Last Update 2020/03/04
VHDLによるPLD/FPGA活用のための
TRSP No.105 ロジック回路設計 はじめの一歩
B5判 144ページ
定価1,980円(税込)
JAN9784789849050
2009年1月1日発行
![[品切れ重版未定2017.3.3] TRSP No.105 ロジック回路設計 はじめの一歩](49051l.jpg)
大変恐縮ですが，こちらの商品は品切れ重版未定となりました．
現代の実用的なロジック回路設計には，ハードウェア記述言語(HDL)を使った開発が必須となっています．本書では，PLD/FPGAを活用するための「はじめの一歩」として，VHDLによるロジック回路設計を特集します．
「基礎編」では，論理回路のおさらいから始め，VHDLの基本的な記述方法と回路設計のスタイル，VHDLによる階層設計について解説します．「実践編」では，ザイリンクス社の「Spartan 3 スターターキット」を使った簡単なタイマの設計事例を解説します．開発ツールとして同社の「ISE Webpack」と「ModelSim XE」を活用し，設計とVHDL記述，シミュレーション，プログラム書き込み，動作検証までの一連の流れを具体的に解説していきます．
「基礎編」では，論理回路のおさらいから始め，VHDLの基本的な記述方法と回路設計のスタイル，VHDLによる階層設計について解説します．「実践編」では，ザイリンクス社の「Spartan 3 スターターキット」を使った簡単なタイマの設計事例を解説します．開発ツールとして同社の「ISE Webpack」と「ModelSim XE」を活用し，設計とVHDL記述，シミュレーション，プログラム書き込み，動作検証までの一連の流れを具体的に解説していきます．
目次
ブール代数のおさらいとディジタル回路の基礎
第1章 論理回路と回路記述
1-1 ディジタル回路と2値論理
1-2 基本論理回路とその真理値表
1-3 ブール代数の演算子と公式
1-4 論理式と回路図記号
1-5 回路の正論理と負論理
1-6 ハザードとその対策
1-7 順序回路といろいろなフリップフロップ
1-8 順序回路の応用
1-9 同期回路と非同期回路
コラム
・論理の簡約化
・ミニ用語解説(1)
・ミニ用語解説(2)
・同期回路への非同期入力
デザイン・フローからVHDLのフレームワークまで
第2章 回路設計手法の変化とHDL
2-1 デザイン・フローとHDL
2-2 VHDLの歴史とその概要
2-3 VHDLのフレームワークとライブラリ
2-4 エンティティとアーキテクチャ
2-5 簡単なVHDLによる回路記述例
コラム
・JISの回路図記号
・負論理による回路図表記
・ミニ用語解説(3)
・階層化設計
使用する文字の規則から基本的な文法説明まで
第3章 VHDLの基礎
3-1 VHDLの基本的な約束ごと
3-2 VHDLの予約語
3-3 信号線の宣言と名前付け
3-4 定数とその意味
3-5 データ・タイプとその意味
3-6 使用できる演算子とその意味
3-7 信号代入文
3-8 組み合わせ回路の便利な記述法
3-9 プロセス文の記述法
3-10 変数の宣言と代入
3-11 アトリビュート
コラム
・良い命名法
・ミニ用語解説(4)
・ミニ用語解説(5)
・ミニ用語解説(6)
・基本論理の記述と動作の記述
基本的なディジタル回路を例にして
第4章 VHDLによる組み合わせ論理回路の記述
4-1 基本論理回路の記述
4-2 3ステート出力の記述
4-3 エンコーダの記述
4-4 デコーダの記述
4-5 コンパレータの記述
4-6 加算器の記述
4-7 減算器の記述
4-8 ALUの記述
4-9 バレル・シフタの記述
4-10 パリティ・ジェネレータ/チェッカの記述
4-11 組み合わせ論理回路とテスト・ベンチ
コラム
・出力信号を衝突させない
・符号付き算術演算
・ハザードとレース
・ミニ用語解説(7)
基本となるDフリップフロップからシフトレジスタまで
第5章 VHDLによる順序回路の記述
5-1 Dフリップフロップの記述
5-2 バイナリ・カウンタの記述
5-3 アップダウン・カウンタの記述
5-4 同期式10進カウンタの記述
5-5 慣性遅延によるバウンス除去
5-6 シフトレジスタの記述
コラム
・ミニ用語解説(8)
・ミニ用語解説(9)
Appendix-A VHDLによるメモリの記述方法
記述した回路を部品としてさまざまに使う
第6章 VHDLにおける階層設計
6-1 VHDLによる階層設計とは
6-2 VHDLによる階層設計の方法
6-3 コンポーネントの記述法と使用法
6-4 サブルーチンと関数の使いかた
6-5 procedureの簡単な例
6-6 functionの簡単な例
6-7 パッケージの作成法と使用法
6-8 generate文の使いかた
コラム
・ミニ用語解説(10)
・信号線の向きの一貫性
・オーバーロード
パラメタライズ設計と不要な出力ラッチ生成の解消
第7章 VHDLの記述スタイルと効率
7-1 パラメタライズ設計の基本
7-2 ラッチの生成回避
コラム
・記述レベルと合成結果
統合開発ツールを使った開発の実際
第8章 VHDLによるFPGAへの実装
8-1 ターゲット・デバイスとLED表示器の仕様
8-2 内部設計仕様とVHDLソース・コード
8-3 プロジェクトの作成からソース・コードの入力まで
8-4 論理合成からシミュレーションまで
8-5 外部端子の割り付けからデバイスへの書き込みまで
コラム
・ミニ用語解説(11)
・ミニ用語解説(12)
Appendix-B FPGA/CPLDの基礎
ブール代数のおさらいとディジタル回路の基礎
第1章 論理回路と回路記述
1-1 ディジタル回路と2値論理
1-2 基本論理回路とその真理値表
1-3 ブール代数の演算子と公式
1-4 論理式と回路図記号
1-5 回路の正論理と負論理
1-6 ハザードとその対策
1-7 順序回路といろいろなフリップフロップ
1-8 順序回路の応用
1-9 同期回路と非同期回路
コラム
・論理の簡約化
・ミニ用語解説(1)
・ミニ用語解説(2)
・同期回路への非同期入力
デザイン・フローからVHDLのフレームワークまで
第2章 回路設計手法の変化とHDL
2-1 デザイン・フローとHDL
2-2 VHDLの歴史とその概要
2-3 VHDLのフレームワークとライブラリ
2-4 エンティティとアーキテクチャ
2-5 簡単なVHDLによる回路記述例
コラム
・JISの回路図記号
・負論理による回路図表記
・ミニ用語解説(3)
・階層化設計
使用する文字の規則から基本的な文法説明まで
第3章 VHDLの基礎
3-1 VHDLの基本的な約束ごと
3-2 VHDLの予約語
3-3 信号線の宣言と名前付け
3-4 定数とその意味
3-5 データ・タイプとその意味
3-6 使用できる演算子とその意味
3-7 信号代入文
3-8 組み合わせ回路の便利な記述法
3-9 プロセス文の記述法
3-10 変数の宣言と代入
3-11 アトリビュート
コラム
・良い命名法
・ミニ用語解説(4)
・ミニ用語解説(5)
・ミニ用語解説(6)
・基本論理の記述と動作の記述
基本的なディジタル回路を例にして
第4章 VHDLによる組み合わせ論理回路の記述
4-1 基本論理回路の記述
4-2 3ステート出力の記述
4-3 エンコーダの記述
4-4 デコーダの記述
4-5 コンパレータの記述
4-6 加算器の記述
4-7 減算器の記述
4-8 ALUの記述
4-9 バレル・シフタの記述
4-10 パリティ・ジェネレータ/チェッカの記述
4-11 組み合わせ論理回路とテスト・ベンチ
コラム
・出力信号を衝突させない
・符号付き算術演算
・ハザードとレース
・ミニ用語解説(7)
基本となるDフリップフロップからシフトレジスタまで
第5章 VHDLによる順序回路の記述
5-1 Dフリップフロップの記述
5-2 バイナリ・カウンタの記述
5-3 アップダウン・カウンタの記述
5-4 同期式10進カウンタの記述
5-5 慣性遅延によるバウンス除去
5-6 シフトレジスタの記述
コラム
・ミニ用語解説(8)
・ミニ用語解説(9)
Appendix-A VHDLによるメモリの記述方法
記述した回路を部品としてさまざまに使う
第6章 VHDLにおける階層設計
6-1 VHDLによる階層設計とは
6-2 VHDLによる階層設計の方法
6-3 コンポーネントの記述法と使用法
6-4 サブルーチンと関数の使いかた
6-5 procedureの簡単な例
6-6 functionの簡単な例
6-7 パッケージの作成法と使用法
6-8 generate文の使いかた
コラム
・ミニ用語解説(10)
・信号線の向きの一貫性
・オーバーロード
パラメタライズ設計と不要な出力ラッチ生成の解消
第7章 VHDLの記述スタイルと効率
7-1 パラメタライズ設計の基本
7-2 ラッチの生成回避
コラム
・記述レベルと合成結果
統合開発ツールを使った開発の実際
第8章 VHDLによるFPGAへの実装
8-1 ターゲット・デバイスとLED表示器の仕様
8-2 内部設計仕様とVHDLソース・コード
8-3 プロジェクトの作成からソース・コードの入力まで
8-4 論理合成からシミュレーションまで
8-5 外部端子の割り付けからデバイスへの書き込みまで
コラム
・ミニ用語解説(11)
・ミニ用語解説(12)
Appendix-B FPGA/CPLDの基礎