前言

在当今数字化和网络化的信息技术革命大潮中，电子技术获得了飞速发展，现代电子产品已渗透到社会的各个领域中。随着现代电子产品性能的进一步提高，其功能越来越强，集成化、智能化程度越来越高，更新换代的节奏越来越快，开发风险也越来越大。EDA （Electronic Design Automation）技术的出现，使电子系统设计工程师能够在一块通用的芯片上通过编写程序来改变或定义芯片的硬件功能，从而设计出具有不同功能的产品，这样既可缩短开发周期、降低硬件开发成本，也减轻了工程师的劳动强度。

EDA技术主要包括大规模可编程逻辑芯片、硬件描述语言、软件开发工具等内容。目前，应用最广泛的大规模可编程逻辑芯片有复杂可编程逻辑器件（Complex Programmable Logic Devices，CPLD）和现场可编程逻辑门阵列（Field Programmable Gate Array，FPGA），硬件描述语言主要有VHDL、Verilog HDL、ABLE、AHDL、System Verilog和System C等，主流的EDA工具软件主要有MAX+ plus II、Quartus II、ispDesignExpERT、Foundation Series、ISE/ISE－WebPACK Series等。

本书以VHDL作为硬件描述语言，以Altera公司的Quartus II软件作为EDA工具软件，介绍FPGA硬件系统的程序设计方法和开发技巧。

为使初学者能迅速入门，提高对电子系统设计的兴趣与爱好，并能在短时间内掌握电子系统设计、开发的要领，作者在编写过程中注重题材的取舍，使本书具有以下4个特点。

【由浅入深，循序渐进】本书在内容编排上遵循由浅入深、由易到难的原则，基础知识与大量实例相结合，边学边练。

【实例丰富，涉及面广】本书提供了丰富的FPGA程序设计实例，内容涉及数字电路系统、数字应用系统和SOPC技术等。

【软硬结合，波形仿真】沿用传统FPGA学习与开发的经验，利用Quartus II工具软件编写VHDL程序代码，然后进行波形的时序分析与仿真，通过分析波形来验证设计效果，有条件的还可以进行硬件测试。

【兼顾原理，注重实用】基本原理和基本实例一直是学习FPGA技术的基本要求。本书侧重于实际应用，因此理论讲解以够用为原则。为紧跟技术的发展，在编写过程中还注重知识的新颖性和实用性，因此在本书中还讲解了FPGA在数字信号处理中的应用、宏功能模块与SOPC技术的应用。

参加本书编写的有湖南工程职业技术学院陈忠平、龚亮、李锐敏、陈建忠、周少华、龙晓庆，湖南涉外经济学院高金定、侯玉宝，长沙市航天工业学校袁碧胜，湖南科技职业技术学院高见芳，湖南衡阳技师学院胡彦伦等，全书由湖南航天诚远精密机械有限公司刘琼高级工程师主审。在本书编写过程中，参考了相关领域专家、学者的著作和文献，在此向他们表示真诚的谢意。

由于作者知识水平和经验的局限性，书中难免存在缺点和错误，敬请广大读者给予批评指正。

编著者