EDA技術與應用：基於Quartus 2和VHDL [EDA Technology and Applications: Based on the Quartus 2 and VHDL] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

劉昌華 著

圖書標籤:

• EDA
• Quartus II
• VHDL
• FPGA
• 數字電路設計
• 可編程邏輯器件
• 硬件描述語言
• 電子設計自動化
• Quartus
• Altera
• 數字係統設計

齣版社： 北京航空航天大學齣版社

ISBN：9787512408203

版次：1

商品編碼：11050405

包裝：平裝

外文名稱：EDA Technology and Applications: Based on the Quartus 2 and VHDL

開本：16開

齣版時間：2012-08-01

用紙：膠版紙

頁數：334

字數

內容簡介

《EDA技術與應用：基於Quartus 2和VHDL》從教學和工程應用的角度齣發，以培養實際工程設計能力為目的，介紹瞭EDA技術的基本概念、可編程邏輯器件、硬件描述語言，以及Quartus119.o、SOPCBuilder、Niosll等EDA開發工具的基本使用方法和技巧，最後介紹瞭常用邏輯單元電路的VHDL編程技術，並通過大量設計實例詳細地介紹瞭基於EDA技術的層次化設計方法，重點介紹瞭可以綜閤為硬件電路的語法結構、語句與建模方法。書中列舉的設計實例都經由QuartuslI9.01具編譯通過，並在DE2-70開發平颱和GW48EDA實驗係統上通過瞭硬件測試，可直接使用。
《EDA技術與應用：基於Quartus 2和VHDL》可作為高等院校電子、通信、自動化及計算機等專業EDA應用技術的教學用書，也可用於大學高年級本科生、研究生教學及電子設計工程師技術培訓，也可作為EDA技術愛好者的參考用書。

內頁插圖

目錄

第1章 EDA概述
1.1 EDA技術及其發展
1.1.1 EDA技術的發展曆程
1.1.2 EDA技術的主要內容
1.1.3 EDA技術的發展趨勢
1.2 硬件描述語言
1.2.1 硬件描述語言的起源
1.2.2 HDL語言的特徵
1.3 EDA技術的層次化設計方法與流程
1.3.1 EDA技術的層次化設計方法
1.3.2 EDA技術的設計流程
1.4 EDA工具軟件簡介
1.4.1 MAX+plus II
1.4.2 Quartus II
1.4.3 其他仿真軟件
1.1.5 lP核
1.6 互聯網上的EDA資源

第2章 可編程邏輯器件
2.1 可編程邏輯器件的發展曆程及特點
2.1.1 可編程邏輯器件的發展曆程
2.1.2 可編程邏輯器件的特點
2.2 可編程邏輯器件分類
2.2.1 按集成度分
2.2.2 按編程特性分
2.2.3 按結構分
2.3 簡單PLD
2.3.1 PLD中陣列的錶示方法
2.3.2 PROM
2.3.3 PLA器件
2.3.4 PAL器件
2.3.5 GAL器件
2.4 CPLD
2.4.1 傳統CPLD的基本結構
2.4.2 最新CPLD的基本結構
2.5 FPGA
2.5.1 傳統FPGA的基本結構
2.5.2 最新FPGA的基本結構
2.6 可編程邏輯器件的發展趨勢
2.6.1 先進工藝
2.6.2 處理器內核
2.6.3 硬核與結構化ASIC
2.6.4 低成本器件

纂3章 Quartus II開發係統
3.1 Quartus II簡介
3.1.1Quartus 11 9．0的特點
3.1.2 Quartus II係統安裝許可與技術支持
3.1.3 Quartus II設計流程
3.2 Quartus 11 9．0設計入門
3.2.1 啓動Quartus 11 9．0
3.2.2 設計輸入
3.2.3 編譯綜閤
3.2.4 仿真測試
3.2.5 硬件測試
3.3 基於原理圖輸入的Quartus II設計
3.4 基於文本輸入的Quartus II設計
3.5 基於LPM可定製宏功能模塊的Quartus II設計
3.6 基於混閤輸入方式的Quartus II設計
3.7 嵌入式邏輯分析儀的使用
3.7.1 Quartus II酌SignaITap II原理
3.7.2 SignalTap II使用流程
3.7.3 在設計中嵌入SignalTap II邏輯分析儀
3.8 實 驗
3.8.1 實驗3 -1 Quartus II原理圖輸入設計法
3.8.2 實驗3 -2 4-16綫譯碼器的EDA設計
3.8.3 實驗3-3 基於MSI芯片設計計數器
3.8.4 實驗3-4 LPM宏功能模塊使用
3.8.5 實驗3 -5 0uartus II設計正弦信號發生器

第4章 VHDL設計基礎
第5章 基於Nios Il的SOPC軟硬件設計
第6章 EDA技術的應用

附錄1 DE2 - 70實驗闆引腳配置信息
附錄2 GW48EDA係統使用說明
參考文獻

前言/序言

數字邏輯設計的藝術與實踐 在現代電子工程的版圖上，數字邏輯設計扮演著至關重要的角色。它不僅是構建復雜集成電路和嵌入式係統的基石，更是推動信息技術飛速發展的核心驅動力。從我們日常使用的智能手機、高性能計算機，到先進的通信設備、醫療儀器乃至航空航天領域的尖端技術，無不凝聚著數字邏輯設計的智慧結晶。這本書，正是帶領讀者深入探索數字邏輯設計精髓的一扇窗口，將抽象的理論概念轉化為生動的工程實踐。 本書旨在為有誌於掌握現代數字邏輯設計技術的工程師、研究人員以及電子工程專業的學生提供一套係統、全麵且極具實操性的指導。我們將從最基礎的數字電路原理齣發，逐步深入到復雜的係統級設計。整個學習過程將以業內廣泛認可的EDA（Electronic Design Automation）工具——Quartus 2，以及強大的硬件描述語言——VHDL為載體，通過大量的實例和實戰項目，讓讀者在理論理解的同時，也能快速積纍寶貴的實踐經驗。 從基礎到精通：課程體係的構建 本書的內容設計遵循循序漸進、由淺入深的原則，力求為讀者構建一個紮實而完整的數字邏輯設計知識體係。 第一部分：數字邏輯基礎迴顧與EDA環境搭建 在正式開始現代設計流程之前，對數字邏輯的基本概念進行一次清晰的迴顧是必不可少的。我們將快速梳理布爾代數、邏輯門、組閤邏輯和時序邏輯電路等核心知識點，確保所有讀者都站在同一知識起點上。 緊接著，我們將詳細介紹EDA工具Quartus 2的使用方法。從軟件的安裝、界麵熟悉，到項目創建、文件管理，我們將一步步引導讀者熟悉這個強大的設計平颱。理解Quartus 2的工作流程，包括設計輸入、邏輯綜閤、布局布綫、時序分析和仿真等關鍵環節，是高效利用EDA工具進行設計的先決條件。我們將講解如何利用Quartus 2進行原理圖輸入，這是最直觀的設計方式，尤其適閤初學者理解邏輯的實現。 第二部分：VHDL語言精通之路 硬件描述語言（HDL）是現代數字邏輯設計不可或缺的工具。本書將聚焦於VHDL（VHSIC Hardware Description Language）這一業界標準。VHDL以其強大的描述能力和嚴謹的語法，在FPGA和ASIC設計中得到廣泛應用。 我們將從VHDL的基本語法結構入手，包括實體（Entity）、架構（Architecture）、信號（Signal）、變量（Variable）、常量（Constant）等核心概念。隨後，我們將深入講解VHDL中用於描述組閤邏輯和時序邏輯的關鍵語句，如`process`語句、`if-then-else`、`case`語句、`when-else`語句以及觸發器、寄存器、計數器等基本時序電路的VHDL建模。 本書強調的不僅僅是VHDL的語法，更重要的是如何用VHDL來“思考”硬件。我們將通過豐富的示例，展示如何將抽象的邏輯功能轉化為規範、高效的VHDL代碼。從簡單的邏輯門電路到復雜的狀態機，再到數據通路的設計，每一個例子都將深入剖析其設計思路和VHDL實現。 第三部分：組閤邏輯電路設計與應用 組閤邏輯電路是數字電路中最基本也是最重要的組成部分，其輸齣僅取決於當前的輸入。本部分將詳細介紹各種常見的組閤邏輯電路，並教授如何使用VHDL進行建模和設計。 我們將涵蓋： 算術邏輯單元 (ALU)：包括加法器、減法器、乘法器、除法器等，我們將學習如何構建高效的算術邏輯單元，這是CPU等處理器的核心。 數據選擇器 (Multiplexer) 和數據分配器 (Demultiplexer)：它們在數據路由和信號選擇中扮演關鍵角色。 編碼器 (Encoder) 和解碼器 (Decoder)：用於將一種編碼格式轉換為另一種，廣泛應用於地址譯碼、鍵盤掃描等場景。 比較器 (Comparator)：用於比較兩個數值的大小。 優先級編碼器 (Priority Encoder)：處理多個輸入信號，並輸齣優先級最高信號的編碼。 通過Quartus 2和VHDL，我們將實踐這些電路的設計，並通過仿真驗證其正確性。 第四部分：時序邏輯電路設計與應用 時序邏輯電路的輸齣不僅取決於當前輸入，還依賴於電路過去的某種狀態，這使得它們能夠實現更復雜的邏輯功能，如存儲和計數。 本部分將深入探討： 觸發器 (Flip-Flops)：包括D觸發器、T觸發器、JK觸發器和RS觸發器，以及它們在狀態存儲中的應用。 寄存器 (Registers)：用於存儲多個比特的數據，是構建存儲器和數據通路的基礎。 計數器 (Counters)：包括同步計數器、異步計數器、移位計數器等，在定時、分頻和序列生成中不可或缺。 狀態機 (Finite State Machines - FSM)：這是設計復雜控製邏輯的強大工具。我們將詳細介紹摩爾（Moore）狀態機和米利（Mealy）狀態機，以及如何使用VHDL進行建模和實現。我們將通過實例，如交通燈控製器、串行通信接口等，展示狀態機的設計過程。 第五部分：模塊化設計、層次化設計與IP核利用 在設計大型和復雜的數字係統時，模塊化和層次化設計是保證項目可管理性和可維護性的關鍵。本部分將指導讀者如何將復雜係統分解為可管理的小模塊，並使用VHDL實現模塊間的接口和通信。 我們將學習： VHDL中的組件實例化 (Component Instantiation)：如何在一個設計中調用另一個模塊。 信號和端口的連接：如何正確地連接不同模塊之間的輸入輸齣信號。 層次化設計方法：如何構建一個由多個低層模塊組成的復雜係統。 IP核（Intellectual Property Core）的概念和利用：瞭解如何使用預先設計好的、經過驗證的IP核來加速設計進程，例如DDR控製器、PCIe接口等。 第六部分：數據通路與控製通路設計 一個完整的數字係統通常包含數據通路（Data Path）和控製通路（Control Path）兩個部分。數據通路負責數據的流動和處理，而控製通路則負責協調數據通路的動作，發齣控製信號。 本部分將重點關注： 數據通路的設計：例如，如何設計一個簡單的CPU的數據通路，包括寄存器堆、算術邏輯單元、多路選擇器等。 控製通路的設計：如何根據指令或狀態機的輸齣，生成控製信號來驅動數據通路。 微處理器與微控製器架構基礎：通過設計簡單的處理單元，讓讀者對CPU的工作原理有更深入的理解。 第七部分：驗證與仿真技術 設計的正確性是數字邏輯設計的生命綫。本部分將深入講解如何使用Quartus 2的仿真工具進行設計的驗證。 我們將學習： 測試平颱 (Testbench) 的編寫：如何用VHDL編寫測試平颱，為被測模塊提供激勵信號並檢查輸齣。 仿真波形分析：如何通過分析仿真波形來判斷設計的邏輯功能是否正確。 時序仿真的重要性：理解時序仿真實踐中可能齣現的時序違規問題，並學習如何分析和解決。 設計約束（Constraints）的設置：例如時鍾頻率、I/O引腳分配等，這些對於最終的硬件實現至關重要。 第八部分：FPGA硬件實現與片上調試 本書的最終目標是將設計的邏輯固化到實際的FPGA硬件上。本部分將詳細介紹如何將VHDL代碼綜閤、適配到目標FPGA器件。 我們將涵蓋： Quartus 2的綜閤（Synthesis）、適配（Fitting）和生成編程文件（Generate Programming File）過程。 JTAG接口與硬件調試：學習如何使用FPGA廠商提供的調試工具，在硬件上進行在綫調試，包括查看內部信號、修改寄存器值等。 基本FPGA開發闆的使用：通過實際操作，將設計的電路部署到FPGA開發闆上，並觀察其運行效果。 第九部分：高級主題與項目實踐 在掌握瞭基礎和核心技術之後，本書還將引導讀者接觸一些更高級的主題，並通過綜閤性的項目來鞏固所學知識。 可能涉及的主題包括： 接口設計：例如UART、SPI、I2C等常用串行通信接口的設計。 有限狀態機的高級應用。 簡單的小型係統設計：例如一個簡易的CPU控製器、一個數字信號處理模塊等。 設計中的性能優化和資源利用。 本書的特色與價值 本書最大的特色在於其理論與實踐的緊密結閤。我們不滿足於停留在枯燥的理論敘述，而是將每一個概念都通過實際的Quartus 2項目和VHDL代碼來加以闡釋。讀者將跟隨書中的步驟，親手完成每一個實例的設計、仿真和驗證，從而真正做到“學以緻用”。 此外，本書的語言力求通俗易懂，即使是初學者也能輕鬆上手。我們避免使用過於晦澀的術語，並在必要時提供詳細的解釋。同時，對於有一定基礎的讀者，本書也提供瞭深入的探討和拓展，能夠幫助他們進一步提升設計能力。 通過本書的學習，讀者將能夠： 熟練掌握VHDL硬件描述語言，並能夠用其高效地描述數字邏輯。 精通Quartus 2 EDA工具的使用，並能獨立完成一個完整的數字邏輯設計流程。 深入理解數字邏輯設計的核心原理，包括組閤邏輯、時序邏輯、狀態機等。 掌握模塊化設計、層次化設計等工程實踐方法。 具備FPGA硬件實現和基本調試的能力。 為進一步學習更復雜的數字係統設計、ASIC設計或嵌入式係統開發奠定堅實的基礎。 數字邏輯設計的世界廣闊而迷人。這本書將是您探索這個世界的得力夥伴，引領您掌握這項關鍵技術，並在未來的電子工程領域中創造無限可能。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計倒是挺吸引我的，簡潔大氣，一眼就能看齣是關於電子設計自動化（EDA）技術的。封麵上“EDA技術與應用”這幾個大字，再搭配下方的“基於Quartus 2和VHDL”，瞬間就勾起瞭我對這方麵知識的好奇心。我一直覺得，現代電子産品之所以能如此精巧復雜，背後離不開EDA工具的支持，而Quartus 2和VHDL又是EDA領域中非常經典和重要的組閤。我雖然算不上是專業人士，但工作中偶爾會接觸到一些與硬件相關的概念，總覺得如果能深入理解EDA技術，會對整體的理解和工作效率有很大幫助。這本書的標題，特彆是“應用”這個詞，讓我很期待它能提供一些實操性的例子和解決方案，而不是僅僅停留在理論層麵。我希望它能夠帶領我從零開始，逐步瞭解EDA的基本流程，掌握Quartus 2這個強大平颱的常用功能，並且學習如何用VHDL這種硬件描述語言來編寫設計。特彆是對於VHDL，我一直覺得它是一種既嚴謹又富有創造性的語言，能夠將抽象的設計理念轉化為實際的硬件電路，這本身就是一件令人著迷的事情。看到這本書的名稱，我腦海中浮現齣無數個可能，或許它會介紹如何進行邏輯綜閤、時序分析，甚至是如何優化設計以達到更高的性能和更低的功耗。我迫不及待地想翻開它，看看它究竟能帶給我怎樣的驚喜和啓發。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在校學生，我一直緻力於在數字電路設計領域打下堅實的基礎，而EDA技術無疑是其中至關重要的一環。當我在書店裏看到這本《EDA技術與應用：基於Quartus 2和VHDL》時，我的目光就被深深吸引瞭。我一直聽說Quartus 2是業界主流的FPGA開發工具之一，而VHDL作為一種經典的硬件描述語言，其重要性不言而喻。這本書的標題精確地指齣瞭其核心內容，這讓我確信它能夠為我提供係統性的學習路徑。我非常希望能在這本書中找到關於Quartus 2軟件的詳細使用教程，包括其安裝、界麵介紹、項目創建、代碼編寫、仿真調試以及最終的綜閤和下載等各個環節。同時，對於VHDL語言本身，我也希望能夠學習到其語法結構、基本的數據類型、運算符、控製語句以及如何利用它來描述組閤邏輯和時序邏輯電路。我尤其關心書中是否會提供一些實際的工程案例，比如設計一個簡單的計數器、移位寄存器，甚至是一個小型微處理器，通過這些案例來鞏固所學的理論知識，並將理論付諸實踐。我認為，通過這些實際操作，能夠極大地提升我對數字電路設計的理解和應用能力，為我未來的學習和職業發展打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

最近我對嵌入式係統開發産生瞭濃厚的興趣，特彆是FPGA在其中的應用。我瞭解到，FPGA的設計離不開EDA工具鏈，而Quartus 2和VHDL是其中的佼佼者。這本書的書名，直接點明瞭其核心內容，讓我覺得它可能是一本非常適閤入門的教材。我希望能在這本書中找到清晰易懂的講解，能夠幫助我理解EDA的基本概念，例如什麼是硬件描述語言，為什麼需要它，以及它與傳統軟件編程有什麼區彆。對於Quartus 2這個軟件，我期望它能提供詳盡的操作指南，從軟件的安裝和配置開始，逐步引導我熟悉其各項功能。我希望它能夠教會我如何創建一個新的工程，如何編寫VHDL代碼，以及如何進行仿真和時序分析，確保我的設計能夠正確穩定地運行。更重要的是，我希望能在這本書中看到一些實際的應用案例，比如如何利用FPGA實現一個簡單的信號處理模塊，或者控製一個LED燈閃爍，這些具體的例子能夠讓我更好地理解理論知識，並激發我進一步探索的興趣。我希望這本書能夠成為我學習FPGA和EDA技術的敲門磚，為我打開通往更復雜係統設計的大門。

評分☆☆☆☆☆

在我的職業生涯中，我曾多次接觸到數字信號處理和通信係統設計，而FPGA一直是其中不可或缺的重要硬件平颱。近年來，隨著技術的飛速發展，EDA工具的更新迭代也日益加快，我一直想找一本能夠係統性梳理EDA技術，特彆是基於Quartus 2和VHDL的應用的書籍。這本書的標題，恰好滿足瞭我的需求。我非常期待這本書能夠在EDA技術的基本原理方麵有所闡述，例如邏輯綜閤、布局布綫、時序約束等關鍵概念。同時，我希望它能夠深入講解Quartus 2這一強大的FPGA開發平颱，包括其主要的模塊和功能，以及在實際項目開發中的工作流程。特彆是對於VHDL語言，我希望能看到其在描述復雜數字邏輯時的應用技巧，以及如何通過VHDL語言來實現高效、可綜閤的設計。我也很關注書中是否會提供一些實際的工程應用案例，比如在通信係統中如何利用FPGA實現某種調製解調功能，或者在圖像處理領域如何應用FPGA進行加速計算。這些貼近實際應用的案例，將有助於我將書本知識與實際工作相結閤，提升我的工程實踐能力。

評分☆☆☆☆☆

作為一個對硬件底層原理充滿好奇的學習者，我一直對數字邏輯的設計和實現感到著迷。FPGA作為一種高度靈活的硬件平颱，為實現各種復雜的數字邏輯提供瞭強大的支持。當我在書架上看到這本《EDA技術與應用：基於Quartus 2和VHDL》時，我感覺自己找到瞭一把通往FPGA設計殿堂的鑰匙。我非常希望這本書能夠清晰地解釋EDA（電子設計自動化）的核心概念，讓我明白它在現代電子産品開發中的重要性。對於Quartus 2這個軟件，我渴望瞭解它的強大功能，例如如何進行項目管理，如何編寫和編輯VHDL代碼，以及如何進行仿真和時序分析，確保設計的正確性。而VHDL作為一種硬件描述語言，我希望這本書能循序漸進地教授我其語法結構和使用方法，讓我能夠通過編寫VHDL代碼來描述和實現各種數字電路，比如組閤邏輯電路和時序邏輯電路。最讓我期待的是，我希望書中能夠包含一些實際的項目案例，通過這些案例，我能夠親手實踐所學的知識，比如設計一個簡單的邏輯門電路，或者控製一個LED燈的亮滅，這些實踐經驗將是我學習道路上寶貴的財富。