本书是以Xilinx公司全可编程FPGA和SoC为基础，针对**的设计工具软件——Vivado介绍FPGA设计现代数字系统的理论与设计方法。 全书分为6章，内容包括现代数字系统设计概论、可编程逻辑器件、Verilog HDL硬件描述语言、Vivado设计工具、数字系统的高级设计与综合，以及综合性设计项目实例。各章都安排了针对性强的已验证过的设计实例，便于读者二次开发使用。 本书可作为高等院校电子、通信、自动化、计算机等专业本科“数字电路与逻辑设计”“EDA技术”“综合电子系统设计”等课程的教学参考教材，也可作为信息类专业研究生和数字系统设计人员的参考书。

前言 由Xilinx公司发明的FPGA技术，按照摩尔定律已经历了30多年的发展历程。它的可编程特性使其成为电子产品设计和验证不可或缺的手段，在数字信号处理(DSP)系统和嵌入式系统等设计领域也得到日益广泛的应用。为了适应迅速发展的技术进步，培养符合新时代要求的合格人才，近年来大学教育利用FPGA的可编程特性进行了广泛的探索，也取得了令人瞩目的成果，例如得到教育部认可的口袋实验板，以及贯穿式教育和工程实训等教改措施。 根据近期在多个大学进行数字系统和嵌入式系统工程实训的经历，结合国家对新型人才培养的要求，以及根据读者对利用FPGA设计现代数字系统的需求，选取目前流行的FPGA器件、设计工具和设计语言编写了此书。作为教程本书选用Xilinx公司7系列全可编程FPGA，2017x最新版本的Vivado设计工具，以及在许多大学得到广泛应用的依元素公司开发的EGO1开发板，作为学生的口袋实验板随身携带，不仅可以使设计项目在FPGA硬件上运行，也可以通过实验验证、理解和运用所学知识。 Verilog HDL是设计者们喜爱的语言，与VHDL相比，更节省代码，更接近C语言，适合有C语言基础的读者学习，因此被业界广泛使用，也为本书所采用。 本书是在《FPGA现代数字系统设计》基础上，结合高校教学需求改编而成。全书共6章。 第1章介绍现代数字系统设计概论，包括现代数字系统层次化的设计概念、多种描述方法和IP、SoC概念。本章使初学者对现代数字系统设计有一个整体的认识。 第2章介绍历代FPGA器件的结构特点、硬件资源和配置方法，为进一步的设计和优化奠定必要的器件基础。 第3章介绍Verilog HDL的基本语法和设计实例，是全书的设计语言基础教程。 第4章介绍Vivado工具编程、仿真、综合和实现的设计流程，以及测试诊断工具和IP集成工具等。 第5章比较深入地介绍了高级设计与综合技术，包括Verilog HDL的编程风格、综合优化、同步设计、高级综合与系统综合。本章介绍了较复杂数字系统的重要设计知识与设计技巧。 第6章针对通常的数字系统设计给出四个综合设计实例。 为了方便读者，本书编写了Verilog HDL手册、EGO1开发板资料和参考文献供查阅。 本书具有如下三个特点： 1. 内容完整，包含设计理论、器件知识、设计语言、基本设计工具，还包括高级设计与综合技术和综合设计实例。为初学者提供了完整的学习内容和丰富的参考资料。 2. 注重读者的认识规律，由浅入深，循序渐进，既有深入的内容，又使初学者能很快入门； 既有数字技术的理论知识，又有指导实践的实验实例。 3. 书中涉及的所有程序均已经过调试，在教学过程中可以放心地使用和验证。在应用时，请注意读者的开发板的系统时钟频率和复位信号极性可能不一致带来的问题。 当然，现代数字系统设计涉及广泛和深入的知识，不可能在一门课程中全部解决。我们希望能帮助初学者尽快入门，更深入的研究和专门的设计知识可在后续课程和设计实践中不断积累和完善。现代数字系统设计对理论和实践的综合要求都是比较高的，建议使用本书的老师在介绍基本的设计基础后，尽量安排学生通过实验来发现和解决更多的问题，以提高实践能力。 由于FPGA技术发展迅速，设计工具的版本每年都有若干次更新，作者水平有限，编写时间仓促，书中的疏漏之处请读者予以指正。 感谢清华大学出版社对本书的出版给予的关心和支持！ 孟宪元 2019年10月

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