前 言
当前VHDL语言不断推出新的版本,EDA工具不断完善,VHDL语言的实现载体FPGA器件已经集成了百万逻辑门。同时,大学教育更加注重对学生创新能力与实践能力的培养。在这些因素的推动下,我们开始实施对《VHDL程序设计教程(第3版)》的修订工作,删除了一些过时的内容,加入了VHDL 2008版增加的VHPI接口技术,在为读者提供更多VHDL新知识的同时,给出了大量新的设计和实验。为方便教学,书中大部分章节都安排了针对性较强的习题、实验和设计项目,使每一章的课堂教学效果都能及时通过实验得以强化。
本书根据高校课堂教学中学生的认知规律和实验教学中对学生动手能力的培养要求,以提高学生的设计能力和自主创新能力为目的,系统阐述了VHDL硬件描述语言的基础知识、语法定义、编程技巧和使用方法,在先进的EDA软件设计平台--Quartus II 13.0和实现载体--STRATIX V系列FPGA上实现了VHDL模块设计。通过本书的学习,读者能够理解VHDL语言设计,掌握EDA工程开发技术,熟悉SoC芯片研发方法。从D触发器设计到网络多核处理器设计,从易到难,从简单到复杂,跨度之大前所未有;从硬件描述语言到软件编程语言,从硬件模块设计到软件驱动设计,从仿真到测试,范围之广实属罕见;从学生基础实验到尖端芯片研发,从设计语言的理论分析到工业芯片的生产测试,务实之风贯穿全篇。
为了尽可能缩短授课时数,优化教学效果,提高教学效率,本书详细介绍了VHDL相关语句语法,在给出完整并被验证过的VHDL描述的同时,还给出了综合后的RTL电路图及表现该电路系统功能的时序波形图。由此,通过一些简单、直观、典型的示例,将VHDL最核心、最基本的内容解释清楚,使读者能有效地掌握VHDL的主要内容。精通VHDL语言的语法规则和熟悉各种通用逻辑电路,是VHDL编程的两个必要条件。
现代电子工程和EDA技术的发展速度很快,VHDL 2008版增加了软件接口规范,为SoC设计提供了软、硬件协同设计的条件。本书力图在SoC软件/硬件设计、仿真测试等方面都有所涉及,但限于作者知识面狭窄,本书还有诸多不足之处,希望业内专家、同行不吝斧正。
此外,由于本书篇幅所限,有些内容未能列入,包括诸多示例和实验、FPGA实验平台更详细的使用方法,以及本书相关的EDA技术与FPGA开发的培训信息等,读者可浏览网址www.SDDPM.com进行了解。
本书由曾祥云修订第1~5章,并编写了第8章;曾繁泰编写了第7章和第9章,并通审了全部书稿。本书的修订、撰写得到了清华大学出版社朱英彪先生的大力支持,在此表示衷心的感谢。
作者的E-mail是zft@sdu.edu.cn,欢迎读者来信交流。
编 者
于山东大学
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