EDA技术及应用 - 中国高校教材图书网
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书名： |
EDA技术及应用
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| ISBN： | 978-7-5606-2709-0 |
责任编辑： | |
| 作者： |
吴延海
相关图书
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装订： | 平装 |
| 印次： | 1-1 |
开本： | 16开 |
| 定价： |
￥35.00
折扣价：￥33.25
折扣：0.95
节省了1.75元
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字数： |
475千字
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| 出版社： |
西安电子科技大学出版社 |
页数： |
321页
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| 出版日期： |
2012-01-01 |
每包册数： |
13
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| 国家规划教材： |
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省部级规划教材： |
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| 入选重点出版项目： |
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获奖信息： |
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| 内容简介： |
本书以培养高等工程技术应用型人才为目标，以工程应用为背景，深入浅出地叙述了EDA的基本技术；在内容取材上，力求反映国内外EDA技术的新成果、新应用，简明精练，以够用为度；在讲述方法上，既注重基本内容、基本方法的介绍，力求通俗易懂，又强调理论与实际融会贯通，通过大量的实用例程，突出本书的实用性。
全书共8章，内容包括绪论、硬件基础、软件平台、描述语言、VHDL程序结构、VHDL描述语句、VHDL基本逻辑电路设计、数字系统设计实例等。
本书内容丰富、由浅入深，概念清晰，逻辑性强，重点突出，注重理论联系实际，且书中每章都列举了一定数量的例题，还附有大量的习题与思考题。
本书可作为高等学校电子信息类和计算机类专业的本科生教材，也可作为广大电子设计工程师、ASIC设计人员和系统设计者的参考书。
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| 作者简介： |
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| 章节目录： |
第1章 绪论 1
1.1 EDA技术及其发展 1
1.1.1 EDA技术的发展历程 1
1.1.2 EDA技术的基本特征 2
1.2 EDA技术的主要内容 3
1.2.1 大规模可编程逻辑器件 4
1.2.2 硬件描述语言 4
1.2.3 软件开发系统 4
1.2.4 硬件实验箱 4
1.3 EDA开发工具 5
1.4 EDA工程设计流程 6
1.4.1 设计准备 6
1.4.2 设计输入 6
1.4.3 设计处理 7
1.4.4 设计检验 7
1.4.5 器件编程 7
1.5 EDA技术的应用现状及发展趋势 8
1.5.1 EDA技术的应用现状 8
1.5.2 EDA技术的发展趋势 8
1.5.3 SoPC技术 10
本章小结 11
习题与思考题 12
第2章 硬件基础 13
2.1 概述 13
2.1.1 可编程逻辑器件的发展历程 13
2.1.2 PLD的表示方法 15
2.1.3 乘积项原理 16
2.1.4 查找表原理 18
2.1.5 可编程逻辑器件的分类 19
2.2 简单可编程逻辑器件 20
2.3 复杂可编程逻辑器件CPLD 22
2.3.1 CPLD的基本结构 22
2.3.2 Altera公司的CPLD器件 26
2.4 现场可编程门阵列FPGA 28
2.4.1 FPGA的基本结构 28
2.4.2 Altera公司的FPGA器件 31
2.5 可编程逻辑器件的编程与配置 33
2.5.1 CPLD器件的编程 34
2.5.2 FPGA器件的配置 35
2.6 可编程逻辑器件的选择 39
2.6.1 可编程逻辑器件选择的依据 39
2.6.2 FPGA与CPLD的比较 40
本章小结 42
习题与思考题 42
第3章 软件平台 43
3.1 概述 43
3.2 Quartus Ⅱ 5.0软件安装 43
3.2.1 系统配置要求 43
3.2.2 Quartus Ⅱ 5.0软件的安装 44
3.2.3 Quartus Ⅱ 5.0软件的授权 45
3.3 文本输入设计方法 47
3.3.1 创建工程 47
3.3.2 设计输入 49
3.3.3 项目编译 51
3.3.4 仿真验证 53
3.3.5 引脚分配 55
3.3.6 器件编程 57
3.4 原理图输入设计方法 58
3.4.1 创建工程 58
3.4.2 设计输入 61
3.4.3 项目编译 63
3.4.4 仿真验证 65
3.4.5 引脚分配 67
3.4.6 器件编程 69
3.5 混合输入设计方法 69
3.5.1 创建工程 69
3.5.2 电路模块设计 70
3.5.3 顶层设计 71
3.5.4 仿真验证 73
3.5.5 引脚分配 74
3.5.6 器件编程 76
3.6 调用宏功能模块设计方法 76
3.6.1 宏功能模块概述 76
3.6.2 文本方式调用功能模块 77
3.6.3 图形方式调用功能模块 81
本章小结 84
习题与思考题 85
第4章 描述语言 86
4.1 VHDL标识符 86
4.2 VHDL数据对象 86
4.2.1 常量 87
4.2.2 变量 87
4.2.3 信号 87
4.2.4 三种数据对象的比较 88
4.3 VHDL数据类型 88
4.3.1 标准的数据类型 88
4.3.2 用户定义的数据类型 90
4.3.3 数据类型的转换 92
4.4 VHDL运算符 93
4.4.1 逻辑运算符 94
4.4.2 算术运算符 95
4.4.3 关系运算符 96
4.4.4 连接运算符 97
本章小结 97
习题与思考题 97
第5章 VHDL程序结构 99
5.1 实体 100
5.2 构造体 102
5.3 库 104
5.4 程序包 105
5.5 配置 106
本章小结 112
习题与思考题 112
第6章 VHDL描述语句 113
6.1 顺序描述语句 113
6.1.1 赋值语句 113
6.1.2 WAIT 语句 114
6.1.3 IF语句 117
6.1.4 CASE语句 118
6.1.5 LOOP语句 119
6.1.6 NEXT语句 122
6.1.7 EXIT语句 123
6.1.8 RETURN语句 124
6.1.9 NULL(空)语句 125
6.1.10 ASSERT(断言)语句 126
6.2 并行描述语句 127
6.2.1 并行信号赋值语句 127
6.2.2 进程语句 130
6.2.3 块语句 132
6.2.4 元件例化语句 135
6.2.5 生成语句 138
6.2.6 子程序语句 141
6.3 属性描述与定义语句 148
6.3.1 数值类属性 149
6.3.2 函数类属性 151
6.3.3 信号类属性 156
6.3.4 数据类型类属性 159
6.3.5 数据区间类属性 160
6.3.6 用户自定义类属性 161
6.4 文本文件操作语句 162
本章小结 164
习题与思考题 164
第7章 VHDL基本逻辑电路设计 165
7.1 组合逻辑电路设计 165
7.1.1 基本门电路 165
7.1.2 数据选择器 170
7.1.3 编码器和译码器 173
7.1.4 加法器 181
7.1.5 比较器 185
7.1.6 三态门和总线缓冲器 187
7.2 时序逻辑电路设计 191
7.2.1 时钟信号和复位信号 191
7.2.2 触发器和锁存器 195
7.2.3 计数器 200
7.2.4 分频器 206
7.2.5 寄存器 218
7.2.6 存储器 224
7.3 输入输出电路设计 232
7.3.1 输入电路 232
7.3.2 输出电路 240
7.4 有限状态机设计 244
7.4.1 一般有限状态机的设计 244
7.4.2 Moore型有限状态机 249
7.4.3 Mealy型有限状态机 254
7.4.4 状态编码 257
本章小结 258
习题与思考题 258
第8章 数字系统设计实例 260
8.1 数字密码锁电路设计 260
8.1.1 系统设计要求 260
8.1.2 系统设计 260
8.1.3 模块设计与实现 261
8.1.4 波形仿真 267
8.2 IIR滤波器电路设计 269
8.2.1 概述 269
8.2.2 IIR滤波器设计方案 270
8.2.3 IIR滤波器实现 271
8.2.4 IIR滤波器的其他FPGA/CPLD实现方案 273
8.3 简单电子琴电路设计 287
8.3.1 系统设计要求 287
8.3.2 系统设计 287
8.3.3 模块设计与实现 289
8.3.4 波形仿真 296
8.4 交通信号灯控制器电路设计 298
8.4.1 设计任务 298
8.4.2 交通灯工作过程 299
8.4.3 系统组成 299
8.4.4 系统工作原理 300
8.4.5 软件设计 301
8.4.6 VHDL源程序 303
本章小结 311
习题与思考题 311
参考文献 312
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| 精彩片段： |
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| 书 评： |
EDA技术是现代电子工程领域一门重要的技术，它提供了基于计算机和信息技术的电路系统设计方法。随着EDA技术的发展，硬件电子电路设计的周期大大缩短，从而可以快速开发出品种多、批量小的产品，以满足市场的众多需求。EDA技术是现代电子工业中不可缺少的一项技术，它的发展和应用极大地推动了电子工业的发展。学习和掌握EDA技术是现代电子工程领域中每一位成员的迫切需求。
本书分为三个部分：第一部分为EDA技术的硬件资源，主要介绍常用可编程逻辑器件的分类、内部结构和性能指标；第二部分为EDA技术的软件基础，主要介绍QuartusⅡ5.0软件工具的组成、功能和使用方法，VHDL的语法、基本结构和主要描述语句；第三部分为EDA技术的设计应用，首先从组合逻辑电路、时序逻辑电路、输入输出电路和有限状态机等简单数字系统设计实例入手，介绍相关硬件电路的建模与设计，然后以数字密码锁电路、IIR滤波器电路、简单电子琴电路和交通信号灯控制器等较复杂数字系统设计为实例，介绍了系统总体设计、单元电路设计、仿真、测试分析的方法，通过相关领域的应用实例，使读者掌握使用可编程逻辑器件解决实际问题的基本方法。
本书是作者根据多年的教学实践、各类电子设计竞赛指导和科研实践的体会，从实际应用角度出发编写的。本书以培养高等工程技术应用型人才为目标，以工程应用为背景，深入浅出地叙述了EDA的基本技术；在内容取材上，力求反映国内外EDA技术的新成果、新应用，简明精练，以够用为度；在讲述方法上，既注重基本内容、基本方法的介绍，力求通俗易懂，又强调理论与实际融会贯通，通过大量覆盖面较广的实用例程，突出本书的实用性。
本书内容丰富、由浅入深，概念清晰，逻辑性强，重点突出，注重理论联系实际。为帮助读者掌握EDA技术的基本理论和设计方法，书中每章都列举了一定数量的例题，还附有大量的习题与思考题。
全书共8章，重点介绍了EDA技术的硬件基础、软件编程及实际应用系统的设计方法。
第1章为绪论，介绍了EDA技术的发展历程、基本特征及主要内容，从设计准备、输入、处理、检验和器件编程等方面介绍了EDA工程设计流程，本章最后介绍了EDA技术的应用现状及发展趋势。
第2章为硬件基础，介绍了可编程逻辑器件的发展及基本原理，叙述了目前常用的两种可编程逻辑器件— CPLD和FPGA，介绍了Altera公司的几种CPLD和FPGA器件的基本结构、应用特点及编程和配置技术。
第3章为软件平台，介绍了Quartus Ⅱ 5.0软件的安装方法，结合各种不同的输入方式对EDA的设计流程及软件的具体操作步骤进行了详细叙述，并给出了相应的设计实例；此外还介绍了Altera的两种宏功能模块的调用方法。
第4章为描述语言，介绍了VHDL标识符，叙述了由常量、变量和信号组成的VHDL数据对象，介绍了VHDL数据类型中的标准数据类型和用户定义的数据类型，最后介绍了VHDL逻辑运算符、算术运算符、关系运算符和连接运算符。
第5章为VHDL程序结构，主要介绍了用于描述设计实体外部特性的实体，用于描述设计实体逻辑功能的构造体，用于存放公共或者标准的设计资料的库及程序包，用于实现构造体与实体之间、层与层之间对应的配置。
第6章为VHDL描述语句，主要介绍了VHDL的顺序描述语句(WAIT、IF、CASE、LOOP、NEXT、EXIT、RETURN、NULL、ASSERT)、并行描述语句(并行赋值、进程、块、元件例化、生成、子程序)、属性描述与定义语句(数值类、函数类、信号类、数据类型类、数据区间类、用户自定义类)和文本文件操作语句。
第7章为VHDL基本逻辑电路设计，在组合逻辑电路设计中，主要介绍了基本门电路、数据选择器、编/译码器、加法器、比较器及三态门和总线缓冲器的VHDL设计方法；在时序逻辑电路设计中，介绍了时钟信号及复位信号的描述方法，叙述了触发器和锁存器、计数器、分频器、寄存器及存储器的设计方法；在输入输出电路设计中，对常用键盘输入电路及数码管显示电路进行了详细的介绍；在有限状态机设计中，首先介绍了状态机原理，然后结合实例对Mealy型和Moore型状态机的VHDL设计过程进行了叙述。
第8章为数字系统设计实例，从系统设计要求、总体设计方案、模块设计与实现、波形仿真与分析等方面，叙述了数字密码锁、IIR滤波器、简单电子琴、交通信号灯控制器等实用数字系统的设计方法及设计技巧。
本书由吴延海主持编写，并编写了第1、6章，刘晓佩编写了第3章、7.1～7.3节及8.1和8.3节，代新冠编写了第2、5章及7.4和8.2节，黄健编写了第4章及8.4节，全书由吴延海修改定稿。本书在编写过程中得到了编者单位的支持和其他同事及研究生的帮助，同时也得到了西安电子科技大学出版社的大力支持，特别是张晓燕、毛红兵等编辑为此书的出版付出了辛勤的劳动，在此一并表示感谢。
鉴于作者水平有限，书中难免存在不妥之处，恳请读者批评指正。
编 者
2011年8月
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