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宋烈武 著

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• VHDL
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• 电路设计
• 实践教程

店铺： 电子工业出版社官方旗舰店

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121091018

商品编码：29658412975

包装：平塑

开本：16

出版时间：2009-08-01

内容介绍

基本信息

书名:EDA技术与实践教程(含光盘1张)

原价：26.00元

作者:宋烈武 编著

出版社：电子工业出版社

出版日期：2009-8-1

ISBN：9787121091018

字数：340000

页码：199

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：

编辑推荐

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任务驱动，行动导向，工学结合，学生主体，过程考核。

内容提要

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本书提供了参考授课计划及自学建议；第1章概述了EDA技术的主要内容；第2章简要介绍了FPGA/CPLD的结构与工作原理及其配置与编程方法；第3章介绍了Quartus Ⅱ设计流程及6个设计实例；第4章介绍了硬件描述语言VHDL语法概要；第5章用VHDL给出了常用单元电路的设计；第6章由浅入深精选了6个基础训练项目；第7章精选了6个综合训练项目。本教材提供的所有VHDL代码均在Altera推广型开发工具Quartus Ⅱ 9.0 SP1上综合通过，部分例题给出了仿真结果，另附Quartus Ⅱ开发工具及相关资料DVD光盘一张。
本书可作为各高职院校电子类、通信类及计算机类等相关专业二年级及以上学生的教材，也可作为电子技术工程技术人员的参考用书。

目录

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第一篇 EDA技术基础
第1章 概述
1.1 EDA技术的含义
1.2 EDA技术的主要内容
1.3 EDA技术的特点及发展趋势
第2章 可编程逻辑器件
2.1 概述
2.2 大规模可编程逻辑器件
2.3 Altera新型系列器件简介
2.4 FPGA/CPLD器件的配置与编程
第3章 QuartusⅡ设计基础
3.1 概述
3.2 QuartusⅡ的安装与授权
3.3 QuartusⅡ设计流程
3.4 QuartusⅡ设计实例
第4章 硬件描述语言VHDL语法概要
4.1 概述
4.2 VHDL程序基本结构
4.3 VHDL语言要素
4.4 VHDL的基本描述语句
4.5 子程序、程序包和配置
第5章 常用模块电路的VHDL设计
5.1 常用组合逻辑电路的设计
5.2 时序逻辑电路的设计
5.3 状态机的设计
5.4 存储器的设计
第二篇 实战训练
第6章 基础训练
6.1 一位全加器原理图输入设计
6.2 译码显示电路的设计
6.3 含异步清零和同步时钟使能的４位加法计数器的设计
6.4 数控分频器的设计
6.5 用状态机实现序列检测器的设计
6.6 简易正弦信号发送器的设计
第7章 综合训练
7.1 键盘输入电路的设计
7.2 动态输出4位十进制频率计的设计
7.3 数字钟的设计
7.4 DDS信号源的设计
7.5 基于Dsp Builder使用IP Core的FIR滤波器的设计
7.6 基于NiosⅡ的SD卡音乐播放器的实现
附录
A.DE2基本资料
B.基于MAXⅡ EPM240芯片的WZ型最小系统实验板基本资料
C.FPGA/CPLD主要厂商及开发工具简介
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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关联推荐
本书可作为高职院校电子类、通信类及计算机类等相关专业的教材，也可作为电子技术工程人员的参考用书
目录
第一篇 EDA技术基础
第1章 概述
1.1 EDA技术的含义
1.2 EDA技术的主要内容
1.3 EDA技术的特点及发展趋势
第2章 可编程逻辑器件
2.1 概述
2.1.1 可编程逻辑器件的发展历程
2.1.2 简单可编程逻辑器件的基本结构
2.1.3 可编程逻辑器件的主要分类
2.2 大规模可编程逻辑器件
2.2.1 FPGA的结构与工作原理
2.2.2 CPLD的结构与工作原理
2.2.3 其他类型的FPGA和CPLD
2.2.4 Altera成熟器件及命名规则
2.2.5 FPGA和CPLD的开发应用选择
2.2.6 Altera配置芯片简介
2.3 Altera新型系列器件简介
2.3.1 Stratix系列高端FPGA简介
2.3.2 Arria系列中端FPGA简介
2.3.3 Cyclone系列低端FPGA简介
2.3.4 MAX Ⅱ系列低成本CPLD简介
2.3.5 HardCopy ASIC系列简介
2.4 FPGA/CPLD器件的配置与编程
2.4.1 下载电缆
2.4.2 配置与编程模式
2.4.3 配置方式
第3章 QuartusⅡ设计基础
3.1 概述
3.2 QuartusⅡ的安装与授权
3.3 QuartusⅡ设计流程
3.4 QuartusⅡ设计实例
3.4.1 输入设计与编译
3.4.2 仿真及时序分析
3.4.3 下载实现及硬件测试
3.4.4 可参数化宏模块的调用
3.4.5 Dsp Builder的应用
3.4.6 设计一个简单的CPU系统
第4章 硬件描述语言VHDL语法概要
4.1 概述
4.1.1 VHDL的特点
4.1.2 学习VHDL的注意事项
4.2 VHDL程序基本结构
4.2.1 库
4.2.2 实体
4.2.3 结构体
4.3 VHDL语言要素
4.3.1 文字规则
4.3.2 数据对象
4.3.3 数据类型
4.3.4 类型转换
4.3.5 运算操作符
4.3.6 属性
4.4 VHDL的基本描述语句
4.4.1 顺序语句
4.4.2 并行语句
4.4.3 其他语句
4.5 子程序、程序包和配置
4.5.1 子程序
4.5.2 程序包
4.5.3 配置
第5章 常用模块电路的VHDL设计
5.1 常用组合逻辑电路的设计
5.1.1 七段译码器
5.1.2 优先编码器
5.1.3 多路选择器
5.1.4 求补器
5.1.5 三态门及总线缓冲器
5.2 时序逻辑电路的设计
5.2.1 触发器的设计
5.2.2 移位寄存器的设计
5.2.3 计数器的设计
5.3 状态机的设计
5.3.1 摩尔状态机的设计
5.3.2 米里状态机的设计
5.4 存储器的设计
5.4.1 只读存储器的设计
5.4.2 随机存储器的设计
5.4.3 堆栈的设计
第二篇 实战训练
第6章 基础训练
6.1 一位全加器原理图输入设计
6.2 译码显示电路的设计
6.3 含异步清零和同步时钟使能的４位加法计数器的设计
6.4 数控分频器的设计
6.5 用状态机实现序列检测器的设计
6.6 简易正弦信号发送器的设计
第7章 综合训练
7.1 键盘输入电路的设计
7.2 动态输出4位十进制频率计的设计
7.3 数字钟的设计
7.4 DDS信号源的设计
7.5 基于Dsp Builder使用IP Core的FIR滤波器的设计
7.6 基于NiosⅡ的SD卡音乐播放器的实现
附录
A．DE2基本资料
B．基于MAXⅡ EPM240芯片的WZ型最小系统实验板基本资料
C．FPGA/CPLD主要厂商及开发工具简介
参考文献

《精通 EDA 技术：从理论到实践的全面解析》 内容概述： 本书旨在为读者提供一套深入、系统且实用的 EDA（Electronic Design Automation，电子设计自动化）技术学习指南。我们将带领读者穿越数字电路设计与验证的宏大图景，从基础的逻辑门原理到复杂的系统级设计，再到前沿的验证方法学，层层递进，力求让读者在掌握理论知识的同时，能够熟练运用各种 EDA 工具，真正将所学转化为实践能力。全书共分为九个主要章节，涵盖了 EDA 技术的方方面面。 第一章： EDA 技术概览与发展脉络 本章将为读者搭建起对 EDA 技术的宏观认识。我们将首先阐述 EDA 在现代电子产业中的核心地位和不可替代性，分析其如何极大地提高了设计效率、降低了设计成本，并加速了产品迭代。接着，我们将梳理 EDA 技术的发展历程，从早期的手工绘图、逻辑模拟，到现代的硬件描述语言（HDL）、综合、布局布线、形式验证以及高级功能验证等阶段，重点介绍各个阶段的关键技术突破和代表性工具。同时，本章还将展望 EDA 技术未来的发展趋势，例如人工智能在 EDA 中的应用、软硬件协同设计、低功耗设计等，帮助读者建立起对行业前景的清晰认知。 第二章： 数字逻辑基础与硬件描述语言（HDL）入门 在深入 EDA 工具之前，扎实的数字逻辑基础是必不可少的。本章将回顾并强化读者在数字逻辑方面的知识，包括布尔代数、逻辑门、组合逻辑电路（如编码器、译码器、多路选择器、加法器等）、时序逻辑电路（如触发器、寄存器、计数器、状态机等）。在掌握了基本逻辑概念后，我们将正式引入硬件描述语言（HDL）。目前业界主流的 HDL 主要有 Verilog 和 VHDL。本书将侧重于 Verilog 语言，其语法简洁，易于上手，且应用广泛。我们将从最基础的 Verilog 语法开始，逐步讲解如何用 Verilog 描述组合逻辑和时序逻辑，如何进行模块化设计，以及如何使用过程语句、赋值语句、条件语句、循环语句等构建复杂的逻辑功能。我们将通过大量的代码示例，引导读者理解 HDL 代码与实际硬件电路之间的对应关系。 第三章： 逻辑综合与静态时序分析（STA） 逻辑综合是 EDA 设计流程中的关键一步，它负责将用 HDL 编写的抽象设计转化为实际的门级网表。本章将详细介绍逻辑综合的原理和流程。我们将讲解综合工具如何根据目标工艺库、设计约束（如时钟频率、时序要求）来优化逻辑，实现面积、功耗和性能之间的权衡。我们会深入探讨综合过程中常见的优化技术，如逻辑化简、寄存器复制、时钟门控等。 与逻辑综合紧密相连的是静态时序分析（STA）。STA 是一种不依赖于仿真即可分析设计时序裕度的方法。本章将详细介绍 STA 的核心概念，包括建立时间（setup time）、保持时间（hold time）、时钟偏移（clock skew）、时钟抖动（clock jitter）以及各种时序路径的计算。我们将指导读者如何使用 STA 工具来检查设计是否存在时序违例，如何解读 STA 报告，以及如何根据 STA 的结果对设计进行优化。掌握 STA 是确保数字电路在预期频率下稳定运行的关键。 第四章： 物理设计：布局（Placement）与布线（Routing） 当设计被综合成门级网表后，就需要将其映射到实际的芯片物理版图上，这就是物理设计阶段。本章将重点讲解物理设计的两个核心环节：布局（Placement）和布线（Routing）。 布局（Placement）：指的是将网表中的逻辑单元（如门、触发器）放置在芯片版图上的合适位置，以期最小化线长、提高时序性能、降低功耗。我们将讨论不同的布局算法，如全局布局、标准单元布局、IP 模块布局等，以及影响布局质量的因素。 布线（Routing）：在布局完成后，就需要将这些逻辑单元之间的连接线（信号线）通过芯片上的金属层进行连接。本章将介绍布线的分类（如全局布线、详细布线），以及布线过程中需要考虑的关键问题，如信号完整性、串扰（crosstalk）、功耗等。我们将讲解布线工具如何根据设计规则（DRC）、时序要求和线长约束来完成布线任务。 第五章： 物理验证：DRC、LVS 与 ERC 物理验证是芯片制造前必不可少的环节，旨在确保设计符合半导体制造工艺的各项规则。本章将深入介绍三种主要的物理验证类型： 设计规则检查（DRC - Design Rule Checking）：检查版图是否违反了制造厂提供的设计规则，例如金属线之间的最小间距、接触孔的大小和位置等。违反 DRC 规则会导致芯片无法正常制造或性能下降。 版图与原理图一致性检查（LVS - Layout Versus Schematic）：将实际的版图提取出的网表与原始的原理图（或综合后的网表）进行比对，确保两者在逻辑功能上完全一致。LVS 是防止设计过程中引入逻辑错误的最后一道防线。 电气规则检查（ERC - Electrical Rule Checking）：检查版图是否存在电气方面的潜在问题，例如未连接的输入端口、短路的输出端口、电源和地线的连接等。 本章将讲解这些验证工作的原理、流程以及常见的检查项，并指导读者如何使用相关的验证工具来发现和修复问题。 第六章： 功能验证基础与仿真 除了上述的物理实现流程，验证设计的功能是否正确同样至关重要。本章将聚焦于功能验证的基础知识和仿真技术。我们将首先介绍不同类型的验证方法，包括动态验证（仿真）和静态验证。 仿真：是动态验证中最常用的方法。我们将详细讲解仿真器的作用，以及如何编写测试平台（testbench）来驱动被测设计（DUT - Design Under Test）。测试平台是仿真验证的核心，它负责生成输入激励、监测输出响应，并判断 DUT 的行为是否符合预期。我们将介绍激励生成技术，如序列激励、随机激励、约束随机激励（CRV）等，以及常用的检查方法，如断言（assertions）、覆盖率（coverage）等。 第七章： 高级功能验证方法学：SystemVerilog 与 UVM 随着现代集成电路设计的规模日益庞大和复杂，传统的仿真方法已经难以满足验证的需求。本章将深入探讨当前业界主流的高级功能验证方法学：SystemVerilog 和通用验证方法学（UVM - Universal Verification Methodology）。 SystemVerilog：作为 Verilog 的增强版本，SystemVerilog 提供了面向对象编程（OOP）、随机约束、断言（Assertions）等强大的特性，极大地提高了验证代码的可重用性和表达能力。本章将重点讲解 SystemVerilog 中用于验证的关键特性，如类（classes）、接口（interfaces）、枚举（enums）、过程（processes）、断言（assertions）等。 UVM：UVM 是一个基于 SystemVerilog 的、标准化的验证组件库和方法学。它提供了一套通用的验证架构，包括事务级建模（TLM）、验证序列（sequencers）、驱动器（drivers）、监视器（monitors）、检查器（checkers）、分数器（scoreboards）等，能够有效地构建可配置、可重用、可扩展的验证环境。本章将深入剖析 UVM 的核心概念和组件，并提供构建简单 UVM 测试平台的实例，让读者能够理解 UVM 的强大之处。 第八章： 形式验证简介 形式验证是一种不依赖于仿真而通过数学方法证明设计属性是否成立的验证技术。它在某些方面比仿真更高效，尤其擅长于证明不存在某些特定的违规行为。本章将对形式验证进行初步介绍。我们将讲解形式验证的基本原理，例如模型检查（model checking）和等价性检查（equivalence checking）。我们将讨论形式验证在验证特定属性（如死锁、活锁、安全性属性）方面的优势，以及其与仿真的互补关系。 第九章： EDA 工具链与项目实战 最后，本章将把前面章节所学的理论知识与实际的 EDA 工具链相结合。我们将介绍当前业界常用的 EDA 工具厂商及其代表性产品（例如 Synopsys, Cadence, Mentor Graphics 等），并简单介绍它们在设计流程中的主要作用，如综合工具、布局布线工具、物理验证工具、仿真器、形式验证工具等。 为了让读者能够更好地掌握 EDA 技术，本章还将通过一个贯穿全书的“项目实战”来引导大家动手实践。我们将选择一个中等规模的数字电路设计，例如一个简单的 CPU 控制单元或一个通信接口模块，从 HDL 编码、功能仿真、逻辑综合、静态时序分析、物理设计到物理验证，完整地走一遍 EDA 设计流程。我们将提供详细的操作步骤和指导，帮助读者熟悉各个阶段的工具使用和结果分析。通过实际操作，读者将能深刻理解 EDA 技术在实际工程中的应用，并培养解决实际问题的能力。 总结： 《精通 EDA 技术：从理论到实践的全面解析》力求成为一本集理论深度、实践广度于一体的 EDA 技术经典教程。我们相信，通过本书的学习，读者不仅能够系统地掌握 EDA 技术的各个环节，更能获得宝贵的实践经验，为未来的芯片设计与验证工作奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

说实话，这本书的内容深度和广度都远远低于我的预期，简直像是一份未经打磨的、堆砌了大量网络资料的电子文档合集。它试图涵盖EDA的方方面面，从最基础的描述性统计到一些高级的特征工程技巧，但每一点都浅尝辄止，没有进行任何深层次的剖析。例如，在谈到异常值处理时，书中仅仅罗列了“箱线图识别”、“Z-Score方法”等几种常见手段，然后就直接跳到了下一个话题，完全没有深入解释这些方法的适用场景、背后的统计学原理，更别提如何权衡不同方法的利弊了。这对于想真正掌握这门技术的读者来说，无疑是一种误导。学习EDA的目的不只是会用工具箱里的函数，更重要的是理解数据背后的“故事”，学会如何根据数据的特性选择最恰当的分析路径。这本书的作者似乎把“罗列知识点”等同于“传授技能”，这种肤浅的处理方式，使得全书读下来，我感觉自己掌握的只是一些零碎的、缺乏支撑的记忆碎片，一旦脱离书本，那些知识点立刻就会烟消云散，无法在实际项目中灵活运用。它的实用价值，真的大打折扣。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的语言风格感到非常不适，它充满了陈旧的、甚至有些僵硬的技术术语，读起来完全没有现代数据科学领域应有的那种活力和前瞻性。作者的叙述方式，仿佛还停留在十年前的教科书编写模式中，用一种高高在上的、不容置疑的口吻介绍着那些“标准流程”。这种刻板的表达方式，让原本应该生动有趣的数据探索过程，变得枯燥乏味、索然无味。比如，在解释数据可视化时，作者反复强调使用某些“传统”图表类型，而对近年来在探索性分析中越来越重要的交互式可视化工具和现代图形库的使用几乎只字不提，仿佛这些进步从未发生过一样。学习新技术，很大程度上就是学习新的思维模式，但这本书给我的感觉是，它在努力把我拉回到一个旧的、过时的框架里。如果一个教程不能激发读者的好奇心和探索欲，不能用与时俱进的视角来展示学科的前沿动态，那么它就失去了作为一本“实践教程”的核心价值。这更像是一份历史文献的摘录，而不是指导未来的工具书。

评分☆☆☆☆☆

让我感到困惑的是，这本书在关键概念的阐述上存在着明显的逻辑跳跃和表述不清的问题。某些章节的过渡非常突兀，让人感觉作者似乎遗漏了中间一两个至关重要的衔接步骤，直接从“是什么”跳到了“怎么做”，中间的“为什么”却含糊其辞。例如，在介绍维度规约（如PCA）的章节，它迅速展示了如何调用库函数来得到降维后的结果，但对于如何判断选择的维度数量是否合理、如何解释降维后特征的物理意义，这些核心的分析步骤却被轻描淡写地带过了。这种处理方式，对于希望深入理解原理的读者来说，是极其不负责任的。这感觉就像是有人给了你一把高科技的瑞士军刀，告诉你这个按钮可以切割，那个按钮可以拧螺丝，但却从未告诉你如何安全地使用它们，以及在什么情况下使用哪种工具才是最高效的。结果就是，读者在使用时充满了不确定性，生怕自己不经意间做出了错误的假设或处理，从而引入了无法察觉的偏差，这对于强调准确性的数据分析工作来说，是致命的缺陷。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版简直是一场灾难，从拿到手的那一刻起，我就感觉像是误入了一个信息爆炸却又缺乏逻辑导引的迷宫。首先，目录的设计就让人摸不着头脑，主题的划分显得极其随意，章节之间的跳转生硬得像是在强行拼凑不同的技术文档。更要命的是，正文中的插图和代码示例，那清晰度简直是在考验我的视力极限，很多关键的图形和公式模糊不清，让人不得不一遍遍地对照着屏幕上的官方文档才能勉强理解作者想要表达的那个“精髓”。举个例子，在讲解数据清洗流程的那个部分，图表中的变量名称小到几乎看不见，我花了整整一个下午试图辨认出那些被墨水洇化掉的字符，最终还是放弃了，只能靠猜测来推进学习。这种对阅读体验的漠视，真的让人怀疑作者是否真的对“教程”二字抱有敬畏之心。一个好的教程，应该像一位耐心的向导，引导读者逐步深入，而不是像这本书一样，把一堆散乱的知识点堆砌在一起，任由读者自行摸索。我期待的是一种系统性的、循序渐进的指导，而不是这种让人抓狂的、充满“待解之谜”的阅读体验。这本书在用户友好性上的缺失，是它最大的硬伤，完全不适合需要扎实基础知识的初学者。

评分☆☆☆☆☆

这本书的“实践”部分做得尤其令人失望，可以说是名不副实。所谓的“实践”，更多的是一些脱离真实业务场景的、精心构造的、近乎玩具般的数据集上的操作演示。作者似乎认为，只要把代码敲出来，读者就能自动学会解决现实世界中的复杂问题。然而，现实中的数据往往是混乱的、缺失的、充满偏见的，需要大量的领域知识和批判性思维去驾驭。我尝试将书中的一些处理流程应用到我正在进行的一个小项目上，结果发现根本行不通——书中的数据结构和假设在这里完全不成立。教程没有提供任何关于如何处理“脏数据”、如何构建健壮分析流程的通用方法论，而是仅仅展示了在理想化数据集上的“成功案例”。这种脱节，让读者在合上书本、面对真实挑战时，会产生巨大的能力落差感。一个真正的实践教程，应该教会我们如何“思考”数据问题，而不是简单地演示几个API调用。我需要的不是一个操作手册，而是一个能培养我数据直觉的导师，很明显，这本书没有做到这一点。