Statements)519B.2.5　模組與程式單元(ModulesandProgramUnits)520B.2.6　模擬控制521B.3　VHDL522B.3.1　語法元素522B.3.2　資料型態與宣告523B.3.3　運算子523B.3.4　循序敘述句(SequentialStatements)524B.3.5　結構式敘述句(StructuralStatements)526B.3.6　設計單元(DesignUnits)526B.3.7　程序(Processes)528參考資料529索引541

第1章　FPGA系統設計11.1　緒論11.2　基本觀念11.2.1　布林代數11.3　數位設計與FPGA81.3.1　FPGA的角色81.3.2　FPGA的類型91.3.3　FPGA與客制化VLSI之比較121.4　以FPGA為基礎的系統設計141.4.1　目標與技術141.4.2　階層式設計151.4.3　設計抽象化191.5　摘要241.6　問題24第2章　超大型積體電路技術272.1　緒論272.2　製造程序282.3　電晶體特性322.4　CMOS邏輯閘412.4.1　靜態互補閘412.4.2　閘延遲472.4.3　功率消耗(PowerConsumption)562.4.4　驅動大負載(DrivingLargeLoads)592.4.5　低功率閘(Low-PowerGates)612.4.6　開關邏輯672...