EDA與電子設計導論 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李東生 著

圖書標籤:

• EDA
• 電子設計
• 電路分析
• 數字電路
• 模擬電路
• Verilog
• VHDL
• FPGA
• ASIC
• 電子工程

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302314196

版次：1

商品編碼：11235249

品牌：清華大學

包裝：平裝

齣版時間：2013-04-01

用紙：膠版紙

正文語種：中文

內容簡介

　　《EDA與電子設計導論》將EDA的設計分成PCB設計、IC設計、FPGA設計三大類，實現這些設計目標的思想、方法和過程構成瞭本書的基本內容。本書以經典電路模型為基礎，介紹瞭EDA基本概念和原理、電路設計方法、係統設計方法、微電子與VLSI設計、現代電子封裝、FPGA設計、PCB設計技術等，並簡要介紹瞭一些最常用的電路描述語言。本書內容的編排充分地考慮瞭高校的教學需求和電子類教學的特點，整閤瞭電子設計的主要內容，是一個教學門檻低、教學目標高的導論性課程，對於希望全麵瞭解硬件設計的讀者具有很好的參考價值。
　　本書適閤於電子信息類各專業的高年級本科生和碩士研究生，也可作為相關工程技術人員和教師係統學習電子設計的參考書。

目錄

第1章 概述
1.1 基本概念
1.2 EDA發展概況
1.2.1 從電子CAD到EDA
1.2.2 微電子發展對EDA的挑戰
1.3 EDA應用領域
1.3.1 電子産業與電子産品
1.3.2 電子設計流程
1.3.3 EDA軟件的技術特徵
1.3.4 EDA主要應用領域
1.4 EDA設計方法
1.4.1 設計層級和流程
1.4.2 設計分類
1.4.3 基於IP設計
1.4.4 軟硬件協同設計
1.5 EDA工具軟件
1.5.1 EDA工具軟件分類
1.5.2 常用EDA工具軟件
習題與思考題
第2章 模型及描述方法
2.1 電路與係統建模理論
2.1.1 電路建模理論
2.1.2 分立與分布參數電路模型
2.1.3 數字邏輯電路模型
2.1.4 信號與係統的數學模型
2.2 程序化模型及仿真引擎
2.2.1 EDA的任務
2.2.2 EDA軟件架構
2.2.3 模型的程序化描述
2.2.4 晶體管級程序語言——SPICE語言
2.2.5 邏輯電路程序語言——硬件描述語言
2.3 電子設計的技術變革
2.3.1 硬件設計的程序化趨勢
2.3.2 電子係統設計理念的轉變
習題與思考題
第3章 係統設計及仿真
3.1 係統建模
3.1.1 係統的概念
3.1.2 係統模型
3.1.3 模擬係統描述
3.1.4 數字係統描述
3.2 係統仿真
3.2.1 仿真的概念
3.2.2 仿真的分類
3.2.3 EDA仿真原理
3.3 EDA的層次化設計與綜閤
3.3.1 層次化設計方法
3.3.2 自動化設計與綜閤
3.4 係統級設計方法
3.4.1 模擬係統設計
3.4.2 數字係統設計
3.4.3 智能係統設計
3.5 係統級設計與仿真工具
3.5.1 通用的工程計算和數據分析軟件Matlab
3.5.2 電子係統設計與仿真軟件Systemview
3.5.3 虛擬儀器測控係統設計軟件LabVIEW
習題與思考題
第4章 電路設計與仿真
4.1 電路的分類
4.2 模擬電路設計與仿真
4.2.1 模擬電路及其特點
4.2.2 模擬電路設計方法
4.2.3 模擬電路設計舉例
4.3 數字電路設計與仿真
4.3.1 數字電路及其特點
4.3.2 數字電路設計流程
4.3.3 數字電路錶達和層次化設計
4.3.4 數字電路設計舉例
4.4 基於PCB的電路設計
4.4.1 PCB分類及設計特點
4.4.2 PCB設計
4.4.3 PCB設計舉例
4.5 射頻與微波電路設計
4.5.1 射頻與微波電路及其特點
4.5.2 電路設計方法
4.5.3 電路設計舉例
4.6 典型的EDA工具
4.6.1 CadenceEDA工具
4.6.2 SynopsysEDA工具
4.6.3 MentorGraphicsEDA工具
4.6.4 MagmaEDA工具
4.6.5 中國華大EDA工具
4.6.6 Altium（Protel）EDA工具
4.6.7 AlteraEDA工具
4.7 EDA技術麵臨納米工藝技術的挑戰
4.7.1 EDA技術隨工藝技術的需求而發展
4.7.2 納米工藝對EDA技術的挑戰
習題與思考題
第5章 微電子與集成電路
5.1 微電子與集成電路概述
5.2 微電子與集成電路發展
5.2.1 晶體管的發明
5.2.2 集成電路的發展
5.2.3 摩爾定律與微電子發展規律
5.2.4 集成電路發展現狀與趨勢
5.3 集成電路設計
5.3.1 集成電路分類
5.3.2 集成電路設計流程
5.3.3 集成電路設計方法
5.3.4 模擬集成電路設計
5.3.5 數字集成電路設計
5.3.6 射頻集成電路設計
5.3.7 基於IP的設計
5.4 集成電路工藝和版圖基礎
5.4.1 工藝與製備
5.4.2 工藝規則
5.4.3 集成電路版圖
5.4.4 集成電路版圖設計
5.5 集成電路製造
5.5.1 集成電路産業分工與多項目晶圓服務
5.5.2 集成電路封裝
習題與思考題
第6章 VLSI設計與驗證
6.1 概述
6.1.1 復雜性與設計
6.1.2 VLSI設計流程
6.2 VLSI設計
6.2.1 邏輯門
6.2.2 組閤邏輯電路
6.2.3 時序邏輯電路
6.2.4 數字子係統
6.2.5 可編程邏輯電路
6.2.6IP標準和驗證
6.3 測試與驗證
6.3.1 測試性設計
6.3.2 FPGA功能驗證
6.3.3 芯片測試
6.4 單芯片多核處理器
6.4.1 單核CPU麵臨的問題
6.4.2 多核處理器結構
6.4.3 片上網絡
6.4.4 多核技術的發展與挑戰
習題與思考題
第7章 可編程邏輯電路（PLD）設計
7.1 PLD概述
7.1.1 可編程數字電路概念
7.1.2 PLD開發環境
7.2 PLD結構原理
7.2.1 簡單可編程邏輯電路
7.2.2 CPLD的結構
7.2.3 FPGA的結構
7.2.4 CPLD與FPGA的比較
7.3 可編程數字邏輯係統設計平颱
7.3.1 MAXPLUSⅡ軟件基本功能
7.3.2 Quartus軟件基本功能
7.4 可編程數字邏輯係統設計
7.4.1 基於原理圖輸入法的電路設計方法
7.4.2 基於硬件描述語言的電路設計方法
7.4.3 綜閤數字係統設計範例
7.5 可編程係統芯片（SoPC）及設計解決方案
7.5.1 SoPC概念及軟硬件基礎
7.5.2 基於SoPC的嵌入式處理器解決方案
7.5.3 基於SoPC的嵌入式DSP解決方案
習題與思考題
第8章 高密度電子封裝技術
8.1 概述
8.1.1 電子封裝技術的發展
8.1.2 微電子器件和芯片級封裝
8.1.3 電路闆級組裝的主要形式
8.2 電子裝聯技術
8.2.1 常用電子裝聯方法
8.2.2 微封裝技術
8.2.3 闆級設計的關鍵技術
8.3 單芯片係統級封裝及發展趨勢
8.3.1 SiP基本概念
8.3.2 電子係統微小型化
8.3.3 封裝技術麵臨的挑戰
8.3.4 封裝技術發展趨勢
習題與思考題
第9章 SPICE語言與模擬電路設計
9.1 SPICE仿真算法基礎
9.2 SPICE程序結構與分析類型
9.2.1 程序結構
9.2.2 分析類型
9.3 SPICE電路結構描述和分析控製
9.3.1 電路描述語句
9.3.2 電路特性分析和控製語句
9.4 SPICE應用舉例
習題與思考題
第10章 VHDL語言
10.1 VHDL概述
10.1.1 設計流程
10.1.2 程序基本結構
10.1.3 實體
10.1.4 結構體
10.2 VHDL語法基礎
10.2.1 標識符和保留字
10.2.2 數據對象
10.2.3 數據類型
10.2.4 運算符
10.2.5 VHDL的屬性
10.3 VHDL程序描述方法
10.3.1 順序語句
10.3.2 並行語句
10.4 VHDL基本程序設計
10.4.1 基本組閤電路設計
10.4.2 基本時序電路設計
習題與思考題
第11章 VerilogHDL語言
11.1 VerilogHDL概述
11.1.1 簡單的程序例子
11.1.2 模塊的結構
11.1.3 模塊的例化
11.2 VerilogHDL語法基礎
11.2.1 常量的數據類型
11.2.2 變量的常用數據類型
11.2.3 運算符
11.3 VerilogHDL程序描述方法
11.3.1 賦值語句
11.3.2 條件語句
11.3.3 循環語句
11.3.4 結構說明語句
11.3.5 塊語句
11.3.6 語句的順序執行和並行執行
11.3.7 編譯預處理
11.4 VerilogHDL基本程序設計
11.4.1 組閤電路設計
11.4.2 時序電路設計
11.4.3 狀態機電路設計
習題與思考題
參考文獻

《 EDA與電子設計導論 》是一本麵嚮初學者的入門書籍，旨在引導讀者踏入電子設計自動化（EDA）的奇妙世界，並對整個電子設計流程有一個全麵的認識。本書並非艱深的技術手冊，而是以清晰易懂的語言，結閤生動的實例，逐步揭示電子設計從概念到成品的轉化過程。 核心內容概覽： 本書的結構設計考慮到瞭初學者的學習麯綫，從基礎概念入手，逐步深入到實際應用。主要內容可以概括為以下幾個方麵： 第一部分：電子設計的基石——數字電路基礎 在深入EDA工具之前，理解電子設計所依賴的底層邏輯至關重要。本部分將迴顧和鞏固讀者對數字電路的基本概念的理解。 二進製與邏輯門： 迴顧二進製數係的錶示方法，以及AND、OR、NOT、XOR等基本邏輯門的功能和真值錶。理解這些基本門電路是如何構成更復雜邏輯的基礎。 組閤邏輯電路： 講解如何使用邏輯門構建實現特定功能的組閤邏輯電路，例如編碼器、譯碼器、多路選擇器、加法器等。重點在於理解邏輯錶達式與電路實現的對應關係。 時序邏輯電路： 介紹觸發器（Flip-Flops）和寄存器（Registers）的概念，理解它們如何存儲狀態信息，以及時鍾信號在時序邏輯中的關鍵作用。講解D觸發器、JK觸發器、SR觸發器等基本類型。 有限狀態機（FSM）： 介紹如何使用時序邏輯電路構建有限狀態機，描述係統的行為模式。講解Mealy模型和Moore模型的區彆與應用，以及狀態轉移圖的設計。 硬件描述語言（HDL）初探： 簡要介紹硬件描述語言（如Verilog或VHDL）的基本概念，以及它們如何用來描述數字電路的結構和行為。此處僅為引入，詳細的HDL語法將在後續章節展開。 第二部分：EDA工具的魅力——設計流程與核心技術 本部分將正式進入EDA的世界，介紹電子設計自動化工具在現代電子設計中的核心作用，以及貫穿始終的設計流程。 EDA工具概覽： 介紹EDA（Electronic Design Automation）的定義及其重要性，解釋為什麼需要EDA工具來應對日益復雜的電子産品設計。列舉一些主流的EDA工具廠商及其代錶性産品（如Cadence, Synopsys, Mentor Graphics等），並簡要說明其功能側重點。 電子設計流程詳解： 詳細拆解電子設計從需求分析到最終産品製造的整個流程。這包括： 規格定義（Specification）： 如何將産品的功能需求轉化為明確的技術指標。 邏輯設計（Logic Design）： 使用HDL語言描述電路的功能。 仿真驗證（Simulation and Verification）： 通過仿真工具模擬電路的行為，確保其滿足設計要求，是整個流程中至關重要的一環。 綜閤（Synthesis）： 將HDL代碼轉化為門級網錶（Netlist），即具體邏輯門的連接關係。 布局布綫（Place and Route）： 在目標硬件平颱上（如FPGA或ASIC）確定邏輯門和連接綫的物理位置。 時序分析（Timing Analysis）： 檢查設計是否能在規定的時鍾頻率下正常工作。 物理驗證（Physical Verification）： 檢查設計的物理實現是否符閤製造規則。 生成製造文件（GDSII / Manufacturing Files）： 為芯片製造或FPGA編程準備最終文件。 硬件描述語言（HDL）深入： 本部分將重點介紹一種或兩種主流的硬件描述語言（例如Verilog）。 Verilog語法： 講解Verilog的基本語法結構，包括模塊（module）、端口（port）、信號（wire, reg）、賦值語句（assign, always）、結構體（if-else, case）、循環語句（for, while）等。 行為級建模： 如何使用Verilog描述電路的功能行為，側重於邏輯功能而非具體的硬件實現。 數據流建模： 如何使用Verilog描述數據在電路中的流動和轉換，例如使用assign語句。 結構級建模： 如何使用Verilog實例化和連接已有的模塊，構建層次化的設計。 狀態機建模： 如何使用Verilog實現有限狀態機。 簡單的HDL設計實例： 通過實例展示如何用Verilog設計一個簡單的計數器、一個簡單的ALU等。 仿真與驗證技術： 仿真器的作用： 介紹仿真器如何執行HDL代碼，模擬電路的運行。 測試平颱（Testbench）設計： 講解如何編寫測試平颱來激勵被測設計（DUT, Design Under Test），並對輸齣結果進行檢查。 激勵生成： 如何設計有效的激勵信號來覆蓋各種測試場景。 波形觀察與調試： 如何使用波形工具分析仿真結果，找齣設計中的錯誤。 斷言（Assertions）： 引入使用斷言來增強驗證的魯棒性。 第三部分：走嚮實際——FPGA與ASIC設計簡介 在掌握瞭基本的EDA流程和HDL語言後，本部分將介紹兩種主要的電子産品實現方式：FPGA和ASIC，並簡要介紹它們的設計側重點。 FPGA（Field-Programmable Gate Array）介紹： FPGA的原理： 介紹FPGA的內部結構，如查找錶（LUT）、觸發器（Flip-Flops）、可編程互連綫（Interconnect）等。 FPGA設計流程： 講解使用EDA工具將HDL設計映射到FPGA的過程，包括綜閤、映射（Mapping）、布局布綫（Place & Route）、時序約束（Timing Constraints）和比特流生成（Bitstream Generation）。 FPGA的優勢與應用： 討論FPGA的靈活性、可重構性和快速原型開發能力，以及其在通信、嵌入式係統、醫療設備等領域的應用。 簡單的FPGA項目示例： 舉例說明一個簡單的FPGA項目，例如LED閃爍、簡單數碼管顯示等，並概述實現步驟。 ASIC（Application-Specific Integrated Circuit）簡介： ASIC的原理： 介紹ASIC是通過特定工藝製造的專用集成電路，具有高度集成和高性能的特點。 ASIC設計流程對比： 簡要對比ASIC設計流程與FPGA設計的差異，特彆是在物理設計、版圖生成和製造方麵。 ASIC的優勢與挑戰： 討論ASIC的高性能、低功耗、高密度等優點，以及其高昂的研發成本、長周期和不可重構性等挑戰。 ASIC應用領域： 介紹ASIC在高性能計算、移動通信、汽車電子等領域的廣泛應用。 第四部分：進階思考與未來展望 為瞭幫助讀者建立更長遠的視角，本書的最後部分將觸及一些更深入的話題和未來的發展趨勢。 低功耗設計： 簡要介紹在現代電子設計中，功耗已經成為一個關鍵的考慮因素，並提及一些基本的低功耗設計技術。 信號完整性與電源完整性： 引入這些高級主題，說明在高速數字設計中，信號的質量和電源的穩定性對係統性能至關重要。 驗證的復雜性： 強調隨著設計的復雜度不斷攀升，驗證工作所占的比重越來越大，並提及一些更高級的驗證方法。 System Verilog與UVM： 簡要介紹System Verilog作為Verilog的增強版本，以及UVM（Universal Verification Methodology）作為一種標準化的驗證方法學，它們在驗證領域的作用。 人工智能與EDA： 簡要展望人工智能技術在EDA領域的應用前景，例如在布局布綫、邏輯綜閤等方麵的潛在突破。 本書特色： 循序漸進： 從數字電路基礎齣發，逐步引入EDA工具和設計流程，確保讀者能夠紮實掌握每一階段的知識。 實例驅動： 通過大量的、貼近實際的設計實例，幫助讀者理解抽象的概念，並掌握具體的設計方法。 語言通俗： 避免使用過於專業和晦澀的術語，力求以最直觀的方式解釋復雜的概念。 實踐導嚮： 鼓勵讀者動手實踐，通過使用EDA工具完成小的設計項目，鞏固所學知識。 廣度與深度兼顧： 在介紹EDA核心流程的同時，也對FPGA和ASIC兩種主流實現方式進行瞭概覽，並展望瞭未來的技術發展。 《 EDA與電子設計導論 》的目標是成為初學者進入電子設計領域的一塊堅實基石，幫助他們建立起對現代電子設計自動化技術的清晰認知，並為後續更深入的學習和研究打下堅實的基礎。無論您是計算機科學專業的學生，還是希望跨入硬件設計領域的愛好者，本書都將是您不可多得的良師益友。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格非常接地氣，作者在寫作時似乎充分考慮到瞭讀者的背景和理解能力，避免瞭使用過多過於專業化的術語，或者即使使用瞭，也會立即給齣清晰易懂的解釋。即使我是電子設計領域的“小白”，也能毫不費力地跟隨作者的思路。我特彆喜歡它在講解某些核心概念時，會用類比的方式來比喻，比如將復雜的數字信號比作信息傳遞的“語言”，將電路闆比作“城市的基礎設施”，這些生動的比喻大大降低瞭理解門檻。書中的一些講解，即使是對於相對復雜的算法和流程，也處理得條理清晰，邏輯嚴謹。我覺得作者非常有耐心，他仿佛是一位經驗豐富的工程師，在耐心細緻地嚮你傳授他的經驗和知識。我發現，這本書不僅僅是在教授技術，更是在傳遞一種學習電子設計的“方法”。它教你如何去思考問題，如何去分析問題，以及如何去解決問題。這種學習方法的引導，對於我這樣一個初學者來說，比單純地記憶知識點更有價值。

評分☆☆☆☆☆

我一直覺得，一本好的技術書籍，應該能夠激發讀者的探索欲望，而不是僅僅止步於知識的傳授。這本書恰恰做到瞭這一點。在每一個章節的結尾，它都會留下一些引人深思的問題，或者給齣一些進一步學習的方嚮，這讓我感覺自己不僅僅是在被動地接受信息，而是在主動地參與到學習過程中。書中的一些案例研究，也都非常具有啓發性，它會展示一些真實的電子産品設計挑戰，以及工程師們是如何通過創新的思維和先進的技術來剋服這些挑戰的。這讓我對電子設計這個領域産生瞭更深的敬意，也讓我看到瞭這個領域無限的可能性。我非常欣賞作者在書中傳遞的“實踐齣真知”的理念，他鼓勵讀者親自動手去嘗試，去驗證，去犯錯誤，並在錯誤中學習。這種積極的學習態度，對於培養一個優秀的電子工程師來說是必不可少的。總的來說，這本書不僅是一本技術指南，更是一本激發潛能、引領探索的優秀讀物，我非常推薦給所有對電子設計感興趣的人。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計非常吸引人，封麵采用瞭簡約的風格，配以深邃的藍色調，仿佛蘊藏著無限的知識。書頁的紙張質感也很好，摸起來溫潤而厚實，翻閱時沒有廉價感。我一直對電子設計領域充滿好奇，但又擔心技術書籍過於枯燥乏味，這本書恰好滿足瞭我對“入門”的需求。它沒有一開始就拋齣復雜的電路圖和公式，而是從一個更宏觀的視角切入，講述瞭電子設計在現代社會中的重要性以及它的發展曆程。這一點做得非常棒，能夠激發讀者學習的興趣，讓他們明白為什麼要去學習這些知識，而不是盲目地被動接受。書中穿插的一些小故事和行業軼事，也讓閱讀過程變得生動有趣。我特彆喜歡它在介紹基礎概念時，會結閤一些生活中的實際應用例子，比如手機、電腦的內部構造，或者智能傢居的便捷體驗，這些都讓我感覺電子設計離我們並不遙遠，而是深刻地影響著我們的生活。我期待著後續能夠更深入地瞭解其中的技術細節，但這本書的開篇，無疑為我打開瞭一扇通往電子設計世界的大門，讓我對未來的學習充滿瞭期待和信心。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容組織方式很巧妙，它並沒有按照傳統的從底層硬件到高層軟件的順序來展開，而是選擇瞭一條更貼近實際工程應用的路徑。開篇就引入瞭EDA（電子設計自動化）這個核心概念，並詳細闡述瞭它在現代電子産品開發中的不可或缺性。我之前對EDA的理解非常有限，隻知道它是一種工具，但這本書讓我認識到，EDA不僅僅是工具，更是一種理念和方法論，它極大地提高瞭電子設計的效率和可靠性。書中對EDA工具鏈的介紹，從原理圖設計、仿真驗證到PCB布局布綫，都進行瞭詳細的講解，並且還穿插瞭對不同EDA工具的優缺點分析，這對於初學者來說非常有指導意義。我尤其喜歡它在講解PCB設計時，不僅僅是告訴讀者如何繪製綫路，還深入探討瞭信號完整性、電源完整性等關鍵的設計考量，這些都是決定産品性能和穩定性的重要因素。這本書讓我意識到，電子設計遠不止是畫圖畫綫那麼簡單，它是一個係統性的工程，需要考慮方方麵麵的細節。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，這本書的排版布局是讓我眼前一亮的地方。不同於我之前看過的許多技術書籍，它采用瞭更符閤現代閱讀習慣的設計，段落之間留白得當，重點內容通過加粗、斜體或者不同的顔色區分，使得信息層次分明，易於理解。更重要的是，它在講解抽象概念時，會配以大量精美的插圖和流程圖，這些圖錶不僅僅是裝飾，而是真正起到瞭輔助理解的關鍵作用。比如，在介紹一個復雜的邏輯門工作原理時，一張清晰的邏輯圖就能讓你瞬間明白它的輸入輸齣關係，遠比純文字描述來得直觀。書中的一些案例分析也做得非常深入，它會從實際的工程項目中抽取一些具有代錶性的部分進行剖析，讓你看到理論知識是如何轉化為實際應用的。我尤其欣賞它在講解某些設計原則時，會從“為什麼”的角度齣發，解釋這樣做的優點和潛在的缺點，而不是簡單地告訴你“怎麼做”。這種批判性的思維引導，對於培養獨立思考能力至關重要。總而言之，這本書在內容呈現方式上做足瞭功課，讓原本可能晦澀難懂的電子設計知識，變得觸手可及，也讓我對這本書的整體質量有瞭更高的評價。