EDA是当今世界上先进的电子电路设计技术,广泛应用于通信、工业自动化、智能仪表、图像处理和计算机等领域,它是电子工程师必须掌握的技术之一。本书注重基础知识讲解、由浅入深,既有关于EDA技术、大规模可编程逻辑器件和VHDL的系统介绍,又有丰富的设计应用实例,便于学生消化和理解。全书共7章,包括:绪论、可编程逻辑器件、Quartus Ⅱ软件安装及使用、VHDL入门基础、VHDL的语句、有限状态机和VHDL设计实例。
本书可作为高等院校电子类、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。
本书于2017年作为安徽省省级规划教材项目立项建设,并在2020年教育厅项目验收工作中被评为优秀。
本书于2017年作为安徽省省级规划教材项目立项建设,并在2020年教育厅项目验收工作中被评为优秀。本书是以PLD、EDA设计工具、VHDL三方面内容为主线展开的,全书共7章。本次修订主要体现在以下几个方面。
1注重软件的实用性,完整而又有层次的讲解软件功能
软件选用QuartusⅡ 150+ ModelsimAltera,在实际应用中获得了较好的效果。软件部分按照“入门→层次化设计→进阶”三个层次安排内容。其中,全加器设计重点讲解自定义模块和调用的层次化设计的方法;编程下载固化程序、IP核、SignalTap Ⅱ在线调试等属于软件进阶内容,进阶内容建议综合设计阶段再来学习。
2硬件描述语言的移植性比较好,弱化硬件的影响
硬件描述语言的移植性比较好,在某一型号FPGA芯片上调试成功的代码很容易移植到其他的芯片上,尤其是同一公司的硬件产品。因此读者只要熟悉自己使用的硬件平台即可方便地将本书的例程移植到自己的平台上。因此除了必要的步骤,本书很少提到具体的硬件型号、硬件电路等,弱化不同平台对教材的影响。
3重质不重量,求实不求新,注重对学生的引导
书中的实例内容安排,特别注重对实例的深入挖掘。特意设置同一设计的不同实现方式,或者同类型设计功能从简单到复杂,层层推进;并通过“想一想”等栏目,引导学生吃透例子,并进一步在原有实例基础上自行设计其他电路,以方便初学者完成由简单例子到综合、复杂设计的顺利过渡。书中的例子没有刻意追求过多过新,而是将编者多年教学过程中学生出现问题较多的知识点进行了加强和延伸。编者以务实的态度编写教材,希望成为教师教学和学生学习的好助手。难度大的新例程会在教材配套电子资源或者线上资源中提供。
4结合教育改革和发展的新趋势,教材配备了更加丰富的线上资源
随着近几年高校教学改革的发展,出现了多种多样的现代化教学形式,如慕课、SPOC、翻转课堂等,对传统教学形式和教材形式都带来了很大的冲击。编者认为,线下教师面对面教学的形式是无可替代的,纸质教材也是无可替代的。但是,其他教学形式都可作为线下教学的有机补充,教材的其他配套网络资源也可以为教学提供较大的便利。因此本书在国内知名网站有慕课资源(目前在“E会学”平台和“学堂在线”平台,后期可能会有更新)、网络配套电子资源(目前在机械工业出版社教育服务网,后期会继续更新),不定期更新例程。
本书此次修订由于玉亭、张丽华担任主编,丁伯圣、涂德凤担任副主编。第1章由张丽华修订,第2章由涂德凤修订,第3章由于玉亭、丁伯圣修订,第4章由于玉亭、钟玲玲修订,第5章由于玉亭修订,第6章由于玉亭、吴旭华修订,第7章由所有项目组成员共同修订。全书由张丽华、于玉亭统稿。
本书是几位教师在总结多年EDA教学经验的基础上精心编写而成的,由于编者水平所限,书中疏漏之处在所难免,希望广大读者批评指正。
本书提供配套的电子课件,授课教师可登录机械工业出版社教育服务网(www.cmpedu.com)注册免费下载。
EDA技术及应用第3版第1章绪论 编者
高等院校教师
第1章绪论
11EDA技术综述
111EDA技术含义
112EDA技术发展历程
12ASIC设计
13HDL
131HDL发展历程
132常用HDL
14EDA的工具软件
15EDA设计流程
本章小结
习题
第2章可编程逻辑器件
21可编程逻辑器件概述
211PLD的发展历程
212PLD的分类
213PLD的电路表示法
22低密度可编程逻辑器件
221可编程只读存储器
222可编程逻辑阵列器件
223可编程阵列逻辑器件
224通用阵列逻辑器件
23复杂可编程逻辑器件
24现场可编程门阵列器件
241查找表的原理与结构
242Xilinx公司XC4000系列FPGA
简介
25CPLD/FPGA开发应用选择
本章小结
习题
第3章Quartus Ⅱ软件安装及使用
31Quartus Ⅱ简介
32Quartus Ⅱ 150软件的下载与安装
321下载
322安装
33设计入门
331开发流程
332基本使用
333Quartus Ⅱ设计入门
34全加器设计
35原理图输入法之IP核的使用方法
36Signal Tap Ⅱ使用方法
本章小结
习题
第4章VHDL入门基础
41VHDL基本结构
411实体
412结构体
413GENERIC参数传递
42VHDL文字规则
421数字型文字
422字符串文字
423标识符
424下标
43VHDL数据对象
431常量
432变量
433信号
44VHDL数据类型
441VHDL预定义数据类型
442用户自定义数据类型
443其他类型
45数据类型转换
451使用转换函数
452使用类型标记法转换数据类型
46VHDL操作符
47VHDL预定义属性
本章小结
习题
第5章VHDL的语句
51进程语句
52顺序语句
521赋值语句
522IF语句
523CASE语句
524LOOP语句
525NEXT语句
526EXIT语句
527WAIT语句
528NULL语句
529RETURN语句
53并行语句
531进程语句
532并行信号赋值语句
533元件例化语句
534生成语句
535块语句
54设计库和程序包
541设计库
542程序包
55子程序
551函数
552过程
56配置
本章小结
习题
第6章有限状态机
61概述
62VHDL一般状态机
63Moore型状态机设计
64Mealy型状态机设计
65状态编码
66非法状态处理
本章小结
习题
第7章VHDL设计实例
71序列信号发生器设计
72简易数字频率计设计
721设计要求
722原理描述
723频率计的层次化设计方案
73多功能信号发生器的设计
731设计的基本思路
732系统总体方案设计
733函数发生器的硬件设计
734函数发生器的软件设计
735顶层设计
736仿真结果
74交通灯控制器的设计
741交通灯控制器的设计要求
742系统组成
743层次化设计和软件仿真
本章小结
习题
部分习题参考答案
参考文献
EDA技术及应用第3版目录
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