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fpga嵌入式pdf

發布時間:2024-06-11 10:17:45

Ⅰ FPGA和嵌入式有哪些區別於聯系

FPGA和嵌入式的區別與聯系:

第一點,從本質上來說。FPGA偏向於硬體電路,單片機偏向於軟體編程,嵌入式則是一整套的架構,包含硬體和軟體。FPGA設計屬於硬體領域,它的硬體是可編程的,用硬體描述語言去實現,就是用寫代碼來畫電路圖,代碼就是電路圖。而單片機和嵌入式則只有軟體編程語言去實現,就是用代碼來寫可執行程序。

第二點,從性質上來說。FPGA屬於設計,單片機和線路是都是應用。

第三點,從速度上來說,FPGA由於是硬體電路,運行速度直接取決於晶振速度,並行處理效率高,系統穩定,特別適合高速介面電路。而單片機和嵌入式都是用軟體編程語言來實現的,所以是順序處理。所以相比較而言,FPGA的速度最快。

第四點,從應用上來說。單片機可以做些簡單的功能和產品,例如電子表,公交卡,門禁卡,藍牙耳機,攝像頭,電視機盒等等。所有帶有數字介面的設備,比如手機,手錶,打卡機,復印機,錄像機,微波爐,汽車等等,都使用的是嵌入式系統。有些嵌式系統還包含操作系統,但是大多數嵌入式系統都是由單個程序來實現整個控制邏輯。

FPGA可以做通信,軟體無線電,圖像處理,信號處理等等更復雜的部分。FPGA用的是VHDL或著Verilog HDL語言來編程,靈活性強。由於能夠進行編程,除錯,再編程等等重復操作,可以充分地進行設計,開發和驗證。

當電路有少量改動時,更能顯示出FPGA的優勢。它的現場可編程能力可以延長產品在市場上的使用壽命,而這種能力可以用來進行系統升級或除錯。

Ⅱ fpga與單片機,嵌入式的區別,感謝

1、結構不同:

FPGA 器件屬於專用集成電路中的一種半定製電路,是可編程的邏輯列陣,能夠有效的解決原有的器件門電路數較少的問題。

單片機是一種集成電路晶元,是採用超大規模集成電路技術把具有數據處理能力的中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統、定時器/計數器等功能集成到一塊矽片上構成的一個小而完善的微型計算機系統。

嵌入式系統作為裝置或設備的一部分,它是一個控製程序存儲在ROM中的嵌入式處理器控制板。

2、應用領域不同:

FPGA設計不是簡單的晶元研究,主要是利用 FPGA 的模式進行其他行業產品的設計。 與 ASIC 不同,FPGA在通信行業的應用比較廣泛。

單片機的使用領域已十分廣泛,如智能儀表、實時工控、通訊設備、導航系統、家用電器等。

所有帶有數字介面的設備,如手錶、微波爐、錄像機、汽車等,都使用嵌入式系統,有些嵌入式系統還包含操作系統,但大多數嵌入式系統都是由單個程序實現整個控制邏輯。

(2)fpga嵌入式pdf擴展閱讀:

嵌入式的相關特點:

1、可裁剪性。支持開放性和可伸縮性的體系結構。

2、強實時性。EOS實時性一般較強,可用於各種設備控制中。

3、統一的介面。提供設備統一的驅動介面。

4、操作方便、簡單、提供友好的圖形GUI和圖形界面,追求易學易用。提供強大的網路功能,支持TCP/IP協議及其他協議,提供TCP/UDP/IP/PPP協議支持及統一的MAC訪問層介面,為各種移動計算設備預留介面。

5、強穩定性,弱交互性。嵌入式系統一旦開始運行就不需要用戶過多的干預、這就要負責系統管理的EOS具有較強的穩定性。嵌入式操作系統的用戶介面一般不提供操作命令,它通過系統的調用命令向用戶程序提供服務。

Ⅲ 基於FPGA的嵌入式系統設計的目錄

第1章概述
1.1EDA技術及其特徵
1.1.1EDA技術基本概念
1.1.2EDA技術實現目標
1.1.3EDA技術的特徵
1.1.4EDA的基本工具
1.2EDA技術的發展歷程
1.3FPGA與CPLD簡介
1.3.1引言
1.3.2早期的PLD
1.3.3CPLD簡介
1.3.4FPGA簡介
1.3.5其他類型的FPGA和PLD
1.3.6選擇CPLD還是FPGA?
1.4EDA技術中幾個重要的概念
第2章常用的FPGA與嵌入式系統器件
2.1PLD廠商概述
2.2Altera公司器件
2.2.1主流PLD產品
2.2.2主流FPGA產品
2.2.3FPGA配置晶元
2.2.4NoisⅡ軟處理器
2.3Xilinx公司器件
2.3.1主流PLD產品
2.3.2主流FPGA產品
2.4Lattice公司器件
2.4.1主流PLD產品
2.4.2主流FPGA產品
2.4.3數模混合產品
2.5Actel公司器件
2.6QuickLogic公司器件
第3章硬體描述教程
3.1HDL的現狀與發展
3.1.1HDL發展狀況
3.1.2幾種代表性的HDL語言
3.1.3各種HDL的體系結構和設計方法
3.1.4目前可取可行的策略和方式
3.1.5國內發展的戰略選擇
3.2Verilog語言
3.2.1Verilog語言要素
3.2.2Verilog表達式
3.2.3模塊
3.2.4延遲
3.2.5數據流描述方式
3.2.6結構化描述方式
3.2.7混合設計描述方式
3.2.8設計模擬
3.2.9行為描述方式
3.3VHDL
3.3.1VHDL的基本結構
3.3.2VHDL的設計實體
3.3.3VHDL中的對象和數據類型
3.3.4行為描述
3.3.5結構描述
3.4Vetilog與VHDL比較
3.5HDL編程風格
3.5.1文件頭和修訂列表
3.5.2命名規則
3.5.3HDL編碼指導
3.5.4Verilog編碼指導原則
3.5.5VHDL代碼指導原則
第4章FPGA設計工具介紹
4.1QuartusⅡ綜合IDE的使用
4.1.1頂層VHDL文件設計
4.1.2正弦信號數據ROM定製
4.2DSPBuilder設計向導
4.2.1可控正弦信號發生器設計
4.2.2MATLAB窗口使用嵌入式邏輯分析儀SignalTapⅡ(自動設計流程)
4.3使用ModelSim進行設計模擬
4.3.1啟動ModelSim
4.3.2建立模擬工程項目
4.3.3編輯模擬
4.3.4裝載模擬模塊和模擬庫
4.3.5執行模擬
第5章FPGA與嵌入式系統
5.1嵌人式系統的定義與發展歷史
5.1.1現代計算機的技術發展
5.1.2嵌入式系統的定義與特點
5.1.3嵌入式系統的獨立發展道路
5.1.4嵌入式系統的兩種應用模式
5.2嵌入式系統的基本特徵
5.2.1嵌入式系統工業是不可壟斷的高度分散的工業
5.2.2嵌入式系統具有的產品特徵
5.2.3嵌入式系統軟體的特徵
5.2.4嵌入式系統需要專用開發工具和環境
5.2.5嵌入式系統軟體需要RTOS開發平台
5.3嵌入式系統的基本組成
5.4嵌入式處理器的分類
5.4.1嵌入式微處理器
5.4.2嵌入式微控制器
5.4.3嵌入式DSP處理器
5.4.4嵌入式片上系統
5.4.5RTOS
5.5FPGA在嵌入式系統中的地位和作用
5.5.1在FPGA中實現RISC處理器內核
5.5.2在FPGA中實現高速DSP演算法
5.5.3在FPGA中嵌入ASIC模塊
5.5.4在FPGA中實現數字IPCore
5.6基於FPGA的嵌入式系統設計方法
第6章IP內核復用與SoC和SOPC
6.1IP內核基本概念與現狀
6.1.1IP內核基本概念
6.1.2IP內核產業的三類主體
6.1.3設計復用相關的組織
6.1.4IP內核的現狀
6.2Soc單片系統
6.2.1CoreConnect匯流排
6.2.2AMBA匯流排
6.2.3Wishbone匯流排
6.3SOPC及其技術
6.3.1基於FPGA嵌入IP硬核的SOPC系統
6.3.2基於FPGA嵌入IP軟核的SOPC系統
6.3.3基於HardCopy技術的SOPC系統
6.4基於FPGA和SOPC技術的處理器
6.5基於FPGA和SOPC技術的DSP
6.6FFTMegaCore核函數
6.6.1FFTMegaCore核函數簡介
6.6.2FFTMegaCore核函數的應用
6.6.3FFTMegaCore核函數規范
第7章簡化RISCCPU設計
7.1RISCCPU結構
7.1.1時鍾發生器
7.1.2指令寄存器
7.1.3累加器
7.1.4算術運算器
7.1.5數據控制器
7.1.6地址多路器
7.1.7程序計數器
7.1.8狀態控制器
7.1.9外圍模塊
7.2RISCCPU定址方式和指令系統
7.3RISCCPU模塊的調試
7.3.1RISCCPU模塊的前模擬
7.3.2RISCCPU模塊的綜合
7.3.3RISCCPU模塊的優化與布局布線
第8章Nios嵌入式系統開發向導
8.1Nios軟硬體開發流程
8.2Nios硬體開發流程
8.2.1新建SOPC設計項目
8.2.2基本SOPC系統介紹
8.2.3加入NiosCPUCore
8.2.4加入boot-monitor-rom
8.2.5加入UART
8.2.6加入Timer
8.2.7加入ButtonPIO
8.2.8加入LedPIO
8.2.9加入數碼管PIO
8.2.10加入Avalon三態匯流排橋
8.2.11加入SRAM
8.2.12加入Flash
8.2.13FlashROM鎖定地址
8.2.14調整所有存儲器的地址
8.3SOPC整體系統生成
8.4Nios硬體系統生成
8.4.1設置編譯SOlPC系統
8.4.2下載完成
8.5MicroC/OS-Ⅱ在NiOs上的移植
8.5.1MicroC/OS-Ⅱ簡介
8.5.2MicroC/OS-Ⅱ的移植
8.5.3NioS處理器
8.5.4移植工作
8.5.5內核測試
8.6Nios軟核處理器的uClinux的移植
8.6.1引導程序U—boOt的移植
8.6.2uClinux移植
第9章NiosⅡ與嵌入式操作系統移植
9.1NiosⅡ簡介
9.1.1NiosⅡ處理器的特點
9.1.2NiosⅡ處理器的優點
9.1.3NicsⅡ處理器的系統組成
9.2NiosⅡ快速入門
9.2.1建立NioSⅡ系統
9.2.2編寫程序
9.2.3編譯整個項目
9.2.4下載與測試
9.3在NiosⅡ上運行MicroC/OS-Ⅱ程序
9.3.1軟硬體要求
9.3.2軟硬體設計文件
9.3.3MicroC/OSⅡ工程設計
第10章PieoBlaze處理器IPCore的原理與應用
10.1概述
10.2PicoBlaze原理與結構分析
10.3PicoBlaze的指令集和調試器
10.4PicoBlaze的應用系統設計
第11章FPGA在嵌入式系統應用中的配置
11.1配置的基本概念
11.1.1FPGA配置的必要性
11.1.2FPGA配置種類
11.1.3FPGA器件的配置方式和配置文件
11.2PS配置
11.2.1PS配置基本概念
11.2.2配置電路結構和原理
11.2.3軟體設計
11.3採用單片機的配置方法
11.3.1PLD的配置原理
11.3.2用WINBOND78E58單片機配置PLD
11.4基於EPM7128的主動和被動配置
11.4.1時鍾驅動模塊設計
11.4.2地址指針模塊
11.4.3移位寄存器模塊
11.4.4數據計數器模塊
11.4.5復位計數器模塊
11.4.6配置控制器模塊
第12章嵌入式系統FPGA同步設計
12.1建立時間與保持時間
12.2如何提高同步系統中的工作時鍾
12.2.1通過改變走線的方式來減小延時
12.2.2通過拆分組合邏輯的方法來減小延時
12.2.3不同時鍾域之間的同步
12.3FPGA內部時鍾處理的常見設計方法
12.3.1倍頻
12.3.2分頻
12.3.3Xilinx器件、Altera器件對差分時鍾輸入的不同處理
12.4案例一:非同步FIFO的設計
12.4.1非同步FIFO的設計原理
12.4.2採用格雷碼進行非同步FIFO的設計
12.4.3非同步FIFO的結構組成
12.4.4非同步FIFO的HDL實現
12.4.5非同步FIFO的模擬與RTL級電路結構
12.5案例二:交織器與反交織器的設計
12.5.1交織的基本思想
12.5.2矩陣轉置法交織
12.5.3採用FSM設計交織器
12.5.4影響交織器時鍾因素的探討
12.5.5交織器的mL實現
12.5.6交織器的模擬與RTL電路結構
參考文獻

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