實用C語言FPGA編程

實用C語言FPGA編程

《實用C語言FPGA編程》本書注重理論與實際相結合,既有原理的介紹,又對設計方法和過程作了詳盡的介紹,同時提供了豐富的實例。本書可作為高等院校自動化、電子信息類專業高年級本科生和研究生的教材和學習參考資料,也可作為從事FPGA編程的工程技術人員和EDA工具開發者的參考書。

基本信息

版權資訊

書 名: 實用C語言FPGA編程

作 者:(美)佩勒(美)蒂博

出版社機械工業

出版時間: 2007

ISBN: 9787111211594

開本: 16

定價: 38.00 元

內容簡介

目前用FPGA實現嵌入式系統呈現越來越最流行的趨勢。本書介紹了用C語言為FPGA編程的原理和技術,以及如何用C語言實現FPGA硬體的平台。該平台提供了一個類似C語言的描述硬體需求的語言ImpulseC,設計者只需用該語言描述要實現的硬體的行為,在設計平台的支持下,就可以在FPGA上實現所要求的硬體。因此,這種設計方法既簡化了硬體設計者的設計過程,又為軟體設計人員提供了一種可行的硬體設計的途徑。

本書注重理論與實際相結合,既有原理的介紹,又對設計方法和過程作了詳盡的介紹,同時提供了豐富的實例。本書可作為高等院校自動化、電子信息類專業高年級本科生和研究生的教材和學習參考資料,也可作為從事FPGA編程的工程技術人員和EDA工具開發者的參考書。

目錄

譯者序

序言

前言

致謝

第1章 一種計算平台——FPGA

1.1 FPGA簡介

1.2 基於FPGA的可程式硬體平台

1.3 提高性能而降低成本

1.4 工具的作用

1.5 將FPGA作為嵌入式軟體平台

1.6 編程抽象的重要性

1.7 C語言何時適用於FPGA設計?

1.8 如何使用本書?

第2章 可程式平台的發展

2.1 可程式邏輯的起源

2.2 可重編程性、硬體描述語言和FPGA的發展

2.3 可程式片上系統

2.4 FPGA並行計算

2.5 本章小結

第3章 基於FPGA套用的編程模型

3.1 並行處理模型

3.2 FPGA作為並行機

3.3 並行編程

3.4 通信進程編程模型

3.5 Impulse C編程模型

3.6 本章小結

第4章 Impulse C介紹

4.1 Impulse C的目標

4.2 Impulse C編程模型

4.3 一個最小的Impulse C程式

4.4 進程、流、信號和存儲器

4.5 Impulse C中的有符號和無符號數據類型

4.6 理解進程

4.7 理解流

4.8 使用輸出流

4.9 使用輸入流

4.10 避免流死

4.11 創建和使用信號

4.12 理解暫存器

4.13 使用共享存儲器

4.14 存儲器和流的性能考慮

4.15 本章小結

第5章 描述FIR濾波器

5.1 設計概述

5.2 FIR濾波器硬體進程

5.3軟體測試平台

5.4 桌面仿真

5.5 套用監控

5.6 本章小結

第6章 生成FPGA硬體

6.1 硬體生成流程

6.2 理解生成的結構

6.3 流和信號接口

6.4 使用HDL仿真來理解流協定

6.5 調試生成的硬體

6.6 硬體生成重要事項

6.7 有效利用最佳化器

6.8 硬體進程的語言約束

6.9 本章小結

第7章 增加語句級並行

7.1 FPGA計算模型

7.2 C語言語義和並行

7.3 利用指令級並行

7.4 限制指令級

7.5 循環展開

7.6 理解流水線

7.7 本章小結

第8章 將已有的C應用程式移植到Impulse C

8.1 3-DES算法

8.2 把算法轉化成數據流模型

8.3 進行軟體仿真

8.4 編譯成硬體

8.5 初步硬體分析

8.6 本章小結

第9章 創建嵌入式測試平台

9.1 一種混合式軟硬體方法

9.2 用嵌入式處理器作為測試生成

9.3 硬體仿真器的作用

9.4 3-DES算法的硬體測試

9.5 軟體流的宏接口

9.6 構建測試系統

9.7 本章小結

第10章 面向FPGA性能最佳化C代碼

10.1 針對性能重新考慮算

10.2 改進1:引入循環,減小規模

10.3 改進2:數組拆分

10.4 改進3:提高流的性能

10.5 改進4:循環展開

10.6 改進5:主循環流水線化

10.7 本章小結

第11章 描述系統級的並行性

11.1 設計概要

11.2 執行桌面仿真

11.3 改進1:創建8位並行濾波器

11.4 改進2:創建一個系統級的流水線

11.5 將套用移至硬體

11.6 本章小結

第12章 將Impulse C與嵌入式作業系統相結合

12.1 μClinux作業系統

12.2 一個μClinux演示項目

12.3 本章小結

第13章 Mandelbrot圖像生成

13.1 設計概述

13.2 用C語言描述算法

13.3 創建定點數等價算法

13.4 創建一個流版本

13.5 算法並行化

13.6 未來的最佳化

13.7 本章小結

第14章 FPGA計算的未來

14.1 FPGA作為高性能計算機

14.2 FPGA計算的未來

14.3 本章小結

附錄A 獲取嵌入式FPGA處理器最大限度的輸出

附錄B 生成定製流接口

附錄C Impulse C函式參考

附錄D 3-DES原始碼清單

附錄E 圖像濾波器清單

附錄F 部分參考文獻

索引

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