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目次
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本書首先闡述了FPGA的基本原理和架構，其次介紹了FPGA的新功能、特點，以及如何解決工業應用中的問題。書中探討了FPGA的設計方法，並結合機電一體化、機器人和能源系統應用案例與實踐。
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闡述FPGA基本原理和高級功能，結合不同工業應用實例解析不同的需求和系統設計方法
目次
譯者序
前言
作者簡介
譯者簡介
第1章 FPGA及其在電子系統設計中的作用1
1.1 導引1
1.2 嵌入式控制系統：寬泛的概念1
1.3 嵌入式系統的實現4
1.3.1 技術改進和複雜性增加4
1.3.2 向著能源效率的方向改進計算性能5
1.3.3 為目標技術而戰7
1.3.4 不同器件的設計技術和工具8
1.4 可配置邏輯如何工作12
1.5 FPGA的應用和使用16
參考文獻18
第2章 FPGA的主要架構和硬件資源19
2.1 導引19
2.2 FPGA的主要架構20
2.3 基本硬件資源23
2.3.1 邏輯單元23
2.3.2 I/O單元26
2.3.3 互連資源30
2.4 專用硬件模塊32
2.4.1 時鐘管理模塊32
2.4.2 存儲器模塊38
2.4.3 硬存儲控制器42
2.4.4 收發器44
2.4.5 串行通信接口50
參考文獻53
第3章 FPGA架構的嵌入式處理器55
3.1 導引55
3.1.1 多核處理器57
3.1.2 眾核處理器62
3.1.3 FPSoC62
3.2 軟核處理器63
3.2.1 專用核65
3.2.2 開源核72
3.3 硬核處理器74
3.4 其他“可配置”的SoC方案81
3.4.1 傳感器中樞81
3.4.2 可定制處理器86
3.5 片上總線87
3.5.1 AMBA88
3.5.2 Avalon98
3.5.3 CoreConnect102
3.5.4 Wishbone104
參考文獻106
第4章 FPGA中的高級信號處理資源109
4.1 導引109
4.2 嵌入式乘法器111
4.3 DSP模塊112
4.4 浮點硬件運算符115
參考文獻119
第5章 混合信號FPGA120
5.1 導引120
5.2 ADC模塊121
5.3 模擬傳感器126
5.4 模擬數據捕獲和處理接口127
5.5 混合FPGA-FPAA解決方案131
參考文獻135
第6章 基於FPGA設計的工具和方法136
6.1 導引136
6.2 基於RTL綜合和後端工具的基本設計流程138
6.2.1 設計輸入139
6.2.2 仿真工具142
6.2.3 RTL綜合和後端工具145
6.3 SoPC系統的設計151
6.3.1 SoPC硬件設計工具152
6.3.2 SoPC軟件設計工具156
6.3.3 IP核庫和IP核生成工具159
6.4 HLS工具160
6.5 HPC多線程加速器的設計162
6.6 調試和其他輔助工具164
6.6.1 SoPC系統的硬件/軟件調試164
6.6.2 輔助工具168
參考文獻170
第7章 FPGA系統的片外和片內通信171
7.1 導引171
7.2 片外通信172
7.2.1 低速接口172
7.2.2 高速接口173
7.3 片內通信175
7.3.1 點對點連接175
7.3.2 基於總線的連接176
7.3.3 片上網絡181
參考文獻185
第8章 使用商用FPGA建立可重構系統186
8.1 導引186
8.2 主要的與可重構相關的概念187
8.2.1 可重構架構190
8.3 作為可重構元件的FPGA190
8.3.1 帶有可重構支持的商用FPGA191
8.3.2 為局部可重構設計一種架構192
8.3.3 可擴展架構194
8.3.4 支持局部可重構的工具197
8.3.5 可重構系統支持的片上通信198
8.4 運行時可重構199
8.4.1 自我管理系統201
8.4.2 具有可重構硬件加速器的自適應多線程204
8.4.3 可演化硬件208
參考文獻214
第9章 FPGA的工業電子應用217
9.1 導引217
9.2 工業電子中的FPGA應用領域219
9.2.1 電力系統數字實時仿真219
9.2.2 先進控制技術220
9.2.3 電子儀器221
9.3 總結222
參考文獻223
前言
作者簡介
譯者簡介
第1章 FPGA及其在電子系統設計中的作用1
1.1 導引1
1.2 嵌入式控制系統：寬泛的概念1
1.3 嵌入式系統的實現4
1.3.1 技術改進和複雜性增加4
1.3.2 向著能源效率的方向改進計算性能5
1.3.3 為目標技術而戰7
1.3.4 不同器件的設計技術和工具8
1.4 可配置邏輯如何工作12
1.5 FPGA的應用和使用16
參考文獻18
第2章 FPGA的主要架構和硬件資源19
2.1 導引19
2.2 FPGA的主要架構20
2.3 基本硬件資源23
2.3.1 邏輯單元23
2.3.2 I/O單元26
2.3.3 互連資源30
2.4 專用硬件模塊32
2.4.1 時鐘管理模塊32
2.4.2 存儲器模塊38
2.4.3 硬存儲控制器42
2.4.4 收發器44
2.4.5 串行通信接口50
參考文獻53
第3章 FPGA架構的嵌入式處理器55
3.1 導引55
3.1.1 多核處理器57
3.1.2 眾核處理器62
3.1.3 FPSoC62
3.2 軟核處理器63
3.2.1 專用核65
3.2.2 開源核72
3.3 硬核處理器74
3.4 其他“可配置”的SoC方案81
3.4.1 傳感器中樞81
3.4.2 可定制處理器86
3.5 片上總線87
3.5.1 AMBA88
3.5.2 Avalon98
3.5.3 CoreConnect102
3.5.4 Wishbone104
參考文獻106
第4章 FPGA中的高級信號處理資源109
4.1 導引109
4.2 嵌入式乘法器111
4.3 DSP模塊112
4.4 浮點硬件運算符115
參考文獻119
第5章 混合信號FPGA120
5.1 導引120
5.2 ADC模塊121
5.3 模擬傳感器126
5.4 模擬數據捕獲和處理接口127
5.5 混合FPGA-FPAA解決方案131
參考文獻135
第6章 基於FPGA設計的工具和方法136
6.1 導引136
6.2 基於RTL綜合和後端工具的基本設計流程138
6.2.1 設計輸入139
6.2.2 仿真工具142
6.2.3 RTL綜合和後端工具145
6.3 SoPC系統的設計151
6.3.1 SoPC硬件設計工具152
6.3.2 SoPC軟件設計工具156
6.3.3 IP核庫和IP核生成工具159
6.4 HLS工具160
6.5 HPC多線程加速器的設計162
6.6 調試和其他輔助工具164
6.6.1 SoPC系統的硬件/軟件調試164
6.6.2 輔助工具168
參考文獻170
第7章 FPGA系統的片外和片內通信171
7.1 導引171
7.2 片外通信172
7.2.1 低速接口172
7.2.2 高速接口173
7.3 片內通信175
7.3.1 點對點連接175
7.3.2 基於總線的連接176
7.3.3 片上網絡181
參考文獻185
第8章 使用商用FPGA建立可重構系統186
8.1 導引186
8.2 主要的與可重構相關的概念187
8.2.1 可重構架構190
8.3 作為可重構元件的FPGA190
8.3.1 帶有可重構支持的商用FPGA191
8.3.2 為局部可重構設計一種架構192
8.3.3 可擴展架構194
8.3.4 支持局部可重構的工具197
8.3.5 可重構系統支持的片上通信198
8.4 運行時可重構199
8.4.1 自我管理系統201
8.4.2 具有可重構硬件加速器的自適應多線程204
8.4.3 可演化硬件208
參考文獻214
第9章 FPGA的工業電子應用217
9.1 導引217
9.2 工業電子中的FPGA應用領域219
9.2.1 電力系統數字實時仿真219
9.2.2 先進控制技術220
9.2.3 電子儀器221
9.3 總結222
參考文獻223
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