普通高等教育電氣信息類規劃教材：EDA技術與應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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孫誌雄 等 著

圖書標籤:

• EDA
• 數字電路
• Verilog
• VHDL
• FPGA
• CPLD
• 集成電路設計
• 電子設計自動化
• 可編程邏輯器件
• 電路設計

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111415671

版次：1

商品編碼：11196003

品牌：機工齣版

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2013-03-01

用紙：膠版紙

正文語種：中文

內容簡介

　　隨著EDA技術的發展和應用領域的擴大，EDA技術在電子信息、通信、自動控製及計算機應用等領域的重要性日益突齣，已成為當今世界上最先進的電子電路設計技術。《普通高等教育電氣信息類規劃教材：EDA技術與應用》突齣理論與實踐相結閤的編寫風格，由淺入深地介紹瞭可編程邏輯器件、EDA及其應用設計技術。其主要內容包括：EDA技術概述、EDA工具軟件、可編程邏輯器件、硬件描述語言VHDL、EDA技術應用和EDA技術實驗。
　　《普通高等教育電氣信息類規劃教材：EDA技術與應用》可作為高等院校電子類、通信信息類、自動化類、計算機類專業的教材，也可作為廣大工程技術人員的參考書。

目錄

前言
第1章 EDA技術概述
1.1 EDA技術的概念
1.2 EDA技術的優勢
1.3 硬件描述語言
1.4 EDA開發工具
1.4.1 軟件開發工具
1.4.2 可編程邏輯器件
1.4.3 實驗開發係統
1.5 EDA工程設計流程
1.5.1 設計準備
1.5.2 設計輸入
1.5.3 設計處理
1.5.4 設計校驗
1.5.5 器件編程
1.5.6 器件測試和設計驗證
1.6 EDA技術的發展趨勢
1.6.1 可編程邏輯器件的發展趨勢
1.6.2 開發工具的發展趨勢
1.6.3 係統描述方式的發展趨勢
習題

第2章 EDA工具軟件
2.1 QuartusII簡介
2.2 QuartusII的原理圖輸入設計法
2.2.1 建立設計工程
2.2.2 設計項目的編譯
2.2.3 生成元件符號
2.2.4 設計項目的仿真
2.2.5 編程下載設計文件
2.2.6 設計電路硬件調試
2.3 層次化設計方法
2.4 MAX+plusII老式宏函數的應用
2.5 QuartusII強函數的應用
習題

第3章 可編程邏輯器件
3.1 可編程邏輯器件簡介
3.1.1 可編程邏輯器件的發展曆程
3.1.2 可編程邏輯器件的分類
3.2 簡單PLD原理
3.2.1 PROM結構原理
3.2.2 PLA結構原理
3.2.3 PAL結構原理
3.2.4 GAL結構原理
3.3 復雜可編程邏輯器件（CPLD）
3.3.1 CPLD基本結構
3.3.2 CPLD工作原理
3.4 現場可編程門陣列（FPGA）
3.4.1 FPGA基本結構
3.4.2 FPGA工作原理
3.5 編程與配置
3.5.1 JTAG方式的在係統編程
3.5.2 使用PC並口配置FPGA
3.5.3 FPGA專用配置芯片
習題

第4章 硬件描述語言VHDL
4.1 VHDL簡介
4.1.1 VHDL發展概況
4.1.2 VHDL的特點
4.2 VHDL程序基本結構
4.2.1 VHDL程序框架
4.2.2 庫和程序包
4.2.3 實體
4.2.4 結構體
4.2.5 配置
4.2.6 VHDL設計實例
4.3 VHDL要素
4.3.1 VHDL文字規則
4.3.2 VHDL數據對象
4.3.3 VHDL數據類型
4.3.4 VHDL的預定義數據類型
4.3.5 IEEE預定義的標準邏輯位和矢量
4.3.6 用戶自定義的預定義數據類型
4.3.7 VHDL操作符
4.4 VHDL順序語句
4.4.1 賦值語句
4.4.2 轉嚮控製語句
4.4.3 等待（WAIT）語句
4.4.4 斷言（ASSERT）語句
4.4.5 空操作（NULL）語句
4.5 VHDL並行語句
4.5.1 進程語句
4.5.2 塊語句
4.5.3 並行信號賦值語句
4.5.4 元件例化語句
4.5.5 生成語句
4.5.6 子程序和並行過程調用語句
習題

第5章 EDA技術應用
5.1 組閤邏輯電路的設計
5.1.1 門電路的設計
5.1.2 編碼器的設計
5.1.3 譯碼器的設計
5.1.4 數據選擇器的設計
5.1.5 數值比較器的設計
5.1.6 運算電路的設計
5.2 時序邏輯電路的設計
5.2.1 觸發器的設計
5.2.2 鎖存器的設計
5.2.3 寄存器和移位寄存器的設計
5.2.4 計數器的設計
5.3 存儲器的設計
5.3.1 隻讀存儲器的設計
5.3.2 隨機存儲器的設計
5.4 EDA技術的設計實例
5.4.1 交通燈的設計
5.4.2 正弦信號發生器的設計
5.4.3 QPSK直接序列擴頻調製器的設計
5.4.4 序列檢測器的設計
習題

第6章 EDA技術實驗
6.1 EDA基礎實驗
實驗1 EDA軟件的熟悉與使用
實驗2 1位半加器的設計
實驗3 1位全加器的設計
實驗4 譯碼器實驗
實驗5 基於LPM_ROM的九九乘法器
實驗6 數據選擇器的VHDL設計
實驗7 觸發器實驗
6.2 EDA綜閤設計實驗
實驗8 數碼管顯示控製實驗
實驗9 計數器實驗
實驗10 計數、譯碼和顯示電路設計
實驗11 2位十進製數字頻率計
實驗12 序列信號發生器
實驗13 8位硬件加法器
實驗14 D-A接口電路與波形發生器設計
實驗15 數字鍾的設計

附錄
附錄A ZY11EDA13BE型EDA技術實驗箱簡介
A.1 概述
A.2 ZY11EDA13BE型EDA技術實驗箱的各功能模塊
A.3 適配闆與擴展闆實驗開發說明
附錄B 邏輯符號對照錶
參考文獻

前言/序言

EDA技術與應用：探索現代電子設計的核心驅動力 在飛速發展的電子信息時代，集成電路（IC）的設計與製造已成為推動科技進步的基石。從智能手機、高性能計算機到通信係統、航空航天設備，無一不依賴於精密的集成電路。而EDA（Electronic Design Automation），即電子設計自動化技術，正是實現這一切的強大引擎。本書將帶您深入探究EDA技術的奧秘，領略其如何革新和加速現代電子設計的進程。 一、EDA技術概覽：賦能電子設計的強大工具 EDA技術並非單一的軟件或工具，而是一個包含多種工具、流程和方法學的復雜體係，旨在幫助工程師高效、準確地完成集成電路及電子係統的設計。它涵蓋瞭從係統級設計、邏輯設計、電路設計、物理設計到驗證等電子設計全生命周期的各個環節。 係統級設計： 在EDA流程的早期階段，係統級設計利用高級抽象模型，描述係統的功能和架構。這使得設計者可以在更高層次上進行概念驗證和性能評估，快速探索不同的設計方案，避免後期集成時齣現重大問題。這種自頂嚮下的設計方法，能夠顯著縮短開發周期，並降低設計成本。 邏輯設計： 這一階段是將係統級描述轉化為具體的數字邏輯門電路。工程師通常使用硬件描述語言（HDL），如Verilog或VHDL，來描述電路的行為和結構。EDA工具能夠將HDL代碼綜閤（Synthesis）成門級網錶（Netlist），這是連接到實際電路元件（如邏輯門、觸發器）的低級錶示。這一過程是數字IC設計中至關重要的一步，直接影響著芯片的性能、功耗和麵積。 電路設計（模擬與混閤信號）： 對於模擬和混閤信號電路，EDA工具提供瞭強大的電路級仿真器。這些工具能夠精確模擬晶體管、電阻、電容等元器件的行為，預測電路的性能參數，如增益、帶寬、噪聲等。SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）傢族的仿真器是此類設計的標杆，它們能夠處理復雜的非綫性特性，為模擬電路的設計提供堅實的基礎。 物理設計： 將邏輯設計轉換為可在芯片上製造的物理版圖（Layout）是物理設計的核心任務。這個過程包括布局（Placement）和布綫（Routing）。布局是將邏輯門和寄存器放置在芯片的特定位置，而布綫則是連接這些元件的金屬導綫。EDA工具在此過程中需要考慮信號完整性、功耗分布、時序約束以及製造工藝的限製，以確保芯片能夠穩定、高效地運行。 驗證： 驗證是EDA流程中耗時最長、成本最高但又不可或缺的環節。EDA工具提供瞭多種驗證方法，包括仿真（Simulation）、形式驗證（Formal Verification）、靜態時序分析（Static Timing Analysis, STA）和硬件加速驗證（Hardware Acceleration）。仿真通過執行大量測試嚮量來檢查設計的功能正確性；形式驗證則利用數學方法證明設計的屬性；STA分析時序路徑，確保設計滿足性能要求；硬件加速則將設計加載到FPGA等硬件平颱上進行加速測試。充分的驗證是確保芯片功能正確、性能達標的關鍵。 二、EDA工具的進化與核心功能 EDA工具經曆瞭數十年的發展，從最初的文本編輯器和簡單的邏輯模擬器，演變成瞭集成化、智能化、圖形化的復雜軟件套件。這些工具通常由專業的EDA公司開發，如Synopsys, Cadence, Mentor Graphics（現為Siemens EDA）。 硬件描述語言（HDL）與仿真： HDL是現代數字IC設計的基石。Verilog和VHDL是目前最常用的兩種HDL。通過HDL，工程師可以用高級語言描述硬件的功能，然後由EDA工具進行綜閤、仿真和驗證。仿真器能夠根據HDL代碼模擬電路的行為，幫助設計者在物理實現之前發現潛在問題。 邏輯綜閤（Logic Synthesis）： 邏輯綜閤工具將HDL描述的邏輯轉換為由標準邏輯門組成的網錶。這個過程是高度優化的，綜閤工具會根據預設的目標（如最小麵積、最高速度、最低功耗）來選擇最優的邏輯門組閤。現代綜閤工具還支持高層次綜閤（High-Level Synthesis, HLS），可以直接從C/C++等高級語言生成RTL代碼，進一步提高設計效率。 布局與布綫（Place and Route）： 這是物理設計的核心。布局工具負責將標準單元（Standard Cells）和宏單元（Macros）放置在芯片區域內，並優化其位置以滿足時序和布綫的需求。布綫工具則根據網錶連接這些單元，並優化布綫路徑以滿足信號完整性和功耗要求。這些工具需要處理極其復雜的幾何形狀和連接關係，並與製造工藝緊密結閤。 靜態時序分析（STA）： STA是一種不依賴於輸入嚮量的時序分析技術。它通過分析設計中的所有時序路徑，檢查是否存在時序違例（Timing Violations），如建立時間（Setup Time）和保持時間（Hold Time）不足。STA是確保芯片在規定頻率下穩定運行的重要手段。 物理驗證（Physical Verification）： 物理驗證包括設計規則檢查（Design Rule Checking, DRC）和版圖與原理圖等效性檢查（Layout Versus Schematic, LVS）。DRC確保設計的幾何形狀符閤製造工藝的要求，避免製造缺陷。LVS則檢查芯片的物理版圖是否與最初的邏輯設計一緻，防止在物理實現過程中引入邏輯錯誤。 三、EDA技術在不同領域的應用 EDA技術是現代電子産品開發的支柱，其應用領域極其廣泛： 數字集成電路設計： 這是EDA技術最核心的應用領域。從CPU、GPU到ASIC（Application-Specific Integrated Circuit）和FPGA（Field-Programmable Gate Array），EDA工具在這些芯片的設計、驗證和製造過程中扮演著不可替代的角色。 模擬與混閤信號電路設計： 射頻（RF）電路、電源管理IC（PMIC）、模數/數模轉換器（ADC/DAC）等模擬與混閤信號電路的設計同樣高度依賴EDA工具。精確的模擬仿真器和版圖工具是實現高性能模擬電路的關鍵。 係統級設計與驗證： 隨著係統復雜度不斷攀升，係統級設計方法越來越受到重視。EDA工具支持SystemC等高級語言，使工程師能夠在早期階段進行係統級的建模、仿真和驗證，從而優化整體係統架構。 嵌入式係統開發： 嵌入式係統通常包含微控製器（MCU）、DSP（Digital Signal Processor）以及各種外圍硬件。EDA工具能夠幫助設計者實現這些硬件的設計和集成，並與軟件協同開發。 半導體製造： EDA工具不僅僅用於芯片設計，還與半導體製造緊密關聯。例如，工藝設計套件（Process Design Kit, PDK）就包含瞭EDA工具所需的製造工藝信息，確保設計能夠被成功製造。 四、EDA技術的發展趨勢與未來展望 EDA技術正以前所未有的速度發展，以應對日益增長的設計復雜性和性能要求。 人工智能（AI）與機器學習（ML）在EDA中的應用： AI和ML技術正在被引入EDA流程，用於優化布局布綫、預測時序違例、輔助驗證等任務，有望顯著提高設計效率和設計質量。 高層次綜閤（HLS）的普及： HLS使得設計者能夠使用C/C++等更高級的語言進行設計，並自動生成RTL代碼，極大地降低瞭數字IC設計的門檻，提高瞭開發效率。 Chiplet與先進封裝技術： 隨著單芯片集成遇到瓶頸，Chiplet（小芯片）的理念逐漸興起。EDA工具正在演進，以支持多Chiplet的集成設計與驗證，以及先進封裝技術的協同設計。 功耗與安全性設計： 隨著摩爾定律的放緩，功耗優化和設計安全性成為關鍵。EDA工具提供瞭更精細的功耗分析和功耗敏感設計方法，以及安全性驗證工具，以應對日益嚴峻的挑戰。 可持續EDA： 隨著對環境問題的關注，EDA也在嚮更綠色、更可持續的方嚮發展，例如通過優化算法來減少計算資源消耗。 五、本書的學習目標與價值 本書旨在為讀者構建一個全麵、係統的EDA技術知識體係。通過深入學習，您將能夠： 理解EDA技術的基本原理和流程： 掌握數字IC設計、模擬IC設計以及係統級設計的EDA工作流程。 熟悉常用的EDA工具和功能： 瞭解HDL語言、邏輯綜閤、布局布綫、靜態時序分析等核心EDA工具的功能和應用。 掌握EDA在實際項目中的應用： 能夠運用EDA工具解決實際電子設計中的挑戰。 洞察EDA技術的發展趨勢： 瞭解AI、HLS等前沿技術對EDA領域的影響。 無論您是即將踏入電子信息領域的莘莘學子，還是希望提升專業技能的行業從業者，本書都將是您探索EDA技術、掌握現代電子設計核心技能的寶貴指南。掌握EDA技術，就是掌握未來電子信息産業的核心競爭力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵和標題讓我印象非常深刻，尤其是“普通高等教育電氣信息類規劃教材”這幾個字，一看就知道是為我們這類專業的學生量身打造的，學習起來肯定會很有針對性。我之前接觸過一些EDA相關的零散資料，但總感覺不夠係統，不成體係，遇到實際問題時就顯得力不從心。這本書的齣現，恰恰填補瞭這一塊的空白。從目錄來看，它幾乎涵蓋瞭EDA技術的所有核心內容，從基礎的數字邏輯設計原理，到復雜的硬件描述語言（HDL）的應用，再到具體的FPGA/CPLD開發流程，以及後期的仿真驗證和綜閤實現，都進行瞭詳細的闡述。這讓我對EDA技術有瞭一個整體的、宏觀的認識，感覺就像是在攀登一座知識的高峰，這本書就是我腳下堅實的起點。而且，教材的定位決定瞭它不會過於理論化，應該會包含大量的工程實例和實踐指導，這對於我們這些即將踏入社會的學生來說，是非常寶貴的財富。我非常期待能夠通過這本書，掌握一套紮實的EDA設計技能，為未來的學習和工作打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容組織結構非常閤理，讓我在學習過程中能夠清晰地把握知識的脈絡。它從最基礎的數字係統設計理念齣發，逐步深入到具體的硬件描述語言（HDL）的學習。這一點非常重要，因為很多EDA教材上來就講HDL，對於沒有堅實數字邏輯基礎的學生來說，會感到非常吃力。而這本書，先是夯實瞭基礎，再引入HDL，這種循序漸進的方式，大大降低瞭學習門檻。而且，在講解HDL時，它並不是孤立地介紹語法，而是緊密結閤實際的電路設計案例，例如狀態機的設計、計數器的實現、數據通路的設計等等。通過這些鮮活的案例，我們不僅學會瞭HDL的語法，更重要的是掌握瞭如何用HDL來描述硬件，如何將抽象的設計思維轉化為具體的代碼。這種理論與實踐緊密結閤的教學模式，讓學習過程更富有成效。

評分☆☆☆☆☆

我抱著試試看的心態翻開瞭這本《EDA技術與應用》，原本以為會是枯燥乏味的理論堆砌，但很快就被書中清晰的邏輯和循序漸進的講解吸引瞭。它並沒有上來就拋齣晦澀難懂的概念，而是從最基礎的數字電路原理講起，一步步引齣EDA的必要性和優勢，讓人自然而然地理解為何需要這門技術。書中的圖示非常豐富，而且質量很高，每一個關鍵概念都有對應的示意圖，這對於理解復雜的邏輯電路和設計流程起到瞭至關重要的作用。我尤其喜歡它在講解硬件描述語言（如Verilog或VHDL）時，不僅僅是羅列語法，而是通過大量的代碼示例，結閤實際的電路設計任務，來展示語言的運用。每一個示例都配有詳細的解釋，告訴你這段代碼是如何映射到硬件的，以及它在整個設計流程中扮演的角色。這種“知其然，更知其所以然”的教學方式，讓我覺得學習過程不再是被動的記憶，而是主動的探索和理解。

評分☆☆☆☆☆

這本書在介紹EDA工具的使用方麵，可以說是非常地道的。它不僅僅是停留在理論層麵，告訴你EDA工具能做什麼，而是會非常具體地講解如何一步步地在實際的EDA軟件環境中進行操作。比如，從工程的創建、源代碼的編寫、功能的仿真驗證，到最終的綜閤、布局布綫和生成下載文件，每一個步驟都進行瞭細緻的圖文並茂的演示。我特彆欣賞它在講解仿真部分時，不僅展示瞭波形圖，還深入分析瞭波形圖的含義，以及如何根據仿真結果來排查設計中的錯誤。這種“手把手”的教學方式，對於初學者來說簡直是福音。我以前學習EDA時，最頭疼的就是不知道如何將代碼變成一個實際運行的電路，總是感覺隔瞭一層膜。而這本書，則有效地幫助我打通瞭這一環節，讓我能夠真正地“玩轉”EDA工具，實現自己的設計想法。

評分☆☆☆☆☆

我之前對FPGA和CPLD這類可編程邏輯器件一直覺得很高大上，以為隻有資深的工程師纔能駕馭，但自從接觸瞭這本書，我纔發現原來學習和掌握它們並不是遙不可及的事情。書中有專門的章節詳細介紹瞭FPGA/CPLD的內部結構、工作原理以及它們在現代電子係統中的廣泛應用。最吸引我的是，它並沒有將這些器件描述成高深的黑箱，而是通過清晰的圖解和生動的比喻，將其內部的邏輯單元、布綫資源等都進行瞭詳盡的解釋，讓我能夠理解它們的“前世今生”。而且，書中還提供瞭大量的基於FPGA/CPLD的實際項目案例，從簡單的LED閃爍程序，到稍微復雜的數據采集和處理模塊，這些案例都非常貼閤實際工程需求。通過跟隨書中的指導完成這些項目，我不僅能夠熟練掌握FPGA/CPLD的開發流程，更能深刻體會到這種技術的強大和靈活。