前言

全球知名的可编程逻辑器件生产厂商——美国Xilinx公司——于2012年发布了新一代的Vivado集成开发环境，使得新一代FPGA的设计环境和设计方法发生了重要变化。在2014年初，Xilinx新一代UltraScale结构的FPGA也进入量产阶段。这些都标志着在高性能数据处理方面，FPGA将发挥越来越重要的作用。同时，我们也很高兴看到2014年Xilinx公司迎来自己30岁的生日。在未来若干年内，Xilinx将为全球信息技术的不断发展做出自己的贡献。

Xilinx新一代集成开发环境Vivado突出基于知识产权（Intellectual Properity，IP）核的设计方法，更加体现系统级设计的思想，进一步增强了设计者对FPGA底层布局和布线的干预能力。并且，允许设计者通过选择不同的设计策略，对不同的实现方法进行探索，从中找到最佳的实现解决方案。这些新的设计思想和设计方法，大大地降低了设计成本，同时也提高了FPGA的设计效率。

本书首次系统地以Xilinx公司新一代集成开发环境Vivado为平台，从逻辑设计、嵌入式系统设计和信号处理等几个方面，充分展现Vivado集成开发环境的特点和性能。全书共分为8章，内容包括：Vivado设计导论、Vivado工程模式和非工程模式设计流程、Vivado调试流程、基于IP的嵌入式系统设计流程、Vivado HLS设计流程、System Generator设计流程、Vivado部分可重配置设计流程、Vivado高级设计技术。每章内容要点如下：

（1）第1章主要介绍了Vivado系统级设计流程、Vivado功能和特性、Vivado使用模式和最新的UltraScale结构。

（2）第2章主要介绍了工程模式设计流程和非工程模式设计流程。

（3）第3章主要介绍了设计调试原理和方法、创建新的FIFO调试工程、添加FIFO IP到设计中、添加顶层设计文件、FIFO例化、添加约束文件、网表插入调试探测流程方法及实现、使用添加HDL属性调试探测流程、使用HDL例化调试核调试探测流程。

（4）第4章主要介绍了简单硬件系统设计、在PL内添加外设、创建和添加定制IP、编写软件程序、软件控制定时器和调试、使用硬件分析仪调试。

（5）第5章主要介绍了高级综合工具概述、高级综合工具调度和绑定、Vivado HLS工具的优势、C代码的关键属性、时钟测量术语说明、HLS关键优化策略、基于HLS的数字系统实现。

（6）第6章主要介绍了使用System Generator实现FPGA信号处理的方法、FPGA模型设计模块、System Generator运行环境的配置、信号模型的构建和实现、编译MATLAB到FPGA、FIR滤波器的设计与实现。

（7）第7章主要介绍了可重配置导论和可重配置的实现。

（8）第8章主要介绍了Vivado支持的属性、增量编译、修改布线和逻辑、布局约束、查看和分析时序报告，以及时序约束。

参加本书编写工作的人员还有李宝隆和张艳辉。李宝隆负责第3章和第6章设计实例的验证，张艳辉负责第7章设计实例的验证。全书由何宾统稿和定稿。

本书的编写得到Xilinx公司大中华区大学计划经理谢凯年博士和Xilinx公司亚太区市场传播经理张俊伟女士的大力支持和帮助，以及美国Digilent公司的大力支持和帮助，他们为本书的编写提供了设计资料和硬件设计平台。此外，Mathworks公司中国教育业务发展总监陈炜博士为该书的编写捐赠了正版的MATLAB R2013a软件，在此也向Mathworks公司表示感谢。正是由于他们的无私帮助和鼎力支持，才能使作者顺利完成本书的编写工作。同时，也要感谢清华大学出版社的编辑和相关工作人员，他们的辛勤工作保证了本书的高质量出版。

由于FPGA技术发展迅速，作者水平有限，书中难免会有疏漏之处，欢迎读者批评指正。

作　者

2014年5月于北京