FPGA嵌入式微处理器系统设计
使用Altera/Intel和Xilinx新开发板、工具和微处理器,为基于FPGA的微处理器系统设计提供了入门指南。

作者:[德] 乌韦·迈耶-贝斯(Uwe Meyer-Baese) 著 杨文波 陈进 译

定价:128元

印次:1-1

ISBN:9787302694359

出版日期:2025.07.01

印刷日期:2025.07.11

图书责编:王军

图书分类:零售

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"● 深入剖析软核、参数化核心和硬核系统的设计优劣,助力读者根据项目需求做出**选择。 ● 逐步演示经典8位KCPSM6 微处理器的设计流程。 ● 探讨32位ARM Cortex-A9架构精髓,并演示基本处理器的综合实现方法。 ● 涵盖Altera/Intel Nios II与Xilinx MicroBlaze两大主流FPGA平台的设计流程,拓宽读者技术视野。 ● 描述编译器-编译器开发工具链的构建方法,满足高级开发需求。 ● 每章均配备大量习题、FPGA练习和设计项目,强化理论与实践相结合。"

Uwe Meyer-Baese博士获得了BSEE、MSEE和博士学位,现在是佛罗里达州立大学ECE系的正教授,拥有3项专利,发表期刊和会议论文130余篇,出版专著9部,指导硕士、博士60余人。他是Springer Verlag出版的关于DSP和FPGA的畅销教科书的作者,销量超过2万册。他于1997年获得Max-Kade神经工程奖,2008年获得佛罗里达州立大学杰出教学奖,2009年洪堡研究奖。2013年,Meyer-Baese被IEEE提升为高级会员。

前 言 嵌入式微处理器系统无处不在,只要看看你的周围就能明白这一点。你会在手机、数字时钟、GPS、摄像机和互联网路由器以及家用电子娱乐设备中找到它们。一辆现代汽车通常会使用50~100个微处理器。嵌入式系统通常会在价格、功耗、内存或存储等资源上受限。一台通用计算机通常要耗费数百瓦的功率,而一个时钟或遥控器只需要耗费微瓦级功率,从而能够靠一节AAA电池运行一年。尽管许多嵌入式系统运行时需要低功耗,但其所实施的算法,像UMTS手机中使用的turbo纠错码,对计算量的要求却很高。不管怎样,今天,嵌入式处理器能够执行复杂的任务并运行相关的复杂算法。一辆汽车中的微处理器估计会使用上亿行代码,其中仅GPS和无线电模块就占了2000万行。 FPGA是开始探索嵌入式系统设计空间的最佳选择,因为它们属于细粒度逻辑可编程的商业现货(Commercial Off  The Shelf,COTS)器件,其一次性工程(Non Recurring Engineering,NRE)成本比目前能买到的基于单元(cell)的系统低得多。最新一代的FPGA电路板和设备支持在同一块板卡上使用软核、参数化或硬核微处理器来设计微处理器系统。这些板卡为许多设计提供了很棒的起点,因为板卡上还有大量的外围元件,如音频编解码器、视频HDMI连接器或SD卡。如果你使用的是非FPGA的标准商业现货微处理器系统,要把这些组件纳入项目中就会非常耗时。 在21世纪进入第二个十年之际,我们发现,可编程逻辑器件(Programable Logic Device,PLD)市场的两个领导者(Altera/Intel和Xilinx...

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第1章  嵌入式微处理器系统基础  1

1.1  引言  1

1.2  FPGA上的嵌入式微处理器  6

1.3  微处理器指令集设计  7

1.4  FPGA技术  20

1.5  使用知识产权核的设计  27

1.6  复习题和练习  33

第2章  FPGA器件、板卡和设计工具  37

2.1  引言  37

2.2  原型板卡的选择  40

2.2.1  存储器  42

2.2.2  基本I/O组件  42

2.2.3  显示选项  43

2.2.4  模拟接口  45

2.2.5  通信  48

2.3  FPGA结构  52

2.3.1  Xilinx FPGA架构概述  52

2.3.2  Altera FPGA架构概述  55

2.4  案例研究:名为URISC的PSM  60

2.4.1  URISC处理器模型  60

2.4.2  Altera Quartus设计编译  65

2.4.3  Xilinx Vivado设计编译  67

2.4.4  用于仿真的设计工具考虑  68

2.4.5  Qivado布图规划  74

2.4.6  Vivado布图规划  75

2.4.7  时序估计和性能分析  76

2.5  复习题和练习  78

第3章  用VHDL设计微处理器组件  81

3.1  引言  81

3.2  词法元素  82

3.3  运算符与赋值  86

3.4  数据类型、数据对象和属性  87

3.4.1  VHDL数据类型  87

3.4.2  转换函数  ... 查看详情

《FPGA嵌入式微处理器系统设计》是嵌入式系统课程的理想教材,通过丰富的动手实践项目,使读者在实践中掌握核心技术。书中使用Altera/Intel?和Xilinx?两大厂商的**开发板、工具和微处理器,为基于FPGA的微处理器系统设计提供了**的入门指南。本书深入讨论、比较并探索了HDL设计(软核)、参数化核心(如Nios II和MicroBlaze)以及ARM Cortex-A9设计,并通过动手设计项目进行实践。书中还开发、实现并测试了HDMI编码器、浮点运算和FFT位交换等自定义IP核,并对其速度提升进行了量化。本书配套资源丰富,提供所有设计示例的下载文件,涵盖针对Xilinx和Altera工具的基本处理器可综合代码(支持PicoBlaze、MicroBlaze、Nios II及ARMv7架构的VHDL/Verilog实现),以及完整的自定义IP项目。每章均配有大量精编的简答题、练习题和项目挑战,助力读者巩固知识、提升技能。


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