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| 編輯推薦： |
（1） 对嵌入系统设计的知识模块进行高度总结概括，突出知识模块的框架结构、关键内容、知识脉络以及与其他模块的相互联系，从工程实践的角度介绍知识应用的一般方法，增强可扩展性和指导性。
（2） 突出介绍SOPC和NIOS II软核的开发应用，以及先进的EDA工具，体现嵌入式系统设计的特点和发展，选择主流实验平台作为支撑。
（3） 根据“嵌入式系统设计”课程教学实际，将嵌入式系统软件开发环境、硬件编程语言、硬件平台及设计实训项目有机融合，实现嵌入式系统设计实现的全流程介绍，突出实践特色。
（4） 实践内容与理论教学内容紧密结合，解决实践项目难以实施，技术实现路线不清晰的问题，由浅入深，便于课堂教学和课后自学。
（5） 新形态教材，配套资源丰富，包括PPT、源代码、微课视频等教学资源，可扫描书中二维码下载或观看。
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| 內容簡介： |
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本书以FPGA为硬件平台的嵌入式系统设计是现代电子技术研究和应用的热点领域之一。为了使电类相关专业的本科高年级学生和研究生能够提高电子系统综合设计水平，了解基于FPGA的嵌入式系统设计实现的一般方法和基础知识，本书遵循由系统到单元的研究方法，以典型单元应用电路为例，通过实验的手段研究FPGA的应用开发技术。主要介绍基于FPGA的EDA基本概念和基本原理；Verilog HDL语言基本知识；FPGA开发流程中的编译、综合、仿真、适配、布局布线以及调试等环节；SOPC的基本概念及初步开发技术等内容。 本书适用于嵌入式系统设计课程以及电子技术EDA相关课程，在使用过程中可根据学生所学专业和教学层次进行裁剪和内容调整，也可以作为电子技术工程设计人员的参考书。
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| 關於作者： |
郎宾，陆军工程大学石家庄校区教研室主任。长期从事电工电子及信息技术方向的教学和科研工作；讲授实验电子学、可编程控制器原理与应用、高频电子线路等课程。获校级教学成果一等奖1项，三等奖2项。
韩国栋，湖南科技学院副教授。主讲现代电路系统设计、嵌入式系统设计及数字逻辑等课程，出版教材9部，获军队及院校级教学成果奖3项，获全军科技进步二等奖2项，三等奖11项。
冯长江，陆军工程大学石家庄校区教授、硕导。长期从事电子测量的教学和科研工作；讲授实验电子学、电工电子实验、电子工艺技术基础等课程。曾担任军队院校电工电子教学联席会委员，出版教材4部。
濮霞，陆军工程大学石家庄校区教师。长期从事电子信息技术与应用方面的教学和科研工作。讲授实验电子学、嵌入式系统设计等课程。出版教材5部，主编专著4部，获军队及院校级教学成果奖6项。
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| 目錄：
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第1章嵌入式系统概述
1.1嵌入式系统简介
1.2嵌入式处理器的类型及应用
1.2.1ARM处理器
1.2.2DSP
1.2.3FPGA
1.3可编程逻辑器件的基本结构
1.4嵌入式系统设计流程
1.5嵌入式系统在信息化装备中的应用
1.5.1无人战车视觉图像采集与处理系统
1.5.2远程火箭炮火控系统
第2章嵌入式系统开发环境
2.1嵌入式系统开发EDA工具
2.1.1Quartus Ⅱ开发环境
2.1.2ISE开发环境
2.1.3Quartus Ⅱ与ISE的比较和选择
2.2Quartus Ⅱ开发环境基本知识
2.2.1Quartus Ⅱ设计流程和集成工具
2.2.2Quartus Ⅱ用户界面
2.3设计输入
2.3.1建立工程
2.3.2输入方式
2.4约束输入
2.4.1使用分配编辑器
2.4.2使用引脚规划器
2.4.3使用Settings对话框
2.5综合
2.5.1使用Quartus Ⅱ集成的综合工具
2.5.2使用其他EDA综合工具
2.5.3使用RTL查看器和状态机查看器分析综合结果
2.6布局布线
2.6.1设置Fitter选项
2.6.2设置物理综合优化选项
2.6.3通过反标保留分配
2.7仿真
2.7.1Quartus Ⅱ仿真器设置
2.7.2功能仿真与时序仿真
2.8编程和配置
2.8.1建立编程文件
2.8.2器件编程和配置
2.9Quartus Ⅱ软件开发过程
2.9.1原理图输入文件的建立
2.9.2图表模块输入
2.9.3原理图设计流程
第3章Verilog HDL初步
3.1硬件描述语言简介
3.1.1概述
3.1.2Verilog HDL
3.1.3VHDL
3.1.4Verilog HDL与VHDL的比较
3.2Verilog HDL的语法规则
3.2.1词法规定
3.2.2逻辑值集合
3.2.3常量及其表示
3.2.4变量的数据类型
3.2.5Verilog HDL运算符
3.2.6赋值语句
3.3Verilog HDL基础与程序结构
3.3.1模块
3.3.2时延
3.3.3常用语句
3.3.4系统任务和函数
3.3.5编译指令
3.4Verilog HDL的建模
3.4.1门级元件
3.4.2数据流建模
3.4.3行为级建模
3.4.4结构化建模
3.4.5混合设计描述方式
3.5基于Verilog HDL的数字电路基本设计
3.5.1简单组合逻辑设计
3.5.2简单时序逻辑电路的设计
3.5.3利用条件语句实现较复杂的时序逻辑电路
3.5.4设计时序逻辑时采用阻塞赋值与非阻塞赋值的区别
3.5.5用always块实现较复杂的组合逻辑电路
3.5.6在Verilog HDL 中使用函数
3.5.7在Verilog HDL中使用任务
3.5.8利用有限状态机进行复杂时序逻辑的设计
3.5.9利用状态机的嵌套实现层次结构化设计
3.5.10通过模块之间的调用实现自顶向下的设计
第4章嵌入式系统硬件基础
4.1嵌入式器件及开发技术发展趋势
4.1.1FPGA与CPLD的比较
4.1.2下一代可编程逻辑设计技术展望
4.1.3EDA设计方法发展趋势
4.2FPGA系统设计基础
4.2.1Altera FPGA/CPLD的结构
4.2.2FPGA设计工具
4.2.3FPGA设计流程
4.2.4FPGA与其他嵌入式处理器的协同处理系统设计
4.3嵌入式系统电路板设计
4.3.1信号完整性
4.3.2电源完整性设计
4.3.3功耗分析和热设计
4.3.4高速PCB设计注意事项
第5章SOPC技术
5.1SOPC硬件开发环境及硬件开发流程
5.2Nios Ⅱ IDE集成开发环境
5.3SOPC Builder设计流程
5.4Nios Ⅱ体系结构
5.4.1Nios Ⅱ处理器系统
5.4.2AvalonMM总线架构
5.5Nios Ⅱ系统典型应用
5.6DSP Builder工具
5.6.1DSP Builder设计流程
5.6.2DSP Builder与SOPC Builder一起构建系统
5.7Avalon总线规范
5.7.1Avalon总线
5.7.2Avalon交换结构
5.7.3Avalon互连规范基本概念
5.7.4Avalon总线信号
5.7.5Avalon的中断与复位信号
5.8SOPC软件设计流程和方法
5.8.1SOPC Builder简介
5.8.2SOPC Builder设计流程
5.9IP核
5.9.1IP的概念
5.9.2Altera IP核
5.9.3Altera IP核在设计中的作用
5.9.4使用Altera IP核
第6章嵌入式系统设计实训
6.1嵌入式系统开发环境基本操作
6.2数字器件（计数器）EDA设计
6.3数字锁相环设计
6.4字符LCD液晶显示控制
6.5高速A/D数据采集和高速D/A接口实验
6.6矩阵键盘控制接口
6.7正弦信号发生器设计
6.8AIC23语音采集处理系统实验
6.9SOPC标准系统硬件平台的定制
6.10直流电机直流脉宽调制(PWM)实验
附录ABICEEDA/SOPC IEELS实验开发平台简介
附录BUSB Blaster下载器的安装
参考文献
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| 內容試閱：
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以智能处理器应用为特征的现代电子技术是信息化发展的关键基础技术之一。传统的智能化电子设备设计方法和设计手段已经不能适应现代电子系统设计的要求，并逐渐被以电子设计自动化（EDA）技术为核心的电子系统设计工具代替。EDA技术是多学科相结合的产物，它的迅猛发展和广泛应用拓展了可编程逻辑芯片的应用领域，提高了信息化电子产品的设计、生产效率以及可维护性。嵌入式系统作为智能化电路系统的优秀范例，已经广泛应用于军事装备、工业控制系统、信息家电、通信设备、医疗仪器、智能仪器仪表等众多领域，如军事雷达、情报指挥系统、火力控制系统、手持设备以及视频处理设备等。与嵌入式系统普遍应用的趋势相比，国内的嵌入式系统教学还处于初期和发展阶段。
嵌入式系统以应用为中心，以微电子技术、控制技术、计算机技术和通信技术为基础，强调软件、硬件可裁剪，适应应用系统对功能、成本、体积和功耗等各方面的需求。本书以现场可编程门阵列（FPGA）及其应用为例，系统介绍嵌入式系统的一般结构，以理论和实训相结合的方式介绍嵌入式系统设计的一般知识，使学生初步掌握使用EDA工具设计、仿真、综合以及生成以嵌入式处理器为核心的嵌入式系统的关键环节和开发流程，提高学生对现代智能电子系统的认知和应用能力。
在目前国内流行的嵌入式系统设计方法中，以FPGA为核心实现嵌入式系统已经成为主流。利用可编程片上系统（SOPC）解决方案可将CPU、存储器、I/O接口以及锁相环等系统设计所必需的模块集成到一片可编程逻辑器件上，构成一个可编程的片上系统。Altera公司推出的FPGA系列芯片目前广泛应用于各种嵌入式系统开发，其推出的软件开发套件功能完善，包括C/C 编译器、集成开发环境（IDE）、JTAG调试器以及包含实时操作系统（RTOS）和TCP/IP协议栈的32位精简指令集计算机（RISC）嵌入式处理器Nios Ⅱ等。这些开发套件配合Quartus Ⅱ开发软件中的SOPC Builder、Nios Ⅱ IDE等设计工具，设计人员可以很快完成一个SOPC系统的设计工作。
本书共6章，第1章主要介绍嵌入式处理器的基本概念及其应用模式； 第2章介绍QuartusⅡ软件的使用方法和FPGA开发的一般流程； 第3章简要介绍Verilog HDL； 第4章以嵌入式系统的硬件组成要素为框架，介绍嵌入式系统硬件电路的设计和实现方法，以及嵌入式系统电路板设计的相关技术； 第5章介绍SOPC系统开发的一般方法； 第6章为实训部分，包含10个实验，基本涵盖FPGA开发的基础内容。附录部分提供一些指导性材料和其他几章的补充内容。
本书编写分工： 第1章由段荣霞编写，第2章由濮霞编写，第3章由冯长江编写，第4章由郎宾编写，第5章由韩国栋编写，第6章由濮霞、陶炳坤、马南编写，附录由李楠、黄天辰、刘美全编写。
由于编者水平有限，加之时间仓促，错误和不足之处在所难免，敬请广大读者提出宝贵意见。
教材编写组
2022年4月
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