本书特点

DE2-115 获多伦多大学 Dr. Stephen Brown 大力推荐，为全球最新最详尽的逻辑设计教材平台，本套教材及平台被全球百大名校所采用，包含康乃尔大学、柏克莱加大、哥伦比亚大学、麻省理工学院、剑桥大​​学、多伦多大学和美国空军官校等都以此平台搭配本书做为大学及研究所逻辑设计课程教材。

由国际级 FPGA 设计团队研发主管群亲自操刀撰写，详细剖析逻辑电路设计所需工具及技巧；以最新的 DE2-115 为实作平台，内容从基本 Quartus II CAD 工具，Verilog 语言技巧，时序分析及约束，SPI 与 I2C 设计方法，SDRAM / SRAM / Flash 控制器设计，到 USB、PS/2、SD Card、RS-232、VGA 及 IR 等外围控制范例等皆完整收录，更包含 Altera 最新 Qsys 设计流程与实验详解。广受世界名校爱戴并采用的 DE2-115 系统实战教材，中文版本全球供应中!

详细资料

作者：廖裕评、陆瑞强、友晶科技研发团队
出版社：友晶科技
出版日期：2012 年 02 月 10 日
语言：简体中文
规格：平装 / 360页 / 17cmX23cm / 普级 / 全彩 / 初版

很荣幸能与友晶科技公司合作，撰写第一本 DE2-115 的书籍。感谢彭显恩总经理与林秀蓉经理等人的帮忙，让本书能够如期上市。友晶科技对教育界的贡献卓越，开放源代码让学生缩短摸索的过程，让想法能具体实现，让教学由纸上谈兵变成实体验证。

笔者教学年资为 12 年，之前深感 FPGA 教学课程之教材缺乏而开始自编教材，至今已写了四本 FPGA 教学相关之用书，此次应友晶科技彭总经理之邀，撰写第一本 DE2-115 的书籍。除了友晶公司提供的范例以外，主要在介绍状态机之应用，搭配常用的串列传输介面的说明与程式设计，详细解析，希望读者能举一反三。本书并详细介绍 Quartus II 10.0 的时序分析工具，让初学者了解数字电路的电性如何分析。

笔者在忙碌的行政工作之余，要整理出这一本教材，实属不易，要感谢陆瑞强老师与周颢恭同学的帮忙。希望能将这十几年来的教学经验，通过本书将学生最弱的状态机应用与时序分析能力提升。最后还是要感谢清云科技大学电子系的同事们的帮忙，让系务顺利。

打造下一世代科技尖兵

半导体和芯片设计产业的高速起飞，让传统电机电子教学课程产生了巨大变化，学生毕业只具备理论不再足够；业界要求学生们在出校门前就要能具备实务设计能力的强大压力，让教师和学生开始寻求改变的方法。

许多电机电子核心设计课程因实验平台不足，其教学内容与实验课程受到极大限制，再加上没有许多工业界产品设计实例可供教师与学生参考，学生在校所学与业界需求严重脱钩。有感于此，Altera 全球大学计划于7年前与友晶科技合作，积极推行全球大学计划，友晶科技以革命性的创新，设计出 DE2 平台将业界实战的丰富设计经验带入电机电子教学领域，为世界各大学及研究所提供最尖端的 FPGA 技术、开发平台及丰富的软件和教材，力求全球的教师和学生能站在同一起跑线上。

截止今年为止， 全球已超过一千多所大学及研究单位以友晶 DE2 系列平台成立了联合实验室和培训基地，超过十万套友晶设计生产之 DE系列平台，搭配相对应教材，在这千所顶尖大学陆续铺开。从大一的计算器概论、大二的数字电路设计、大三的微处理机原理、大四的SOC/IC/CPU设计、到学生毕业专题，都在以 DE2 为主的系列平台上完成革命世代教学。目前设有 DE2 系列平台用于大规模课程教学的欧美著名大学包含：加拿大多伦多大学、伊利诺大学香槟分校、密西根大学、英国剑桥大学、康奈尔大学、普渡大学、加大柏克莱分校、麻省理工学院、美国空军基地、马里兰大学、英国伦敦帝国学院、滑铁卢大学、瑞典皇家理工学院及众多国家排名第一的顶尖大学。美国最大的空军基地更公开赞扬友晶DE2 平台为有史以来品质最好，文件及范例最完整之 FPGA 教学平台。

在 DE2 平台的铺开下，已举办多年的亚洲创新设计大赛，每年都吸引了数百余队伍报名参加，参赛团队需合作利用友晶DE2平台创作全新作品，呈现创意。 2010年，在北京清华大学举办的两岸创新设计大赛总决赛中，两岸顶尖的十个队伍，在全球数百位与会的国外教授前面，以流利英文将他们耀眼的作品展现在世人面前，得到了无数的掌声，并且让国外教授了解到现今大陆和台湾的学生在求学阶段，就能完成那么多在过去只有业界资深工程师才能设计出的产品。

今年的台湾区创新大赛的决赛日当天，更是吸引了许多电视媒体及报纸争相报导学生的作品，最令世人瞩目的是，许多杰出作品只是大三数字电路课程中一个作业，这是我们看到最大的改变！很多学生表达对我们的感谢，他们说: 是因为这 FPGA 平台上有许多全球设计范例及源代码，加上老师在教学上的不断创新努力，才让他们拥有了这扎实的设计能力，不再害怕出校门后的严酷职场挑战 ！

然而，能接受如此完整训练的顶尖学生毕竟只是少数，我们希望能让更多的教师和学生了解在数字逻辑/SOC 教学上的创新努力，让所有的新一代学子，都能在最好的 IC/SOC 教学环境下，学到扎实的设计能力；在毕业后，投入产业创新，成为国家的新经济尖兵。

为了达成这个目标， 在硬件平台上，我们率先推出搭载低功耗 Cyclone IV E 系列之 DE2-115 开发平台！高达 114,480 逻辑单元，囊括工业等级设计规格，首度让学界与工业界同步获得最新一代 FPGA 硬件系统用于教学。在软件及教材上，我们特地邀请在产学界对FPGA及SOC 教学及研究上有着卓越贡献的廖裕评教授及陆瑞强教授为此最新 DE2-115 平台执笔撰写教材。

并且为了能给予学生更多的业界实战经验，在友晶科技林秀蓉经理带领下的研发小组将过去十年在许多高阶晶片设计的精髓，无私分享出来并以深入浅出的方法来教导读者。我们期待以最好的教材和最强大的 FPGA 平台，与教师们合作打造出下一个世纪的设计尖兵。

最后，通过 DE2 系列平台在全球的铺开，全球校际间的作品和教学成果分享得以开展，我们期许共同激发出更多创新作品并能培养出具有高度国际视野的顶尖的设计人才！

第一章 新功能简介
1-1 Cyclone IV 简介
1-2 Quartus II 10.0 简介
1-3 开始使用 Quartus II
1-3-1 建立工程
1-3-2 建立设计文件
1-3-3 分析与综合
1-3-4 I/O 引脚的指定
1-3-5 FPGA 的烧录
第二章 硬件描述语言 Verilog 设计入门
2-1 时序逻辑的基础实验
2-2 同步设计概念的基础实验
2-3 移位寄存器的基础实验
2-4 计数器的基础实验
第三章 Altera DE2-115 开发板的应用
3-1 DE2-115 开发板的简介
3-2 启动 DE2-115 开发板
3-3 DE2-115 控制面板
3-3-1 控制面板设定
3-3-2 控制面板基本器件的侦错控制
3-3-3 控制面板存储器的读∕写控制
3-3-4 控制面板应用接口的监测控制
3-4 DE2-115 开发板的使用
3-4-1 烧录 DE2-115 开发板的 Cyclone IV E FPGA
3-4-2 基本器件的使用
3-4-3 扩充接口的使用
3-4-4 存储器的使用
3-4-5 应用接口的使用
3-5 DE2-115 开发板的应用实例
3-5-1 卡拉 OK
3-5-2 PS/2 鼠标
3-5-3 电视盒
3-5-4 音乐合成器
3-5-5 录放音机
3-5-6 USB 鼠标画笔
3-5-7 DE2-115 为 USB 设备
3-5-8 SD 卡
3-5-9 SD 卡音乐播放器
3-5-10 网络伺服器
第四章 串行协议应用
4-1 SPI Master 控制器设计
4-1-1 SPI 写的操作范例
4-1-2 SPI 读的操作范例
4-1-3 SPI 主控端 (Master) 程序设计
4-1-4 状态机设计
4-1-5 编辑 SPI 写入状态机
4-1-6 使用 ModelSim-Altera 仿真 SPI 写入状态机
4-1-7 主控端 (Master) SPI 程序设计
4-1-8 编辑主控端 (Master) SPI 程序设计
4-1-9 使用 ModelSim-Altera 仿真 SPI 程序
4-1-10 SPI 在 DE2-115 上的实现
4-1-11 在 DE2-115 上实现 SPI 的编辑
4-1-12 使用 SignalTap II 逻辑分析仪观测
4-2 I2C 串行传输介绍
4-2-1 I2C 的开始与结束信号
4-2-2 I2C 写的操作范例
4-2-3 I2C 读的操作范例
4-2-4 I2C 应用实例
4-2-5 I2C 主控端 (Master) 程序设计
4-2-6 I2C 状态机设计
4-2-7 编辑 I2C 写入状态机
4-2-8 使用 ModelSim-Altera 仿真 I2C 写入状态机
4-2-9 主控端 (Master) I2C 程序设计
4-2-10 编辑 I2C 程序设计
4-2-11 使用 ModelSim-Altera 仿真 I2C 程序
4-2-12 以 DE2-115 实现音乐合成器
4-2-13 区块置换与实测
4-2-14 使用 SignalTap II 逻辑分析仪观测
第五章 TimeQuest Timing Analyzer
5-1 使用 TimeQuest Timing Analyzer 的流程
5-2 时钟的时序要求设定与分析 (Clock Constraints)
5-2-1 实验流程
5-2-2 时序参数说明
5-3 输入输出引脚延迟限定
5-3-1 实验方式
5-3-2 时序约束设定
5-4 芯片规划器 (Chip Planner)
第六章 SDRAM 控制器的设计
6-1 动态随机存储器的介绍
6-2 使用 Verilog 实现 SDRAM 控制器与 SDRAM 接口的控制
6-3 SDRAM 控制器的基本应用设计
6-4 SDRAM 控制器的进阶应用设计
6-4-1 同时控制两个 SDRAM 的应用设计
6-4-2 修改 FPGA 端读写数据宽度的应用设计
6-4-3 增加 SDRAM 读写端口的应用设计
第七章 IR 接收器应用
7-1 IR 遥控器的原理与 NEC 协议
7-1-1 IR 发射器
7-1-2 IR 接收器
7-1-3 NEC IR 协议
7-2 IR 接收器范例
7-3 以遥控器控制音乐合成器
第八章 最新系统开发工具 Qsys 揭密
8-1 SOPC 的终极演化：NoC 架构
8-2 自动系统开发工具 Qsys 的介绍
8-2-1 Qsys 的特性
8-2-2 Qsys 网络接口的运作方式
8-3 开始使用 Qsys
8-3-1 My First Nios II 范例
8-3-2 存储器测试系统设计
8-3-3 建立 Qsys 系统
8-3-4 开发板烧录验证流程
8-3-5 利用 Qsys 建立阶层式系统
8-3-6 Qsys 编辑流程