Stellaris FPGA

具有 100k 系统门 1/13 英寸 CMOS VGA (640x480) 彩色摄像机模块的 Xilinx Spartan 3E FPGA

用于图形/视频缓冲器的 1MB 异步 10nsec SRAM

用于提高 LCD 性能的存储器映射 LCD I/F

用于存储配置数据的 1KB I2C 存储器

用于 FPGA 编程的标准 1 x 6 和 2 x 5 接头

8 个 FPGA 测试板(可提供 3 个 I/O 和 5 个输入)为用户提供了灵活的功能

8 个 FPGA 测试板可提供 5 个输入和 3 个 I/O，便于用户在 GPM D16-A12 模式下以 50MHz 的频率进行 EPI

第1章FPGA概述

1.1FPGA的发展历程

1.2FPGA的基本原理

1.2.1基于查找表的FPGA的基本结构及逻辑实现原理

1.2.2基于乘积项的FPGA的基本结构及逻辑实现原理

1.2.3FPGA的配置应用

1.3FPGA的设计方法

1.4FPGA的设计流程

1.4.1基于"自顶向下"设计方法的FPGA设计流程

1.4.2基于"自顶向下"设计流程的优点

1.5总结与结论

第2章硬件描述语言入门

2.1VHDL入门

2.1.1VHDL的模块组织

2.1.2基本的数据类型及常量、变量、信号

2.1.3运算符及表达式

2.1.4VHDL基本语句

2.1.5典型电路的设计

2.2VerilogHDL入门

2.2.1VerilogHDL模块的结构

2.2.2基本的数据类型及常量、变量

2.2.3运算符及表达式

2.2.4语句

2.2.5典型电路的设计

2.2.6小结

2.3总结与结论

第3章简单电路的HDL设计

3.1基本组合逻辑运算

3.1.1与运算

3.1.2或运算

3.1.3异或运算

3.1.4与非运算

3.1.5二选一多路选择器

3.1.6两位比较器

3.2基本时序器件--寄存器

3.2.1D触发器

3.2.2T触发器

3.2.3J-K触发器

3.2.4时序器件--移位寄存器

3.3简单数学运算

3.3.14位加法器

3.3.24位计数器

3.3.34位乘法器

3.4总结与结论

第4章FPGA的同步设计

4.1同步的定义

4.2同步部件

4.2.1基本的同步部件

4.2.2同步清除D型触发器

4.2.3E型触发器

4.2.4T型触发器

4.2.5同步R-S触发器

4.2.6R型触发器

4.3状态产生

4.3.1状态的无条件执行

4.3.2状态的有条件执行

4.4中央允许产生器

4.5同步清除

4.6时钟歪斜的清除

4.7异步接口

4.7.1互相同步的系统

4.7.2互相异步的系统

4.7.3同步系统的异步输入

4.7.4握手发送数据的安全性

4.7.5微处理器存储器映射中的FPGA

4.7.6亚稳定性

4.7.7小结

4.8总结与结论

第5章常见的FPGA设计实例

……

第6章FPGA的配置与编程

第7章3DES算法的FPGA实现及其在3DES-PCI安全卡中的应用

第8章FPGA发展趋势

附录1世界著名的FPGA厂商

附录2常用的FPGA开发工具

参考文献

在众多汽车电子系统开发领域中，赛车一直是FPGA大显身手的场所。在汽车ECU领域，FPGA可协助提升灵活性、性能和可靠性。各大涉及赛车业务的机构，如先进引擎研究有限公司(AER，AdvancedEngineResearchLtd)属下的电子设计部LifeRacing，已开始在其ECU设计中引入Actel以Flash为基础ProASICPlus的FPGA器件。有竞争力的赛车ECU需要采用复杂的调节算法，专为每个独立的控制器而优化，以管理引擎的定时功能。使用传统的解决方案即标准定时处理单元(TPU)控制器，这个关键软件会随着应用要求的改变，需要进行重大的修改。然而，借助基于Flash的FPGA的系统内可重编程功能(ISP)，设计人员可以利用单芯片的上电运行FPGA器件取代以往的TPU控制器，从而缩短软件开发时间、减少调试需求和加速产品的整体上市时间。

在ECU中，一般FPGA的主要功能是从机轴触轮信号中提取引擎的位置信息。FPGA会根据抽象的机轴角度发出CPU中断信号，而非传统设计应用的触轮齿位，因而提高了灵活性和精度。ECU通常会将燃料添加和点火动作编为定时的调度事件，并以调度代码执行时间的引擎工作状况为基础。在事件发生前改变引擎工作状态会引起角度误差，而调度代码往往与当前引擎的机轴触轮轮齿式样密切相关。FPGA能令调度代码不受信号式样影响，还能通过监测引擎工作状况来进行事件调度和持续调节，直至事件发生。此举能提升代码效率和灵活性，同时改善动态状况下的控制精度。而且，基于Flash的FPGA(如Actel的ProASICPlus)的上电运行功能，能助设计人员除去传统需要用来阻止燃料注射驱动器或点火线圈驱动器在上电期间启动的附加元件。

LifeRacing专有的ECU设计F88便成功地应用于2003年度SuperfundWorldSeries的第一轮赛事中-这是进入一级方程式大赛(Formula1)的重要踏脚石。

目前，商用道路车辆制造商也在考虑采用LifeRacing的ECU。这个控制单元具有高度灵活性，最适用于原型制造和研发环境，能应付各式不同的引擎设置。FPGA正获得广泛接纳，用于新一代汽车电子的设计方案中。在选择FPGA的过程中深入了解各种技术的独特性能，汽车设计人员便能从最有前景的技术中获益，而不会影响业界在制造高可靠性和成本效益汽车方面的美誉。