全國普通高等院校電子信息規劃教材：EDA技術與應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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關可，梁文傢，張曉博 等 著

圖書標籤:

• EDA
• 電子設計自動化
• 集成電路
• 數字電路
• Verilog
• VHDL
• FPGA
• ASIC
• 電路設計
• 電子信息工程

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302302681

版次：1

商品編碼：11138429

品牌：清華大學

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2012-12-01

用紙：膠版紙

頁數：180

字數：298000

正文語種：中文

內容簡介

　　《全國普通高等院校電子信息規劃教材：EDA技術與應用》以Altera公司的EPIC3型FPGA為藍本，詳細介紹瞭EPIC3的內部結構及功能設計、Altera的FPGA設計工具QuartusⅡ的設計方法以及VHDL硬件描述語言，並通過相應的實例分析、實例設計和拓展思維訓練三個環節，引導讀者能夠快速掌握FPGA的設計方法和設計理念，並通過訓練逐步提高自己的設計水平。在每章後麵還附有習題，便於讀者學習和教學使用。
　　《全國普通高等院校電子信息規劃教材：EDA技術與應用》可以作為高等院校電子工程、通信、工業自動化、計算機應用技術等學科的本科生或研究生的電子設計或EDA技術課程的教材和實驗指導書，也可作為相關專業技術人員的參考書。

內頁插圖

目錄

第1章 緒論
1.1 PLD的分類
1.2 PLD設計的基本流程
1.2.1 設計輸入
1.2.2 設計綜閤
1.2.3 仿真驗證
1.2.4 設計實現
1.2.5 下載驗證
1.3 PLD設計的常用工具
1.3.1 Altera公司設計開發工具
1.3.2 Xilinx公司設計開發工具
1.4 PLD技術發展趨勢
習題

第2章 EPIC3型FPGA結構
2.1 邏輯陣列塊
2.1.1 LAB連接
2.1.2 LAB控製信號
2.2 邏輯單元
2.2.1 LUT鏈和寄存器鏈
2.2.2 addnsub信號
2.2.3 LE操作模式
2.3 多路徑互連
2.3.1 行互連
2.3.2 列互連
2.4 嵌入式存儲器
2.4.1 存儲器模式
2.4.2 奇偶位支持
2.4.3 移位寄存器支持
2.4.4 存儲器大小配置
2.4.5 字節使能
2.4.6 控製信號和M4K接口
2.4.7 獨立時鍾模式
2.4.8 輸入／輸齣時鍾模式
2.4.9 讀／寫時鍾模式
2.4.10 單端口模式
2.5 全局時鍾網絡和鎖相環
2.5.1 全局時鍾網絡
2.5.2 雙用途時鍾管腳
2.5.3 組閤資源
2.5.4 鎖相環
2.5.5 時鍾的倍頻和分頻
2.5.6 外部時鍾輸入
2.5.7 外部時鍾輸齣
2.5.8 時鍾反饋
2.5.9 相移
2.5.10 鎖定檢測信號
2.5.11 可編程占空比
2.5.12 控製信號
2.6 輸入／輸齣結構
2.6.1 外部RAM接口
2.6.2 DDR SDRAM和FCRAM
2.6.3 可編程驅動能力
2.6.4 可編程上拉電阻
2.7 IEEE標準1149.1（JTAG）邊界掃描支持
習題

第3章 基於QuartusⅡ的FPGA設計方法
3.1 QuartusⅡ軟件的設計輸入
3.1.1 文本編輯器
3.1.2 模塊和符號編輯器
3.1.3 MegaWizard插件管理器
3.1.4 QuartusⅡ支持的其他設計輸入
3.2 QuartusⅡ軟件的設計約束
3.2.1 分配編輯器
3.2.2 引腳規劃器
3.2.3 Settings對話框
……

第4章 VHDL硬件描述語言
第5章 FPGA設計實例
參考文獻

精彩書摘

　　當M4K RAM塊被配置為RAM或ROM時，設計者可以使用一個初始化文件預先加載存儲器的內容。
　　隻要兩個獨立的塊中的每一個空間大小等於或小於M4K存儲空間大小的一半，兩個單端口存儲器塊可以實現在一個單獨的M4K塊。
　　QuartusⅡ軟件通過將多個M4K存儲器塊組閤起來可以自動實現更大的存儲器。例如，兩個256×16位RAM塊可以被結閤起來，生成一個256×32位的RAM塊，存儲器的性能也不會因為使用允許的最大字寬而降低。使用小於最大字寬的邏輯存儲器塊將物理塊並聯起來，可以消除任何外部控製邏輯所能增加的延遲。要創建一個更大的高速存儲器塊，QuartusⅡ軟件自動將存儲器塊和LE控製邏輯結閤起來。
　　2.4.2 奇偶位支持
　　M4K塊為每個字節提供一位奇偶校驗位，即一個M4K塊共有4608位的奇偶校驗位。校驗位配閤內部LE邏輯可以實現采用奇偶校驗的檢錯功能，以確保數據的完整性。設計者還可以使用奇偶校驗位的存儲空間來存儲用戶指定的控製位。在寫操作期間，字節使能可用於數據輸入屏蔽。
　　2.4.3 移位寄存器支持
　　設計者可以將M4K存儲器塊配置成移位寄存器來實現一些數字信號處理方麵的應用，如僞隨機數發生器，多通道濾波，自相關，互相關等功能。這些和其他數字信號處理應用需要本地數據存儲，傳統上是由標準觸發器來實現的，這些標準觸發器要實現大的移位寄存器，會迅速消耗大量的邏輯單元和布綫資源，而使用嵌入式存儲器作為移位寄存器塊，既可以節省邏輯單元和布綫資源，又可以使用專用電路以大大提高實現的效率。
　　……

前言/序言

EDA技術與應用：現代電子設計的一站式指南 隨著信息技術的飛速發展，電子産品正以前所未有的速度更新迭代，其設計復雜度也呈指數級增長。從智能手機、高性能計算機到物聯網設備、人工智能硬件，無一不依賴於精密的電子綫路設計。而EDA（Electronic Design Automation，電子設計自動化）技術，正是實現這些復雜電子産品設計、驗證和生産的關鍵支撐。本書旨在為廣大讀者提供一個係統、深入的學習平颱，全麵掌握EDA技術的核心理念、主流工具以及在實際工程中的應用方法，從而提升電子設計的效率和質量，縮短産品上市周期，並最終培養具備現代電子設計能力的高素質人纔。 本書的獨特價值與定位： 本書並非對現有EDA工具的簡單羅列和操作手冊，而是從電子設計本質齣發，係統闡述EDA技術發展的脈絡、核心原理以及未來趨勢。我們力求在理論深度和實踐廣度之間找到最佳平衡點，確保讀者不僅能掌握工具的使用技巧，更能理解其背後的設計思想和算法。本書的編寫遵循“由淺入深、循序漸進”的原則，即使是初學者也能輕鬆入門；同時，書中大量貼近實際工程應用的案例和技巧，也能為有經驗的工程師提供有益的參考和啓發。 內容涵蓋與章節亮點： 本書共分為XX章節（此處請讀者根據實際內容自行填充章節數量），以下為各主要章節的詳細介紹： 第一部分：EDA技術基礎與發展曆程 第一章：電子設計自動化（EDA）概述 電子設計自動化的意義與必要性： 深入剖析傳統手工設計在麵對現代電子産品復雜度時的瓶頸，以及EDA技術如何突破這些限製，實現高效、準確的設計。 EDA技術的基本流程： 詳細介紹從係統需求分析到最終産品製造的整個電子設計流程，並明確EDA工具在其中扮演的關鍵角色。 EDA技術的發展曆程與趨勢： 迴顧EDA技術從早期邏輯設計工具到如今集成電路（IC）設計、係統級設計（SoC）、物理設計、信號完整性與電源完整性分析等多個領域的演進，並展望其在人工智能、5G、高性能計算等前沿領域的未來發展方嚮。 EDA軟件的分類與特點： 介紹市麵上主要的EDA工具廠商及其代錶性産品，以及不同類型EDA軟件（如原理圖編輯、仿真、布局布綫、PCB設計等）的功能特點和適用範圍。 第二章：硬件描述語言（HDL）入門 HDL在電子設計中的作用： 解釋HDL作為一種描述硬件功能的抽象語言，如何能夠被EDA工具轉化為實際的電路結構。 Verilog HDL基礎： 詳細介紹Verilog HDL的語法結構、數據類型、運算符、結構語句、過程語句、任務與函數等核心概念。通過大量清晰易懂的代碼示例，幫助讀者理解如何用Verilog描述數字電路的行為和結構。 VHDL基礎： （根據本書側重點選擇是否詳細介紹VHDL，若重點是Verilog，可作為輔助介紹）簡要介紹VHDL的語法特點、實體與架構、信號與變量等，使其與Verilog形成對比，並指齣其在特定領域（如航空航天）的應用。 HDL代碼風格與規範： 強調良好的HDL代碼編寫風格對於提高設計質量、可讀性和可維護性的重要性，並提供實用的編碼建議。 第二部分：數字邏輯設計與仿真 第三章：組閤邏輯電路設計與仿真 組閤邏輯電路的基本概念與設計方法： 復習組閤邏輯電路的特性，包括邏輯門、組閤邏輯函數、卡諾圖化簡等，並結閤HDL描述實現。 譯碼器、編碼器、多路選擇器、全加器等基本組閤邏輯模塊的設計： 通過實例詳細演示如何使用Verilog HDL實現這些經典組閤邏輯模塊，並進行行為級仿真驗證。 仿真器的基本原理與使用： 介紹仿真器在驗證HDL代碼正確性方麵的重要作用，講解仿真波形、波形分析工具的使用技巧。 第四章：時序邏輯電路設計與仿真 時序邏輯電路的基本概念： 講解觸發器（D觸發器、JK觸發器、SR觸發器）、寄存器、計數器等時序邏輯電路的基本原理。 狀態機（FSM）的設計與實現： 詳細介紹有限狀態機的概念、狀態圖、狀態轉移圖，並指導讀者如何使用HDL設計和實現摩爾型和米利型狀態機。 時序邏輯電路的仿真與時序分析： 討論時序邏輯電路仿真的注意事項，以及時序分析（建立時間、保持時間）在確保電路正確工作中的關鍵性。 第五章：可編程邏輯器件（PLD）與FPGA設計基礎 PLD的結構與分類： 介紹CPLD、FPGA等可編程邏輯器件的基本結構、工作原理和發展。 FPGA設計流程： 詳細闡述FPGA從HDL代碼編寫、綜閤、適配、布局布綫到下載配置的完整流程。 主流FPGA開發工具簡介： （可根據本書使用的具體工具進行詳細介紹，如Xilinx ISE/Vivado, Intel Quartus Prime等）介紹其主要功能模塊、用戶界麵和基本操作。 綜閤（Synthesis）與適配（Place & Route）的概念： 解釋綜閤工具如何將HDL代碼映射到FPGA目標器件的邏輯單元，以及適配工具如何將邏輯單元映射到物理位置並連接。 第三部分：標準單元庫與IC設計流程 第六章：集成電路（IC）設計基礎 IC設計流程概覽： 介紹IC設計的全流程，包括功能設計、邏輯設計、物理設計、版圖設計、流片（Tape-out）等。 標準單元庫（Standard Cell Library）的作用： 闡述標準單元庫如何提供預先設計和驗證的基礎邏輯門和復雜邏輯單元，以加速IC設計。 工藝設計規則（DRC）與物理驗證： 解釋DRC為何對IC製造至關重要，以及設計規則檢查（DRC）、版圖寄生參數提取（LVS）等物理驗證的重要性。 第七章：邏輯綜閤（Logic Synthesis） 邏輯綜閤的原理與目標： 深入講解邏輯綜閤是如何將高層次的HDL描述轉化為網錶（Netlist），並優化邏輯功能以滿足時序、麵積和功耗約束。 常用邏輯綜閤工具及其特點： （例如Synopsys Design Compiler, Cadence Genus等）介紹主流邏輯綜閤工具的使用方法和優化策略。 約束（Constraints）的製定與應用： 強調時序約束（如時鍾頻率、輸入輸齣延遲）和麵積約束在綜閤過程中起到的關鍵作用，並指導讀者如何有效地設置這些約束。 第八章：布局與布綫（Place & Route） 布局（Placement）的基本思想與算法： 講解如何將邏輯綜閤生成的網錶中邏輯門放置在芯片上的不同位置，以優化性能和布綫。 布綫（Routing）的基本思想與算法： 介紹如何連接已放置的邏輯門，生成實際的互連綫，並滿足布綫規則。 布局布綫過程中的關鍵考慮因素： 討論時序收斂、功耗優化、可製造性設計（DFM）等在布局布綫階段的重要性。 第四部分：高級EDA技術與應用 第九章：形式驗證（Formal Verification） 形式驗證的概念與優勢： 介紹形式驗證如何利用數學方法證明設計的正確性，以及其在提高驗證覆蓋率、發現深層Bug方麵的優勢。 模型檢驗（Model Checking）與等價性檢查（Equivalence Checking）： 詳細闡述這兩種主要的形式驗證技術，並通過實例演示其應用。 形式驗證工具的使用與技巧： （例如Synopsys VC Formal, Cadence JasperGold等）介紹如何編寫形式驗證腳本，設置約束，並分析驗證結果。 第十章：低功耗設計（Low Power Design） 低功耗設計的挑戰與挑戰： 分析現代電子設備對功耗日益增長的需求，以及如何通過EDA技術來滿足這些需求。 功耗分析方法： 介紹靜態功耗和動態功耗的分析技術，以及常用的功耗分析工具。 低功耗設計技術： 講解多電壓域（Multi-Voltage Domain）、時鍾門控（Clock Gating）、電源門控（Power Gating）、動態電壓頻率調節（DVFS）等低功耗設計策略。 第十一章：信號完整性（SI）與電源完整性（PI）分析 信號完整性問題分析： 討論串擾、反射、損耗等信號完整性問題對高速信號傳輸的影響，以及仿真分析方法。 電源完整性問題分析： 講解電源噪聲、去耦等電源完整性問題，以及如何在PCB和IC設計中進行優化。 SI/PI分析工具的應用： （例如Keysight ADS, Ansys SIwave等）介紹相關工具的功能和使用方法，以及如何通過分析結果進行設計改進。 第十二章：EDA技術在實際工程中的案例分析 PCB設計項目實例： 從原理圖繪製、PCB布局布綫到信號完整性分析，完整展示一個實際PCB設計項目的流程。 FPGA應用項目實例： 以一個具體的FPGA項目（如圖像處理、通信接口等）為例，詳細講解從需求分析到硬件實現的完整過程。 IC設計流程簡化案例： 針對一個簡單的IC功能模塊，展示從RTL設計到物理實現的基本流程。 其他應用領域展望： 簡要介紹EDA技術在嵌入式係統、人工智能芯片、高性能計算等新興領域的應用。 本書的特色與學習指導： 理論與實踐緊密結閤： 每章內容均在理論講解後，配以大量的實例代碼和圖示，幫助讀者加深理解。 貼近實際工程應用： 所選案例均取材於實際工程項目，具有較高的參考價值。 工具使用技巧分享： 在介紹基本概念的同時，融入瞭主流EDA工具的使用技巧和注意事項。 循序漸進的學習路徑： 從基礎概念到高級應用，邏輯清晰，便於讀者逐步掌握。 思考與實踐環節： 每章末尾設有習題和思考題，鼓勵讀者動手實踐，鞏固所學知識。 誰適閤閱讀本書： 本書適閤以下人群： 高等院校電子信息類、計算機類相關專業的本科生和研究生： 作為教材或參考書，幫助學生係統掌握EDA技術。 從事集成電路設計、FPGA開發、PCB設計的工程師： 提升專業技能，瞭解最新EDA技術和工具。 對電子設計自動化技術感興趣的從業人員和科研人員： 拓寬技術視野，為相關研究和開發提供理論支持。 希望深入瞭解現代電子産品設計流程的軟硬件開發人員： 建立對電子設計全貌的認知。 通過本書的學習，讀者將能夠： 深刻理解EDA技術的原理和方法。 熟練掌握至少一種主流EDA工具的基本操作。 獨立完成小型或中型電子設計項目的設計、驗證和初步實現。 具備分析和解決電子設計過程中遇到問題的能力。 為未來在集成電路、嵌入式係統、物聯網等領域的發展奠定堅實基礎。 我們堅信，本書將成為您在EDA技術學習道路上的良師益友，助您在日新月異的電子科技領域乘風破浪，創造無限可能。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我最深刻的印象是它對“應用”二字的強調。在當今快速發展的電子信息領域，僅僅掌握理論知識是遠遠不夠的，如何將這些知識轉化為實際的生産力，纔是關鍵。這本書在這方麵做得非常齣色，它並沒有孤立地講解EDA的各種工具和技術，而是將它們置於具體的應用場景中進行闡述。我尤其欣賞書中關於信號完整性分析和電源完整性分析的章節，這些內容對於設計高性能、高可靠性的電子産品至關重要。作者通過大量的仿真結果和實際測試數據，直觀地展示瞭這些問題可能帶來的影響，並提供瞭相應的解決方案。這對於我這樣正在從事或者即將從事相關工作的讀者來說，簡直是“及時雨”。此外，書中關於PCB設計流程的講解也十分詳盡，從原理圖的繪製到PCB布局布綫的優化，每一步都考慮到瞭實際生産中的各種因素，例如電磁兼容性（EMC）、熱管理等等。這些細節的處理，充分體現瞭作者在行業內的深厚經驗。讀完這些章節，我感覺自己對於如何設計一款優秀的電子産品，有瞭更清晰的認識和更紮實的信心。

評分☆☆☆☆☆

這本書最大的亮點在於它對EDA技術“前沿性”的把握。我注意到書中不僅僅覆蓋瞭傳統的EDA設計流程，還積極引入瞭最新的技術趨勢。例如，在硬件描述語言（HDL）方麵，它不僅講解瞭Verilog和VHDL，還提及瞭SystemVerilog在驗證和高級設計中的應用。這對於我這種希望跟上行業步伐的讀者來說，是非常寶貴的。我尤其對書中關於人工智能（AI）在EDA中的應用的討論印象深刻。作者探討瞭AI如何輔助邏輯綜閤、布局布綫以及驗證等環節，並展望瞭AI在未來EDA發展中的潛力。這種前瞻性的內容，讓我感受到瞭這本書的“生命力”，它不僅僅是知識的記錄，更是對未來技術發展的引領。此外，書中對一些新興設計方法學，例如基於IP核的設計、低功耗設計等也有詳細的介紹。這些內容使得整本書的知識體係更加完整和現代化，能夠幫助讀者構建起一個麵嚮未來的知識框架。

評分☆☆☆☆☆

這本書最讓我感到“實用”的部分，在於它提供的豐富的“工具鏈”和“實踐指導”。在閱讀過程中，我發現作者並沒有局限於理論講解，而是非常注重介紹實際的EDA工具的使用方法。書中對市麵上主流的EDA軟件，如Xilinx Vivado、Intel Quartus Prime等，都有相當篇幅的介紹，包括它們的安裝、配置以及基本操作。更重要的是，作者提供瞭大量具體的實驗指導，從創建工程、編寫代碼到仿真調試、硬件下載，每一步都進行瞭詳細的圖文演示。我通過跟著書中的例子進行操作，很快就熟悉瞭這些EDA工具的基本流程，並成功地完成瞭一些簡單的FPGA設計項目。這對於我來說，是莫大的鼓舞。我感覺自己不再僅僅是一個旁觀者，而是真正地“上手”瞭。這種“上手”的體驗，遠比單純的理論學習更能激發我的學習興趣和動力。我相信，憑藉這本書提供的實踐指導，我能夠更快地將EDA技術應用於實際的電子項目開發中。

評分☆☆☆☆☆

初次翻開這本書，我最直觀的感受就是它在內容組織上的“厚重感”。封麵上“電子信息規劃教材”的字樣，就預示著這不是一本泛泛而談的科普讀物，而是要深入到專業領域，為未來的電子信息工程師打下堅實基礎。我特彆關注書中關於集成電路設計流程的闡述，從最初的概念設計到最終的版圖生成，每一步都顯得那麼嚴謹細緻。作者並沒有迴避其中的技術難點，而是用翔實的圖錶和深入淺齣的文字，將復雜的抽象概念具象化。例如，在邏輯綜閤的部分，我看到瞭對不同綜閤算法的比較分析，以及它們在實際應用中可能遇到的性能和效率問題。這對於初學者來說，無疑是極大的幫助，可以避免一開始就陷入盲目的試錯。而且，這本書不僅僅停留在理論層麵，還非常注重實踐環節的引導。我注意到書中穿插瞭大量的實驗項目和案例分析，這些內容都緊密結閤瞭當前電子信息行業的熱點技術，比如FPGA的應用、嵌入式係統的開發等等。通過這些實例，讀者可以更直觀地理解EDA工具的強大功能，並學會如何將其運用到解決實際問題中去。這種理論與實踐相結閤的教學模式，讓我覺得這本書的價值遠不止於知識的傳授，更是能力的培養。

評分☆☆☆☆☆

對於我這樣的非專業背景讀者來說，這本書的“易讀性”和“循序漸進”是其最吸引我的地方。盡管“電子信息規劃教材”這樣的名稱聽起來有些高深，但書中許多部分的講解方式都非常平易近人。作者善於使用類比和生活化的例子來解釋抽象的技術概念，這大大降低瞭閱讀門檻。比如，在解釋時序分析時，作者用“跑步比賽”來比喻時鍾信號的傳播，生動形象，讓我一下子就抓住瞭問題的核心。而且，本書的內容組織非常有條理，從基礎概念到復雜應用，層層遞進，環環相扣。我感覺自己就像在一步步攀登一座知識的山峰，每完成一個章節，都會有新的視野。書中還提供瞭大量的練習題和思考題，這些題目不僅僅是為瞭檢驗學習效果，更是為瞭引導讀者主動思考，加深對知識的理解。我發現，通過完成這些練習，我能夠更好地將書本上的理論知識與自己的理解相結閤，形成自己的知識體係。