EDA技術項目教程/21世紀高職高專規劃教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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樊輝娜 著

圖書標籤:

• EDA技術
• 電子設計自動化
• 項目教學
• 高職高專
• 規劃教材
• 電路分析
• 數字電路
• 模擬電路
• Verilog
• VHDL

齣版社： 北京郵電大學齣版社

ISBN：9787563542666

版次：1

商品編碼：11655927

包裝：平裝

叢書名： 21世紀高職高專規劃教材

開本：16開

齣版時間：2015-01-01

用紙：膠版紙

頁數：241

正文語種：中文

內容簡介

　　《EDA技術項目教程/21世紀高職高專規劃教材》根據高等職業學院電子設計自動化課程的教學基本要求，以實施“項目教學”、注重“工作過程”為教學方式，依據高職EDA教學中的教學實踐經驗編寫。
　　《EDA技術項目教程/21世紀高職高專規劃教材》通過六大項目實例，闡述EDA技術在電子設計中的應用。本著項目教學在“學中做，做中學”的宗旨，把理論知識融入到項目工程的操作中去學，讓學習目的更加明確、知識的應用能力更加突齣。《EDA技術項目教程/21世紀高職高專規劃教材》內容通俗易懂，敘述深入淺齣，注重理論聯係實際，突齣應用研究能力的培養。
　　《EDA技術項目教程/21世紀高職高專規劃教材》可以作為高職院校電類等相關專業課程的教材，也可供相關專業技術人員閱讀參考。

目錄

第1篇 ProteiDXP應用與印製電路闆設計
ProtelDXP軟件概述
項目1 電源電路的原理圖設計與製闆
任務1-1 ProtelDXP文件管理
任務1-2 ProtelDXP原理圖設計環境的設置
任務1-3 ProtelDXP的原理圖繪製
任務1-4 生成原理圖報錶及打印原理圖
任務1-5 元件符號的製作與建立元件庫
任務1-6 元件封裝製作與建立封裝庫
任務1-7 印製電路闆的設計
項目2 四端口串行接口層次電路的設計
任務2-1 四端口串行接口電路的層次原理圖
習題

第2篇 Multisim2001設計仿真
Multisim2001軟件概述
項目3 直流穩壓源與放大電路的設計仿真
任務3-1 直流穩壓電源的設計與仿真
任務3-2 單管放大電路的仿真
項目4 數字鍾的設計與仿真
任務4-1 六十與二十四進製計數器的設計與仿真（用芯片74160實現）
任務4-2 數字鍾的設計與仿真
習題

第3篇 QuartusⅡ軟件應用及VHDL語言設計
FPGA／CPLD簡介
VHDL語言
項目5 基於VHDL語言的數字鍾的設計
任務5-1 原理圖輸入設計法——一位全加器的設計
任務5-2 VHDL文本輸入設計法——計數器分頻器的時序設計
任務5-3 7段數碼顯示譯碼器設計及動態掃描顯示電路的VHDL設計
任務5-4 層次設計法實現係統級電路設計
任務5-5 數字鍾的總體設計
項目6 基於狀態機的8路彩燈控製器
任務6-1 基於狀態機的8路彩燈花型循環控製模塊的設計
任務6-2 基於狀態機的8路彩燈VHDL總體設計
習題

附錄1 VHDL設計常用程序
1-1 門電路的程序設計
1-2 常用組閤電路的設計
1-3 時序邏輯電路的程序設計
附錄2 ProtelDXP元件庫集錦
繪圖員級考試大綱
參考文獻

《電子設計自動化（EDA）應用開發實戰：從入門到精通》 前言 在當今飛速發展的電子信息時代，集成電路（IC）的設計與製造是支撐科技進步的關鍵。而電子設計自動化（EDA）技術，作為實現復雜電子係統設計與驗證的強大工具，其重要性日益凸顯。無論是物聯網（IoT）設備的興起，人工智能（AI）的蓬勃發展，還是5G通信的普及，都離不開高性能、低功耗的集成電路。因此，掌握EDA技術，成為一名優秀的IC設計工程師，是許多有誌於投身電子行業的學子和從業者的目標。 本書旨在為讀者提供一套全麵、深入、實用的EDA技術學習方案，幫助讀者從零基礎逐步建立起對EDA工具鏈、設計流程、關鍵技術以及實際項目開發的完整認知。我們不隻是介紹理論知識，更強調動手實踐，通過大量的實例和項目，引導讀者掌握實際的EDA應用開發能力，為未來在集成電路設計、FPGA開發、SoC係統設計等領域的發展打下堅實的基礎。 本書的內容涵蓋瞭EDA技術的核心概念、主流工具的使用、數字邏輯設計、硬件描述語言（HDL）、綜閤、布局布綫、時序分析、物理驗證等關鍵環節。我們力求將復雜的概念以清晰易懂的方式呈現，並輔以豐富的圖示和代碼示例，幫助讀者理解每一個知識點。同時，本書的編排結構也充分考慮瞭學習的連貫性和循序漸進性，從基礎的數字邏輯原理齣發，逐步過渡到高級的設計與驗證技術。 第一章：EDA技術概覽與學習路徑 本章將為您勾勒齣EDA技術的宏觀圖景，讓您瞭解其在電子産業中的地位與作用。我們將深入剖析EDA工具鏈的構成，包括前端設計工具（如原理圖編輯器、HDL編輯器）、後端設計工具（如綜閤工具、布局布綫工具、版圖編輯器）、仿真工具（如數字仿真器、模擬仿真器、混閤信號仿真器）以及驗證工具。 您將瞭解到，EDA技術不僅僅是軟件的使用，更是一套嚴謹的設計流程。我們將詳細闡述從需求分析、係統設計、RTL編碼、邏輯綜閤、靜態時序分析、布局布綫、物理驗證到最終可製造性設計（DFM）等一係列關鍵步驟。理解這個流程，是高效進行EDA設計的前提。 此外，本章還將為您規劃一條清晰的學習路徑。我們將根據讀者的基礎和目標，推薦不同的學習重點和資源。無論您是初學者，還是希望深化技能的從業者，都能在這裏找到適閤自己的前進方嚮。我們將強調理論與實踐相結閤的重要性，引導您如何有效地利用本書提供的資源進行學習和提升。 第二章：數字邏輯基礎迴顧與FPGA入門 在本章中，我們將快速迴顧數字邏輯設計的核心概念，包括組閤邏輯和時序邏輯的原理，邏輯門的特性，以及各種基本邏輯電路（如加法器、減法器、寄存器、計數器）的設計。對於初學者，我們將提供清晰的解釋和實例，幫助您快速掌握這些基礎知識。 隨後，我們將引入現場可編程門陣列（FPGA）這一重要的硬件平颱。FPGA憑藉其可編程性、靈活性和高性能，在原型驗證、小批量生産和特定應用領域扮演著越來越重要的角色。我們將介紹FPGA的內部結構，包括查找錶（LUT）、觸發器（FF）、分布式RAM/ROM、DSP模塊等，讓您理解其工作原理。 學習FPGA設計，離不開硬件描述語言（HDL）。本章將重點介紹Verilog HDL，這是目前最廣泛使用的HDL之一。我們將從基本語法開始，講解模塊的定義、端口聲明、信號類型、賦值語句、過程塊、條件語句、循環語句等。通過大量簡單但經典的邏輯電路設計實例，例如LED閃爍、數碼管顯示、按鍵消抖等，幫助您快速上手Verilog編程。 第三章：Verilog HDL進階與結構化設計 在掌握瞭Verilog HDL的基礎之後，本章將帶領您深入學習更高級的HDL特性和結構化設計方法。我們將講解如何使用任務（task）和函數（function）來組織和復用代碼，如何進行參數化設計，以及如何利用預處理指令（如`include`, `define`）來增強代碼的可維護性。 狀態機（FSM）是數字邏輯設計的靈魂，也是實現復雜控製邏輯的關鍵。本章將詳細講解有限狀態機的類型（Mealy型和Moore型），狀態機的設計方法，以及如何用Verilog來描述有限狀態機。通過設計一個簡單的交通燈控製器或序列檢測器等實例，讓您深刻理解狀態機的設計與實現。 數據通路與控製通路的設計是構建復雜數字係統的基礎。本章將引導您學習如何將一個大型係統分解為可管理的模塊，如何設計數據通路來處理信息流，以及如何設計控製通路來協調數據通路的運作。我們將以一個簡單的CPU控製器或數據處理單元為例，展示模塊化設計和層次化設計的思想。 第四章：邏輯綜閤與靜態時序分析（STA） 邏輯綜閤是將用HDL編寫的抽象行為級描述轉化為門級網錶的關鍵步驟。本章將深入講解邏輯綜閤的原理和流程。您將瞭解到綜閤工具如何根據時序約束、麵積約束和功耗約束來優化邏輯門的使用，生成高效的電路網錶。 我們將介紹如何編寫易於綜閤的HDL代碼，避免使用那些綜閤工具難以理解或無法綜閤的語句。重點講解綜閤報告的解讀，包括資源使用情況、邏輯深度、關鍵路徑等信息。您將學會如何通過調整綜閤選項和約束文件來優化綜閤結果，以滿足設計目標。 靜態時序分析（STA）是確保數字電路在規定時鍾頻率下可靠工作的關鍵。本章將詳細講解時序分析的基本概念，包括時鍾周期、建立時間（Setup Time）、保持時間（Hold Time）、時鍾偏移（Clock Skew）、時鍾抖動（Clock Jitter）等。 您將學習如何使用EDA工具進行STA，如何生成時序報告，以及如何分析時序違例。本章將重點講解如何通過修改RTL代碼、調整綜閤策略、優化布局布綫等手段來解決時序問題，確保設計的時序性能達標。 第五章：FPGA後端設計流程：布局布綫與時序收斂 在完成瞭邏輯綜閤之後，就需要將綜閤後的門級網錶映射到具體的FPGA器件上。本章將深入介紹FPGA的後端設計流程，包括放置（Placement）和布綫（Routing）。 放置是將邏輯單元映射到FPGA內部的邏輯塊（CLB）或DSP塊等資源上的過程。布綫則是連接這些邏輯單元之間的信號綫。我們將講解影響放置和布綫質量的因素，以及如何通過調整放置和布綫策略來優化設計。 對於FPGA設計而言，時序收斂是後端設計的重中之重。在本章中，我們將重點講解如何結閤後端工具的時序分析結果，進行時序收斂。您將學會如何分析放置和布綫後的時序報告，識彆瓶頸，並采取相應的措施進行優化。這可能包括修改HDL代碼、調整綜閤約束、優化放置策略、以及進行更精細的布綫控製等。 第六章：ASIC設計流程基礎：前端設計與綜閤 盡管FPGA在原型驗證和特定應用中非常流行，但高性能、低功耗的芯片設計仍主要依賴於應用特定集成電路（ASIC）設計流程。本章將為您介紹ASIC設計流程的基礎，重點關注前端設計部分。 您將瞭解ASIC設計與FPGA設計的區彆，以及ASIC設計所麵臨的挑戰，例如功耗、麵積、性能以及可製造性等。我們將詳細講解ASIC設計流程中的RTL編碼、邏輯綜閤、以及門級仿真等關鍵環節。 在本章中，您將學習如何使用更專業的EDA工具進行ASIC綜閤。我們將介紹綜閤工具如何將RTL代碼映射到標準單元庫（Standard Cell Library），以及如何根據工藝庫的特性進行優化。您將瞭解綜閤報告中關於麵積、功耗和時序的信息，並學習如何解讀這些信息。 第七章：ASIC後端設計入門：布局布綫與物理驗證 本章將帶領您進入ASIC設計的後端世界，重點介紹布局布綫和物理驗證。在ASIC設計中，布局布綫是指將門級網錶中各個邏輯單元放置到芯片版圖上，並將其互連起來的過程。 您將瞭解到ASIC布局布綫工具的功能，以及其在芯片麵積、性能和功耗優化方麵的重要作用。我們將介紹關鍵的布局布綫階段，例如宏單元放置、標準單元放置、電源網絡規劃、布綫等等。 物理驗證是確保ASIC設計滿足製造規則的關鍵環節。在本章中，我們將介紹幾種重要的物理驗證類型： 設計規則檢查（DRC - Design Rule Check）：確保設計的幾何形狀和尺寸符閤晶圓廠的製造工藝規則。 版圖與原理圖一緻性檢查（LVS - Layout Versus Schematic）：驗證芯片版圖與前端設計生成的原理圖是否一緻，確保電路的功能正確性。 電遷移（EM - Electromigration）：檢查電流密度是否過高，可能導緻金屬綫失效。 IR Drop分析：評估電源網絡上的電壓降，確保芯片工作電壓穩定。 您將學習如何使用EDA工具執行這些物理驗證，以及如何根據驗證結果進行修改和優化。 第八章：SoC（System-on-Chip）設計概覽 隨著電子設備的復雜度不斷提升，將整個係統集成到單個芯片上的SoC設計已成為主流。本章將為您介紹SoC設計的概念、架構和關鍵技術。 您將瞭解到SoC設計中通常包含的各種IP（Intellectual Property）核，如CPU核、GPU核、DSP核、內存控製器、通信接口（USB, PCIe, Ethernet）等。我們將探討如何集成這些IP核，構建一個完整的係統。 總綫協議（如AMBA AXI, AHB, APB）是SoC內部各模塊之間通信的“語言”，本章將對這些協議進行介紹，讓您理解它們在SoC設計中的作用。 此外，本章還將觸及SoC設計中的一些重要考量，例如功耗管理、低功耗設計技術、片上調試（On-Chip Debugging）以及係統級驗證等。 第九章：EDA項目實戰：一個基於FPGA的簡單RISC-V處理器設計 理論學習需要付諸實踐纔能真正掌握。在本章中，我們將通過一個完整的項目實戰，將前麵所學的EDA技術融會貫通。我們將以設計一個簡單的RISC-V處理器核為例，帶領您完成從RTL編碼、仿真驗證、綜閤、後端設計到最終在FPGA上實現的整個流程。 您將學習如何使用Verilog HDL來描述RISC-V指令集的取指、譯碼、執行、訪存和寫迴等核心功能。我們將提供詳細的代碼結構和設計思路，並指導您如何進行模塊劃分和接口定義。 項目過程中，我們將反復強調仿真驗證的重要性。您將學習如何編寫測試平颱（Testbench）來驗證處理器的功能正確性，如何調試仿真中的問題。 隨後，我們將使用專業的FPGA開發套件和EDA工具，完成綜閤、放置、布綫等後端設計步驟。您將親身體驗時序收斂的挑戰，並學會如何運用所學知識來解決實際問題。最終，您將把設計部署到FPGA開發闆上，看到您親手設計的處理器核在硬件上運行，這將是極具成就感的體驗。 第十章：EDA技術前沿與未來發展趨勢 電子信息技術的進步日新月異，EDA技術作為其核心驅動力，也在不斷演進。本章將為您介紹EDA技術的一些前沿領域和未來發展趨勢。 我們將探討AI在EDA中的應用，例如AI驅動的邏輯綜閤、AI輔助的布局布綫、以及AI驅動的驗證等。您將瞭解到AI技術如何加速設計進程，提升設計效率和設計質量。 此外，我們還將關注新興的設計方法學，例如高層次綜閤（High-Level Synthesis, HLS），它允許使用C/C++/SystemC等語言進行設計，並能自動轉換為RTL代碼，極大地提高瞭設計效率。 您還將瞭解到一些針對特定應用領域的設計挑戰與解決方案，例如針對AI加速器、先進通信芯片、以及高性能計算芯片的設計考量。 附錄 常用EDA工具介紹：簡要介紹市麵上主流的EDA工具廠商及其代錶性産品。 EDA術語錶：對本書中齣現的重要EDA術語進行解釋。 參考資料與推薦閱讀：提供進一步學習的資源鏈接和書籍推薦。 結語 EDA技術是一門博大精深的學科，掌握它需要持續的學習和不斷的實踐。本書的編寫旨在為您提供一個堅實的起點，但真正的精通之路，還需要您在未來的學習和工作中不斷探索和積纍。希望本書能成為您在EDA技術領域的良師益友，助您在蓬勃發展的電子信息産業中，開創屬於自己的輝煌篇章。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本書，我最大的感受是它真正地做到瞭“學以緻用”。作者在編寫過程中，非常注重知識的實際應用性，將抽象的EDA概念與具體的工程實踐緊密聯係起來。書中提到的許多設計技巧和優化方法，都是在實際工程中經過驗證的，具有很高的參考價值。例如，在講解代碼編寫規範時，作者不僅強調瞭清晰度和可讀性，還列舉瞭許多可以提高代碼效率的技巧，這讓我受益匪淺。此外，書中對於整個項目流程的梳理，從需求分析到最終的産品交付，都有清晰的指引，讓我對EDA項目的運作模式有瞭更深入的瞭解。我尤其贊賞作者在書中反復強調的“調試是設計的靈魂”這一理念，並提供瞭多種有效的調試策略。總而言之，這本書並非一本純粹的理論書籍，而是一本真正能夠指導讀者完成實際EDA項目的“操作手冊”，它為我打開瞭通往工程實踐的大門。

評分☆☆☆☆☆

我特彆喜歡書中對於實驗指導的細緻程度。這本書不僅僅是理論的堆砌，更重要的是提供瞭豐富的實踐機會。每個章節都配有相應的實驗項目，從簡單的邏輯門電路仿真，到復雜的IP核集成和闆級調試，都給齣瞭清晰的操作步驟和預期結果。我按照書中的指示，一步步地完成瞭好幾個實驗，感覺自己真的像一個工程師一樣在進行項目開發。例如，在設計一個數碼管顯示控製器時，書中詳細介紹瞭如何使用Allegro等EDA工具進行原理圖繪製和PCB布局布綫，以及如何通過Quartus等軟件進行邏輯綜閤和時序仿真。最讓我驚喜的是，書中還提供瞭一些在實際操作中可能會遇到的常見錯誤及其解決方法，這大大減少瞭我在實驗過程中摸索的時間。這些實操性的指導，讓我能夠更直觀地理解EDA技術的應用，也培養瞭我動手實踐的能力，這對於未來的職業發展至關重要。

評分☆☆☆☆☆

不得不說，本書在案例分析方麵做得相當齣色，這正是我在學習EDA技術時最為看重的一個方麵。作者選取瞭幾個具有代錶性的項目，從需求分析、架構設計，到具體模塊的實現和驗證，都進行瞭詳細的闡述。這些案例並非憑空捏造，而是基於實際工程中的常見問題，具有很強的指導意義。我尤其喜歡書中對一個小型數字信號處理模塊的設計過程。作者詳細講解瞭如何根據性能指標分解任務，如何選擇閤適的IP核，以及如何進行時序約束和優化。在這個過程中，書中的代碼示例非常貼閤實際，並且附帶瞭詳細的解釋，讓我能夠一步步地模仿和學習。更重要的是，作者並沒有僅僅展示成功的案例，還提及瞭設計過程中可能遇到的挑戰和調試技巧，這對於培養解決實際問題的能力非常有幫助。通過這些案例，我不僅掌握瞭EDA工具的使用方法，更重要的是學會瞭如何將理論知識轉化為實際可行的設計方案，這遠比死記硬背教材上的概念要有效得多。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計相當樸實，沒有過多華麗的裝飾，這讓我一開始並沒有抱太大的期望。然而，當我翻開第一頁，一股嚴謹而紮實的學術氣息便撲麵而來。作者在序言部分闡述瞭EDA技術在現代電子産業中的重要地位，以及本書旨在為高職高專學生提供一套係統、實用的學習指南。我尤其欣賞的是，作者並沒有迴避EDA技術的復雜性，而是以一種循序漸進的方式，將概念、工具和實際應用巧妙地結閤起來。書中對基礎理論的講解深入淺齣，並沒有止步於錶麵，而是深入到原理層麵，這對於我這樣的初學者來說至關重要。例如，在講解邏輯綜閤部分，作者不僅列舉瞭各種優化算法，還用清晰的圖示和代碼片段展示瞭其工作流程，這讓我能夠真正理解“黑箱”操作背後的邏輯。總的來說，這本書的開篇就展現齣一種“乾貨滿滿”的姿態，讓我對後續的學習充滿瞭信心，也感受到瞭作者的專業和用心。

評分☆☆☆☆☆

這本書在理論深度和廣度上都給我留下瞭深刻的印象。雖然定位為高職高專教材，但其內容的深度並沒有因此打摺扣。作者在介紹EDA技術發展的曆史脈絡時，清晰地勾勒齣瞭FPGA和ASIC的發展曆程，以及它們在不同應用領域的作用。在技術細節上，例如關於時序分析的章節，作者花瞭大量的篇幅講解瞭各種時序指標的含義，以及如何通過約束文件來控製時序。這對於理解芯片設計的性能瓶頸非常有幫助。我特彆注意到，書中對於一些前沿技術的探討，比如低功耗設計和並行計算在EDA中的應用，也進行瞭初步的介紹，雖然篇幅不長，但足以引發我進一步探索的興趣。這說明作者並沒有局限於過時的內容，而是盡可能地將最新的技術趨勢融入教材。整體而言，這本書既有紮實的基礎理論支撐，又兼具一定的行業前瞻性，為讀者構建瞭一個比較完整的EDA技術知識體係。