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书  名:EDA应用技术(第2版)
  • 作  者: 焦素敏
  • 出版时间: 2011-11-01
  • 出 版 社: 清华大学出版社
  • 字  数: 452 千字
  • 印  次: 2-1
  • 印  张: 19.75
  • 开  本: 16开
  • ISBN: 9787302269045
  • 装  帧: 平装
  • 定  价:¥39.00
电子书价:¥27.30 折扣:70折 节省:¥11.70 vip价:¥27.30 电子书大小:45.4M
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内容简介
  本书从EDA技术的应用角度出发,简明而系统地介绍了EDA技术的相关内容,包括EDA技术的概念及特点,EDA技术的物质载体--可编程逻辑器件的基本结构和应用方法,EDA技术的设计语言--VHDL的程序结构、语言要素和常用语句,EDA技术的开发设计流程和工具软件QuartusII的使用方法。此外,第5章给出了大量常用VHDL设计实例,第7章详细阐述了几个典型的EDA技术综合应用设计实例,并在第8章选取了多个实验项目。
  全书在取材和编排上,力求理论联系实际,由浅入深,循序渐进。每章后面附有“本章小结”和“思考题与习题”,便于读者学习和教学使用。
  本书适合作为高等院校电子信息、通信、自动化、计算机等相关专业的教材及社会相关技术的培训教材,也可作为相关学科工程技术人员的参考书,还可作为电子产品制作、科技创新实践、EDA课程设计和毕业设计等实践活动的参考书。本书封面贴有清华大学出版社防伪标签,无标签者不得销售。
  版权所有,侵权必究。
前言
  EDA技术是近年来迅速发展起来的计算机软件、硬件和微电子交叉的现代电子设计学科,是现代电子工程领域的一门新技术。它是以可编程逻辑器件(CPLD/FPGA)为物质基础,以计算机为工作平台,以EDA工具软件为开发环境,以硬件描述语言(HDL)为电子系统功能描述的主要方式,以电子系统设计为应用方向的电子产品自动化设计过程。
  在当今这个以数字化和网络化为特征的信息技术革命大潮中,电子技术获得了飞速发展,现代电子产品几乎渗透到了社会的各个领域。现代电子产品的性能也在进一步提高,产品更新换代的节奏也越来越快。不仅如此,现代电子产品正以前所未有的革新速度,向着功能多样化、体积小型化、功耗最低化的方向迅速发展。所有这些,都离不开EDA技术的有力支持,难怪有专家指出,现代电子设计技术的发展主要体现在EDA工程领域。EDA是电子产品开发研制的动力源和加速器,是现代电子设计的核心。因此,在大中专院校的电子、通信、控制、计算机等各类学科的教学中引入EDA技术的内容,以适应现代电子技术的飞速发展是很有必要的。
  编者在从事多年EDA教学的基础上,于2005年4月出版了《EDA应用技术》。该书出版以来,得到了广大读者的认可和信赖,截至目前已连续印刷9次。但随着EDA技术的不断发展,可编程逻辑器件不断推出新的系列,EDA工具软件的使用也逐渐由MAX+plus II转向Quartus II。为了适应EDA技术的发展,并充分吸纳读者对第1版教材提出的一些宝贵意见,编者决定对原教材进行修订。
  本书相比于第1版主要有以下几点变化:
(1) 将使用的EDA工具软件更新为Quartus II,所有示例的编译及仿真都以Quartus II 8.0版本为环境来进行。
(2) 用实例引入的方法介绍EDA技术的概念,使读者更加容易理解和接受。
(3) 简化可编程逻辑器件内部结构和工作原理的介绍,增加新型器件系列的介绍和使用选型指导。 (4) 对VHDL的介绍更加通俗易懂,简明扼要。
本书在内容的安排和取舍上,既考虑了EDA技术本身的系统性和完整性,又考虑了EDA技术的实用性和教学可操作性,尽量做到理论与实践有机结合。全书内容按照可编程逻辑器件-EDA开发流程与工具软件-VHDL-常用VHDL设计实例-QuartusII软件及应用-EDA技术综合应用设计实例-EDA实验开发系统及实验的顺序编写。无论是器件的介绍、硬件描述语言(HDL)的讲解,还是EDA工具软件的使用,都以目前市场上应用的主流内容来展开,力求重点突出,避免面面俱到、纷杂而不深入。此外,由于EDA是一门实践性很强的技术,不能仅仅停留在理论学习上,故本书特别注重对读者应用能力的培养。通过第4、5、7章大量的设计实例,可以帮助读者较好地掌握用VHDL进行电子系统设计的方法,而第3章第5节和第6章的内容不仅可以作为EDA工具软件的学习指导,也可以作为初学者的实验项目,加上第8章的多项实验,读者完全可以经过这些实际操作,很好地掌握EDA的开发设计方法和Quartus II的使用技能。
  本书由河南工业大学焦素敏担任主编,并编写第1、3、4、6、7章,王彩红编写第2章,郭广玲编写第5章,马浩歌编写第8章。河南工业大学信息学院电子信息科学与技术专业学生宋楠和朱朋涛在第6章的编写过程中做了实例验证与一些文字录入工作。在本书的编写过程中参考了许多学者和专家的著作及研究成果,在此谨向他们表示诚挚谢意。
  由于编者水平有限,书中难免存在不足之处,敬请读者批评指正。编者E-mail: jiaosumin@163.com.
目录
第1章 概述1
1.1 EDA技术及其重要性1
1.1.1 EDA技术的实例引入1
1.1.2 EDA技术的概念3
1.1.3 EDA技术的重要性4
1.2 EDA技术的知识体系4
1.2.1 可编程逻辑器件5
1.2.2 硬件描述语言5
1.2.3 EDA工具软件6
1.3 EDA技术的特点和发展趋势7
1.3.1 EDA技术的主要特点7
1.3.2 EDA技术的发展趋势9
1.4 专用集成电路11
1.4.1 ASIC的概念和分类11
1.4.2 可编程ASIC技术展望11
本章小结12
思考题与习题12
第2章 可编程逻辑器件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 可编程逻辑器件的分类13
2.1.3 PLD的基本结构15
2.1.4 PLD逻辑符号的画法和约定16
2.2 简单PLD16
2.2.1 PAL16
2.2.2 GAL20
2.3 CPLD和FPGA242.3.1 CPLD的基本结构24
2.3.2 FPGA的基本结构 25
2.3.3 Altera公司器件介绍27
2.4 在系统可编程逻辑器件29
2.4.1 在系统可编程技术的特点29
2.4.2 ispLSI的结构及系列器件介绍29
2.4.3 ispGDS介绍38
2.5 FPGA和CPLD的应用选择40
2.5.1 FPGA和CPLD的性能比较40
2.5.2 FPGA和CPLD的选用依据41
本章小结44
思考题与习题45
第3章 EDA工具软件与设计入门46
3.1 EDA设计流程46
3.1.1 设计输入46
3.1.2 设计实现48
3.1.3 设计仿真49
3.1.4 编程或配置49
3.2 CPLD和FPGA的编程与配置方法50
3.2.1 CPLD的ISP方式编程50
3.2.2 使用PC并行口配置FPGA51
3.2.3 用专用配置器件配置FPGA52
3.2.4 使用单片机配置FPGA53
3.3 常用EDA工具软件55
3.3.1 MAX+plusII概述56
3.3.2 Lattice公司设计软件概述57
3.3.3 QuartusII概述58
3.4 QuartusII软件的图形用户界面58
3.5 QuartusII的原理图输入设计示例61
3.5.1 1位全加器的设计62
3.5.2 1位全加器的层次化设计方法71
3.5.3 总结与补充说明73
本章小结75
思考题与习题76
第4章 VHDL硬件描述语言77
4.1 VHDL概述774.1.1 VHDL的优点77
4.1.2 VHDL与Verilog、ABEL语言的比较78
4.1.3 学习VHDL的注意事项 79
4.2 VHDL程序结构80
4.2.1 简单VHDL程序举例81
4.2.2 实体82
4.2.3 结构体85
4.2.4 库89
4.2.5 程序包92
4.2.6 配置95
4.3 VHDL语言要素97
4.3.1 文字规则97
4.3.2 数据对象100
4.3.3 数据类型103
4.3.4 类型转换107
4.3.5 操作符109
4.4 VHDL顺序语句 112
4.4.1 IF语句113
4.4.2 CASE语句116
4.4.3 LOOP语句118
4.4.4 NEXT语句121
4.4.5 EXIT语句122
4.4.6 WAIT语句123
4.4.7 RETURN语句124
4.4.8 NULL语句125
4.5 VHDL并行语句125
4.5.1 进程语句126
4.5.2 并行信号赋值语句127
4.5.3 块语句130
4.5.4 元件例化语句132
4.5.5 生成语句134
4.6 子程序及子程序调用语句135
4.6.1 子程序的定义135
4.6.2 子程序的调用137
4.6.3 子程序的重载140
4.7 其他语句143
4.7.1 断言语句143
4.7.2 报告语句1434.7.3 属性语句144
本章小结147
思考题与习题148
第5章 常用VHDL设计实例152
5.1 组合逻辑电路设计152
5.1.1 门电路的设计152
5.1.2 常用组合电路的设计154
5.2 时序逻辑电路设计159
5.2.1 触发器设计160
5.2.2 移位寄存器设计162
5.2.3 计数器设计164
5.3 状态机设计166
5.3.1 摩尔型状态机的设计167
5.3.2 米里型状态机的设计171
5.4 存储器设计173
5.4.1 只读存储器173
5.4.2 静态随机存储器174
5.4.3 先入后出堆栈175
5.5 特色实用电路设计176
5.5.1 计数器型防抖动电路设计176
5.5.2 积分分频器电路设计177
本章小结178
思考题与习题179
第6章 QuartusII软件使用进阶180
6.1 QuartusII的VHDL文本输入设计流程180
6.1.1 建立工作库文件夹和编辑设计文本181
6.1.2 创建工程181
6.1.3 编译前设置184
6.1.4 全程编译184
6.1.5 时序仿真186
6.1.6 RTL电路图观察器189
6.1.7 引脚锁定190
6.1.8 配置文件下载192
6.2 应用宏功能的原理图设计194
6.2.1 计数器设计194
6.2.2 频率计主体电路设计1976.2.3 时序控制电路的设计197
6.2.4 顶层电路设计198
6.2.5 引脚锁定和下载200
6.3 参数化模块库LPM的应用200
6.3.1 ROM的使用200
6.3.2 RAM的使用206
6.3.3 LPM的原理图调用方法209
6.3.4 LPM的VHDL文本方式调用212
6.4 层次电路设计221
6.4.1 顶层文件设计222
6.4.2 创建各模块的下层设计文件223
6.4.3 设计项目的编译仿真225
6.4.4 层次显示225
*6.5 嵌入式逻辑分析仪226
本章小结230
思考题与习题230
第7章 EDA技术综合应用设计实例232
7.1 数字钟232
7.1.1 数字钟的设计要求232
7.1.2 数字钟的顶层结构232
7.1.3 数字钟各模块的VHDL源程序设计234
7.2 智力竞赛抢答器240
7.2.1 抢答器的功能描述240
7.2.2 抢答器的设计241
7.3 交通灯控制器244
7.3.1 交通灯控制器功能要求244
7.3.2 交通灯控制器的设计245
7.3.3 仿真波形247
7.3.4 下载验证247
7.4 8路彩灯控制器248
7.4.1 8路彩灯控制器的功能要求248
7.4.2 8路彩灯控制器的设计248
7.4.3 下载验证252
7.5 简易数字频率计252
7.5.1 设计任务252
7.5.2 数字频率计的设计252
本章小结256 思考题与习题256
第8章 EDA实验开发系统与实验258
8.1 GW48系列实验开发系统使用说明258
8.1.1 GW48系统使用注意事项258
8.1.2 GW48系统主板结构与使用方法258
8.1.3 实验电路结构图264
8.1.4 GW48-CK/GK/PK系统结构图信号与芯片引脚对照表273
8.2 EDA实验278
8.2.1 实验1--用原理图输入法设计4位全加器278
8.2.2 实验2--计数译码显示电路设计280
8.2.3 实验3--计数器的设计283
8.2.4 实验4--简易彩灯控制器285
8.2.5 实验5--用原理图输入法设计2位十进制计数译码器287
8.2.6 实验6--用原理图输入法设计2位十进制频率计287
8.2.7 实验7--序列检测器设计289
8.2.8 实验8--用LPM 设计8位数控分频器和4位乘法器291
8.2.9 实验9--脉宽可调的方波信号发生器设计292
8.2.10 实验10--“梁祝”乐曲演奏电路295
参考文献304
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