爱上FPGA开发

出版时间：2011-10  出版社：北京航空航天大学出版社  作者：吴厚航  页数：315  
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内容概要

《爱上FPCA开发——特权和你一起学NIOSⅡ》结合一款基于Altera公司Cyclone
II系列FPGA的开发板，从一些嵌入式开发的基本术语和概念人手，到手把手第一个工程的构建；再从一个稳定的SOPC平台设计，到NIOS
II软件编程的入门；最后软硬件结合，像模像样地搭建了一些有实用价值的IT程。本书内容可谓由浅人深，为在其他嵌入式平台上已有一定开发基础的NIOS
II初学者量身打造。字里行间，不仅透露出一个年轻工程师对技术的执着和认真，而且很多诙谐幽默的文字和真实的感悟伴随着知识也传递给读者，相信一定能够带给读者更多耳目一新的感觉。本书配套DVD光盘，内含程序源码和20课时视频教程，方便读者学习。
《爱上FPCA开发——特权和你一起学NIOSⅡ》的主要读者对象为电子、计算机、控制及信息等相关专业的在校学生，从事FPGA开发设计的电子工程师以及所有电子设计制作的爱好者们。

书籍目录

第1章  海阔天空聊概念
  1.1  CPU之软核与硬核
  1.2  SOPC是什么
  1.3  NIOS II的优势
第2章  开发流程
  2.1  流程
  2.2  执行流程的必要性
  2.3  SOPC开发的流程
第3章  流程实践案例——手把手第一个工程
  3.1  硬件平台
  3.2  软件平台
  3.3  手把手硬件工程
    3.3.1  新建Quartus II工程
    3.3.2  SOPC Builder配置
    3.3.3  例化NIOS II工程
    3.3.4  分配引脚与编译下载
  3.4  手把手软件工程
    3.4.1  新建软件模板工程
    3.4.2  设置软件编译属性
    3.4.3  软件编译和下载
第4章  实战演练之存储控制器
  4.1  嵌入式存储系统
  4.2  基于FPGA的嵌入式存储解决方案
    4.2.1  片内存储器
    4.2.2  外部SRAM
    4.2.3  Flash
    4.2.4  SDRAM
  4.3  第二个系统准备工作
  4.4  SDRAM控制器组件添加与配置
  4.5  EPCS控制器组件添加与配置
  4.6  PLL组件添加与配置
  4.7  其他SOPC Builder配置
  4.8  编辑顶层文件与引脚分配
  4.9  软件工程调试与下载
第5章  实战演练之时序收敛
  5.1  时序设计四部曲
  5.2  一部曲——时序分析
    5.2.1  系统内部时钟时序分析
    5.2.2  SDRAM接口时序分析
  5.3  二部曲——时序约束
    5.3.1  全局时钟约束
    5.3.2  I／O接口约束之virtual clock生成与约束
    5.3.3  I／O接口约束之理论推导
    5.3.4  I／O接口约束之output delay约束
    5.3.5  I／O接口约束之input delay约束
    5.3.6  SDRAM时钟频率与相移更改
  5.4  三部曲——时序报告
    5.4.1  寻找PLL相移值
    5.4.2  查看关键路径
  5.5  四部曲——时序收敛
  5.6  时序最优化
第6章  实战演练之玩转NIOS II
  6.1  第三个SOPC系统硬件架构
    6.1.1  添加新组件
    6.1.2  例化新系统与引脚分配
    6.1.3  时序约束与收敛
  6.2  熟悉NIOS EDS软件开发平台
    6.2.1  加载和关闭工程
    6.2.2  新建工程
  6.3  软件例程1——蜂鸣器实验
  6.4  软件例程2——流水灯实验
  6.5  软件例程3——数码管定时器实验
  6.6  软件例程4——串口收发实验
  6.7  软件例程5——看门狗定时器实验
  6.8  软件例程6——按键中断实验
  6.9  软件例程7  SD卡SPI通信实验
第7章  实战演练之自定义外设组件
  7.1  总线
    7.1.1  Avalon—MM总线
    7.1.2  Avalon—ST总线
  7.2  Avalon组件集成之TLC549
    7.2.1  准备工作
    7.2.2  模块源码设计
    7.2.3  组件封装
    7.2.4  集成新组件到系统中
    7.2.5  工程例化与编译
    7.2.6  软件调试
  7.3  Avalon组件集成之DAC5571
    7.3.1  模块源码设计
    7.3.2  组件封装
    7.3.3  集成新组件到系统中
    7.3.4  工程例化与编译
    7.3.5  软件调试
第8章  实战演练之USB通信
  8.1  硬件系统架构
    8.1.1  CH376芯片概述
    8.1.2  准备工作
    8.1.3  集成组件
    8.1.4  工程例化与引脚分配
    8.1.5  编译与时序收敛
  8.2  软件编程
    8.2.1  数据／指令读写
    8.2.2  指令功能描述
    8.2.3  芯片寄存器读／写测试
    8.2.4  作为USB从机与PC连调
    8.2.5  U盘扇区读／写操作
    8.2.6  基于U盘的TXT文本创建
    8.2.7  基于U盘的A／D采集数据存储
  8.3  改进的CH376并口控制方式
第9章  实战演练之显示控制器DIY
  9.1  液晶驱动组件设计
    9.1.1  LCD显示驱动模块
    9.1.2  自定义外设模块
  9.2  SOPC系统硬件架构
    9.2.1  准备工作
    9.2.2  集成组件
    9.2.3  工程例化与引脚分配
    9.2.4  编译与时序收敛
  9.3  图片取模配置
  9.4  软件程序
  9.5  串口下发板级测试
第10章  网络杂文
  10.1  设计资源最大化
    10.1.1  何谓设计资源
    10.1.2  设计资源就在您身边
    10.1.3  设计资源的案例
    10.1.4  设计资源，无处不在
    10.1.5  总结——积攒设计资源
    10.1.6  设计思想，来源于生活
    10.1.7  结束语
  10.2  2010——成长，在路上
  10.3  好书从比喻开始
参考文献

章节摘录

版权页：片内存储器的最佳应用场合包括作为常见的缓存、点到点的缓存、查找表以及FIFO等。缓存：由于其具有低反应延时，片内存储器在微处理器中作为缓存表现良好。NIOSII处理器使用片内存储器作为引导和数据缓存。因为缓存本身都相对较小，所以片内存储器有限的容量作为缓存通常不是一个问题。点到点的缓存：低延时的存取也使得片内存储器适用于作为器件间的缓存，即点到点的缓存。它是指处于正常的寻址空间，但与微处理器有专用接口的存储器。这些存储器主要用来实现缓存存储器的高速、低反应延时特性。查找表：针对某些软件编程功能，尤其是算法上的功能。与在软件中进行计算相比，使用查找表储存所有可能的功能结果通常是最快的方法。片内存储器在这方面表现良好，前提是片内存储器的可用容量能够容纳可能的功能结果。FIFO：嵌入式系统经常需要管理从一个模块到另一个模块的数据流。FIF0可以在以不同的高速运行着的模块间作为数据缓冲存储器。根据应用程序所需FIFO的大小，片内存储器可以作为高速和便利的FIFO存储。但片内存储器不适用于需要大容量存储的应用中。因为片内存储器容量相对受限，所以应避免使用其储存大量的数据。但是，有些工作可以更好地利用片内存储器完成。如果应用程序使用多个小块数据。并且不是所有的数据块都适合使用片内存储器，那么设计者应当仔细考虑某些应用可以使用片内存储器。如果用户的目标是系统的高速性能，那么可以将最经常存取的数据放在片内存储器中。在系统中使用片内存储器需要遵从下面一些规则：①设置片内存储器的数据带宽与主控系统的数据带宽相匹配。例如，如果要连接片内存储器到NIOSII处理器的数据控制器上，需要设置片内存储器的数据带宽为32bit，与NIOSII处理器的数据控制器的数据带宽相同；否则存取的延时将会大于一个时钟周期，这是因为系统相互连接需要进行带宽转换。当然了，如果系统中允许这种存取延时（即多次存取以完成一次总线带宽访问），那么不匹配带宽也是没有问题的。②如果片内存储器元件连接了多个主控制器，应考虑使用具有双通道的片内存储器。双通道特性使得在两个主控制器连接到同一个片内存储器时无需设置判断逻辑。另外，双通道存储器允许在两个接口同时进行存取，这样在两个主控制器连接到同一个片内存储器时，可以极大地提升效率与性能。然而，如果没有在主控制器间进行协调，那么两个RAM的从接口同时执行写入操作将会导致数据冲突。

用户评论 (总计84条)

•   刚刚入门nios2，特权同学的写作风格很喜欢，由浅入深，如果结合开发板进行学习，效果更佳
•   可以作为NiosII系统学习的入门教程，从第一个Nios II 教程出发，有基础的很快就能体验到Nios II系统的强大
•   本来FPGA就够难学的，Nios更是软硬相加，作者能通过视频示例把这些问题讲浅显，讲明白，不愧为一本好书
•   通俗易懂，没有官腔，没有卖弄学术，是学NIOS II必备的一本好书
•   nios ii学习的好书
•   非常不错的一本书，适合NIOS初学者使用！
•   字里行间，透露着作者的智慧，对FPGA的深入理解和认识
•   特权同学的书 很不错 已经看完了 概念讲的很清楚 例子也很适合初学者 受益匪浅啊
•   特权同学的书，给我的印象深刻，语言通俗，形象生动。是地道的工程师写的书。
•   看过深入浅出FPGA，作者写的书不错
•   很好的书，也是看了很多人的评论才选择买特权的书，确实写得很好，写得也很真诚。有极大的学习价值。
•   真正搞开发的人写的书，值得买
•   特权同学的又一经典制作，值得看看
•   买完就发现网上特权的博客里有书的完整内容了。但是这个书还是不错的。是小本的。
•   特权同学写的一本很好的书，要好好用心学习
•   特权同学的书，没有不好的，呵呵
•   特权同学的经典教材，值得购入。
•   特权同学的东西我都还比较喜欢！
•   读这本书，让我受益匪浅 爱上了这家伙
•   对于入门者来说，有好多不必要的概念什么的，在这本书里没有过多的解释，节省了不少时间。个人感觉很好的一本书
•   有助于初学者上手，例程丰富，讲解深入浅出！
•   第一次用当当买书，感觉很不错，除了去取的时候比较麻烦以外，其他的都好
•   书不厚，但内容厚。理论与实践的完美结合。
•   适合初学者，怎么用在工作中还需要时间
•   书不错，但只限于quartus软件
•   内容很好，知识点很实用。
•   非常实用的一本书，但是最好有同样的板子
•   目前还没有看，看完后再来补充
•   写得很实用，喜欢啊
•   还行吧，用起来比较方便
•   老师推荐购买的，看过一遍，内容很好，很有帮助
•   新书不错，内容有点空
•   还不错 语言和内容都挺好的 相当喜欢 就是语言是Verilog的
•   不错的书，别人推荐的。对学习有帮助
•   只有这样，学习才不枯燥。
•   写的没有那么晦涩，能看进去。
•   通俗易懂，有作者自己的思想和体会
•   不错的..
•   我也买一本自己翻着看，有需要的时候也可以不用借。
•   很不错的书！但是有点冗长
•   还行吧， 有时间看吧
•   反正每晚他都在看，应该是不错
•   看了两遍，每次都有收获
•   语言不合适，书的介绍说明，不是VHDL语言！郁闷！
•   通俗易懂，上手快，理论分析稍少一点
•   好书书质量不错，发货也很快。
•   一直在看作者的书籍！
•   这本书还不错啦，刚开始学NIOS II的人可以选择看看啦
•   Nios灵活，实用性不强，项目里面基本不会用。但是对学习单片机还是有很大好处
•   了解下FPGA，不是很熟悉
•   书需要细细品读，另光盘的位置不好，在书中间，结果有两页很怕粘在一起
•   比较适合初学者，大型设计经验写的不多
•   比较实用 特别是时序分析部分 有一定的导向作用
•   大致看了一下，书本内容不错，视频还可以不足的地方时书本纸张很差劲，完全对不起这个价格。我们讲知识无价，可有价的纸张怎么就配不上书本内容呢送货速度不是很满意，比预计的要晚三天，这已经是第3次了
•   本书是一线技术人员编写的，语言不那么死板，这点我很喜欢。若理论深度再强些会更好。
•   备有视频讲解。
•   一个网友能写出这样的书很不错了，精神值得学习。
•   因为是哥哥推荐的 用过之后感觉不错 (*^__^*) 嘻嘻…… 喜欢喜欢
•   讲解很详细，适合入门
•   书不错，但是光盘损坏了
•   不错，讲的挺清楚的，不过关于时序分析我还是不太明白，也许是我自己的问题吧！
•   深入浅出，从纯技术的角度看还是不错的
•   内容是用口语化较多，不过易懂，作者以自己学习经历与项目经历编写，不错，纸张不行啊
•   很好的一本书，很多知识点很透彻。值得一看！
•   还没看不过看样子应该不差
•   很好的书，有些东西很适合我
•   速度快。。。。
•   还不错啦，发货速度快
•   觉得看这本书必须得配他的开发板。用我自己的开发板和开发环境，很难应用书中的例子，通用性不强。书中的方法是可以。具体到写程序还是得自己折腾。万事开头难吧。总体说这还是算一本靠谱的书。
•   也还可以，就是感觉该讲的没怎么深入讲，不该讲的讲了很多
•   整个书内容不够丰富，例子讲的也不详细。不相关的东西太多。
•   还不错 只是不相干的话有点多
•   我要的是vhdl
•   收到后里面的光盘被压碎了，感觉不满意。包装运输太粗心。
•   人尽皆知的东西，写得非常详细，罗里罗嗦；大家想知道的东西，每到关键处，不要说是初学者，就是象我这样有一定经验的人，也看不懂说的啥。如果有人不信，请从第一页看起，然后看到第3.3.3节，看这一节讲的啥。大家再看3.4.3节，标题是“软件编译和下载”。软件的编译，对开发者而言，其实只要按一下编译按钮，最后看一下编译结果就可以了，但是这里确大谈特谈，讲了4页废话。相反，对于广大的初学者，下载本应是一个重点，文中确只字未提。第一章和第二章，大谈大家熟悉的cpu、外设、总线。第三章，前面都是在网上收得到的入门文章。在3.3.3节以前，介绍的是在quartus II中用sopc builder构建nios硬件，这些是网上都流行的搞法。从3.3.3节起，讲解的东西，就晦涩得不得了。而这些内容，网上的一些pdf文档讲得相当的简单。难道象作者在书中说的，自己并非是个高手？让人简直要愤怒了！！
•   我认为作者还是谦虚点，静下心来，先老老实实做些高端的项目吧，提高自己的综合素养……我对该书的评价是作者写的书根本无任何意义……还有，作者老是说自己很‘谦虚’，试问一个真正谦虚的人会叫‘特权’吗？多少善良的人们虽不堪但忍受着特权的摧残，特权在人的心目中永远是高傲与不屑，所以最后一点建议是请作者提高文化修养。
•   虽然其他评价里面说某些点写的啰嗦，而某些需要详解的部分很晦涩，但是对于初学者来说，知道点才是首要的。
•   这本书语言相当诙谐，很好理解！
•   这本书还不错，给我的学习上带来了很大的帮助！
•   就是内容有点少，适合初学者
•   可以很通俗易懂的看明白nios的创建及一些简单的例程
•   我在书店大致看过此书，被其中一些例程吸引；看到前面人评价，我不以为然，因为毕竟每个人观点不一，但收到书后，仔细看了一下，有些方面确实过于啰嗦，好多重点都是一带而过，写的不是很有条理，但没法子，此类好书不多，还是先看着吧
•   实用，里面的讲解也很细致
•   书不错，通俗易懂，很有帮助