基於Verilog HDL的數字系統設計與實現（簡體書）

本書基本上以語言為基礎，循序漸進設計數字電路，並最終完成複雜數字系統，最終通過本書的學習可以獨立進行FPGA設計，完成數字系統設計。書中講解項目設計時，任務明確、條理清晰、結構規範、系統性強，並對硬件電路的進行優化設計，進行仿真驗證，鍛煉了硬件電路設計技巧，注重工程實踐和實際應用，對初學者來說是一本很好的學習教材，對工程技術人員又是一本很好的參考資料。

趙科，2006-至今，大連交通大學任教，主要負責《電子設計自動化（EDA）》方向的教研工作，2014年主持校內教改項目《電子設計自動化（EDA）》課程評價與考核改革專項；2015年獲大連交通大學第九屆青年教師教學評比優秀獎。

目 錄
第一部分 基礎篇
第1章 硬件開發平臺及集成開發平臺 2
1.1 FPGA原理及介紹 2
1.1.1 FPGA結構及原理 2
1.1.2 FPGA芯片介紹 7
1.2 硬件開發平臺 10
1.2.1 硬件平臺介紹 10
1.2.2 硬件接口電路 11
1.2.3 開發板引腳定義 14
1.3 集成開發環境Vivado 17
1.3.1 Vivado套件介紹 18
1.3.2 Vivado開發流程 18
1.3.3 生成和下載PROM文件 35
第2章 Verilog HDL語言基礎 37
2.1 模塊結構 37
2.1.1 硬件描述語言簡介 37
2.1.2 Verilog 基本模塊結構 38
2.2 基本語法 39
2.2.1 基本語法規則 39
2.2.2 常量及其表示 41
2.2.3 變量及其數據類型 44
2.2.4 表達式 48
2.2.5 運算符及其優先級 48
2.3 描述方式 52
2.3.1 結構化描述 52
2.3.2 數據流描述 54
2.3.3 行為描述 56
2.3.4 描述形式與電路建模 69
2.4 邏輯仿真 70
2.4.1 Testbench簡介 70
2.4.2 激勵信號 70
2.4.3 系統自定義函數和任務 75

第二部分 入門篇
第3章 組合邏輯電路設計 86
3.1 編碼器 86
3.1.1 普通編碼器 86
3.1.2 優先編碼器 87
3.2 譯碼器 91
3.2.1 二進制譯碼器 92
3.2.2 顯示譯碼器 93
3.3 數據選擇器 94
3.3.1 二選一數據選擇器 94
3.3.2 四選一數據選擇器 95
3.4 數據分配器 97
3.5 數值比較器 98
3.6 加法器 99
3.7 算術邏輯單元 100
第4章 時序邏輯電路設計 103
4.1 時序邏輯電路建模基礎 103
4.2 鎖存器和觸發器建模 103
4.2.1 8位D鎖存器 104
4.2.2 D觸發器 105
4.2.3 異步置位和複位D觸發器 106
4.2.4 同步置位和複位D觸發器 108
4.2.5 異步複位和置位JK觸發器 109
4.2.6 阻塞賦值和非阻塞賦值 111
4.3 寄存器建模 113
4.3.1 普通寄存器 113
4.3.2 移位寄存器 114
4.4 計數器建模 115
4.4.1 同步四位二進制加計數器 115
4.4.2 異步4位二進制加計數器 117
4.4.3 非二進制加計數器 119
4.4.4 分頻器 120
第三部分 提高篇
第5章 時序狀態機設計 123
5.1 有限狀態機 123
5.2 狀態機設計實例 124
第6章 原理圖設計及IP調用 132
6.1 原理圖設計 132
6.2 IP調用 132
6.2.1 創建新封裝IP的設計工程 132
6.2.2 添加新封裝IP的設計源文件 133
6.2.3 定制封裝IP 134
6.2.4 調用用戶封裝IP 136
6.2.5 系統行為級仿真 138
6.2.6 系統驗證 139
第7章 常用接口電路設計 141
7.1 LED顯示控制 141
7.2 數碼管顯示控制 144
7.3 按鍵控制 153
7.4 脈衝信號產生電路 157
7.5 序列檢測器 158
第四部分 應用篇
第8章 複雜數字電路系統設計 162
8.1 簡易數字鐘設計 162
8.2 簡易萬年曆設計 165
8.3 交通燈控制器設計 172
8.4 頻率計設計 176
8.5 密碼鎖設計 182
8.6 搶答器設計 189
8.7 簡易信號發生器設計 193
8.8 數字電壓表設計 205
8.9 溫濕度測量電路設計 214
第9章 實驗與設計 223
9.1 含有異步清零、同步使能的十進制可逆計數器設計 223
9.2 雙向移位寄存器設計 224
9.3 數碼管動態掃描顯示電路設計 224
9.4 鍵盤顯示電路設計 225
9.5 電子日曆和電子時鐘設計 226
9.6 反應測量儀設計 227
9.7 出租車模擬計價器設計 228
9.8 具有4種信號燈的交通燈控制器設計 229
9.9 拔河遊戲機設計 230
參考文獻 232