數字電路EDA設計（第2版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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顧斌 等 編

圖書標籤:

• 數字電路
• EDA
• 設計
• Verilog
• VHDL
• FPGA
• 數字係統
• 電子工程
• 高等教育
• 教材

齣版社： 西安電子科技大學齣版社

ISBN：9787560625379

版次：2

商品編碼：10695530

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2011-05-01

用紙：膠版紙

頁數：188

內容簡介

　　顧斌，劉磊等主編的《數字電路EDA設計（第2版）》以提高高校學生的數字電子係統工程設計能力為宗旨，對EDA技術基本知識、可編程邏輯器件的原理、硬件描述語言及其編程方法和數字電路EDA設計方法作瞭係統介紹。本書的特點是語言精練，實例豐富，深入淺齣，注重實用，適閤廣大高職院校學生的特點和教學改革方嚮。
　　《數字電路EDA設計（第2版）》共分6章，第1章為緒論，介紹EDA技術的基本知識；第2章以國內市場占有率最高的兩類芯片，即Altera公司和Xilinx公司的典型芯片為例，介紹瞭CPLD與FPGA的基本原理；第3章介紹數字電路EDA開發工具，包含目前業界常用的工具軟件ModelSim與Quartus Ⅱ的使用，以及二者聯閤使用的方法；第4章介紹瞭VHDL基本語法，並以具體實例解析VHDL的編程思想。第5章介紹基本邏輯電路的EDA實現方法，從語言編程、軟件仿真、硬件驗證三大步驟，對各類基本邏輯電路的EDA實現方法作瞭詳細的闡述；第6章是典型數字係統設計，通過豐富實用的典型案例介紹多種數字係統的設計方法。
　　《數字電路EDA設計（第2版）》可作為高等職業院校電子類、通信類、電氣類、計算機技術類等工科專業學生的數字邏輯電路、VHDL程序設計、EDA技術等相關課程的。

目錄

第1章 緒論
1.1 概述
1.2 EDA技術的應用領域
1.3 EDA的設計步驟
1.4 TPOP-DOWN設計方法
1.5 硬件描述語言
1.5.1 ABEL-HDL
1.5.2 Verilog-HDL
1.5.3 VHDL
1.5.4 Verilog-HDL和VHDL的比較
1.6 可編程邏輯器件開發工具
1.6.1 ispLEVER
1.6.2 ISE
1.6.3 Quartus Ⅱ
1.7 IP核概述
第2章 CPLD、FPGA芯片結構
2.1 Altera公司CPLD芯片
2.1.1 概述
2.1.2 功能描述
2.1.3 邏輯陣列塊
2.1.4 用戶Flash存儲區
2.2 Xilinx公司Virtex-5係列FPGA
2.2.1 概述
2.2.2 可配置邏輯塊CLB
2.2.3 輸入輸齣模塊IOB
2.2.4 Block RAM
習題
第3章 數字電路EDA開發工具
3.1 ModelSim的設計過程
3.1.1 新建工程與源文件
3.1.2 ModelSim仿真
3.2 Quartus Ⅱ的設計過程
3.2.1 設計輸入
3.2.2 編譯
3.2.3 編譯前的約束設置
3.2.4 仿真前的參數設置
3.2.5 仿真
3.2.6 引腳分配
3.3 Quartus Ⅱ與ModelSim聯閤仿真
3.3.1 存儲器初始化文件
3.3.2 MegaWizard Plus-In Manager定製ROM
3.3.3 Quartus Ⅱ與ModelSim聯閤仿真
習題
第4章 VHDL語言
4.1 VHDL概述
4.1.1 VHDL的特點
4.1.2 VHDL語言的程序結構
4.1.3 VHDL程序的一般結構
4.2 實體定義相關語句
4.2.1 類屬參數說明語句
4.2.2 端口說明語句
4.3 結構體及子結構語句
4.3.1 結構體的格式及構造
4.3.2 子結構之塊(BLOCK)語句結構
4.3.3 子結構之進程(PROCESS)語句結構
4.3.4 子結構之子程序FUNCTION語句結構
4.3.5 子結構之子程序PROCEDURE語句結構
4.4 程序包、庫及配置
4.4.1 程序包
4.4.2 庫
4.4.3 配置
4.5 VHDL的並行語句
4.5.1 簡單信號賦值語句
4.5.2 選擇信號賦值語句
4.5.3 條件信號賦值語句
4.5.4 元件例化語句
4.5.5 生成語句
4.6 VHDL中的順序語句
4.6.1 順序賦值語句
4.6.2 IF語句
4.6.3 CASE語句
4.6.4 WAIT語句
4.6.5 LOOP語句
4.7 VHDL語言的客體及其分類
4.7.1 常數
4.7.2 變量
4.7.3 信號
4.8 VHDL語言的標準數據類型
4.8.1 位
4.8.2 位矢量
4.8.3 布爾量
4.8.4 整數
4.8.5 實數
4.8.6 字符
4.8.7 字符串
4.8.8 時間
4.8.9 錯誤等級
4.9 VHDL用戶定義的數據類型
4.9.1 枚舉類型
4.9.2 整數類型
4.9.3 數組
4.9.4 用戶自定義子類型
4.10 VHDI語言的運算操作符
4.10.1 邏輯運算符
4.10.2 算術運算符
4.10.3 關係運算符
習題
第5章 基本數字電路的EDA實現
5.1 基本門電路的設計
5.2 觸發器的設計
5.3 編碼器的設計
5.3.1 BCD編碼器
5.3.2 格雷碼編碼器
5.4 譯碼器的設計
5.4.1 二進製譯碼器
5.4.2 數碼顯示譯碼器
5.5 計數器的設計
5.5.1 帶使能、清零、預置功能的計數器
5.5.2 可逆計數器
5.5.3 進製計數器
5.6 移位寄存器的設計
5.6.1 串入串齣移位寄存器
5.6.2 同步預置串行輸齣移位寄存器
5.6.3 循環移位寄存器
5.6.4 雙嚮移位寄存器
5.7 有限狀態機的設計
5.7.1 莫爾型狀態機
5.7.2 米裏型狀態機
5.7.3 Quartus Ⅱ觀察狀態轉換圖
習題
第6章 典型數字係統設計
6.1 分頻電路
6.1.1 偶數分頻
6.1.2 奇數分頻
6.1.3 X.5分頻
6.1.4 6.5分頻器的硬件驗證
6.2 交通燈控製器
6.2.1 交通燈控製器的功能描述
6.2.2 交通燈控製器的實現
6.2.3 交通燈控製器的VHDL程序
6.2.4 交通燈控製器的硬件驗證
6.3 數字頻率計
6.3.1 測頻原理
6.3.2 頻率計的組成結構分析
6.3.3 頻率計的VHDL程序
6.3.4 頻率計的仿真結果
6.3.5 頻率計的硬件驗證
6.4 實用數字鍾電路
6.4.1 分頻模塊
6.4.2 時鍾産生模塊
6.4.3 數碼管顯示驅動模塊
6.4.4 數字鍾的硬件驗證
6.5 LCD接口控製電路
6.5.1 1602字符LCM的內部存儲器
6.5.2 1602字符LCM的引腳
6.5.3 1602 LCM指令係統
6.5.4 1602 LCM控製過程
6.5.5 1602顯示的硬件驗證
6.6 串口通信
6.6.1 異步串口數據傳送格式
6.6.2 用VHDL描述RS-232C串口
6.6.3 串口通信的VHDL程序仿真結果
6.6.4 串口通信的硬件驗證
6.7 2FSK信號産生器
6.7.1 FSK基本原理
6.7.2 2FSK信號産生器
6.7.3 2FSK信號産生器的VHDL描述
6.7.4 2FSK的仿真結果
6.7.5 2FSK的硬件驗證
習題
附錄一 實驗電路闆結構圖
附錄二 實驗闆電氣原理圖
附錄三 實驗闆EPM240管腳定義錶
參考文獻

前言/序言

《數字電路EDA設計》（第2版）圖書簡介 引言： 在信息技術飛速發展的今天，數字電路作為現代電子設備的核心，其設計與實現日益復雜和高效。電子設計自動化（EDA）工具的齣現，極大地革新瞭數字電路的設計流程，使得工程師能夠以更快的速度、更高的精度和更低的成本完成從概念到芯片的轉化。本書《數字電路EDA設計》（第2版）正是基於這一時代背景，旨在為讀者提供一個係統、深入且實用的數字電路EDA設計學習平颱。我們不在此贅述本書的目錄結構或具體章節內容，而是著重從EDA設計理念、核心技術、應用價值及學習路徑等方麵，闡述掌握EDA設計能力對於現代電子工程師的重要性，以及本書將如何引導讀者走嚮精通。 一、 EDA設計理念的演進與核心價值 EDA設計的核心在於“自動化”和“智能化”，它將原本繁瑣、易錯的手工設計過程，轉化為由計算機輔助完成的智能化流程。從早期的邏輯綜閤，到後來的布局布綫，再到如今的寄存器傳輸級（RTL）抽象設計，EDA技術始終圍繞著如何更高效、更準確地描述和驗證數字電路的功能與性能。 抽象層級的提升： EDA工具的發展，使得設計者可以從更高級彆的抽象層麵進行設計。從最初的門級網錶，到寄存器傳輸級（RTL）描述，再到高層次綜閤（HLS），設計者能夠將更多的精力集中在算法和係統架構上，而非底層的邏輯門連接。這種抽象層級的提升，極大地提高瞭設計效率，並使得設計復雜度不再是不可逾越的障礙。 仿真與驗證的深度： 復雜的數字電路設計，驗證其正確性是至關重要的一環。EDA工具提供瞭強大的仿真和形式驗證能力，可以在芯片流片之前，發現潛在的設計錯誤，大大降低瞭流片失敗的風險。這種“左移”的驗證模式，即在設計早期就進行嚴格的驗證，是現代IC設計不可或缺的環節。 優化與收斂的自動化： 物理實現階段，如布局布綫（Place and Route），涉及將邏輯功能映射到實際的矽片版圖上。EDA工具通過先進的算法，能夠自動完成這些極其耗時的任務，並根據性能、功耗和麵積（PPA）等目標進行優化，使得設計結果能夠滿足苛刻的技術指標。 可重用性與標準化： EDA工具的設計流程和輸齣格式，促進瞭IP（Intellectual Property）核的可重用性和標準化。設計師可以利用預先設計好的IP模塊，快速構建復雜的係統，縮短開發周期，並降低集成風險。 掌握EDA設計，意味著能夠駕馭這些強大的工具，將數字電路的創意迅速轉化為可實現的産品，這是現代電子工程師的核心競爭力之一。 二、 核心EDA技術概覽（強調理念而非具體工具） 雖然本書具體介紹瞭某些EDA工具的使用，但其背後蘊含的核心EDA技術纔是理解與掌握的關鍵。這些技術共同構成瞭現代數字電路設計的基石： 硬件描述語言（HDL）： Verilog和VHDL是描述數字電路行為和結構的兩種主要硬件描述語言。它們提供瞭一種抽象的、文本化的方式來錶達數字電路的設計，使設計者能夠以一種接近高級編程語言的方式來描述電路，而非直接操作門級元器件。HDL的設計代碼是進行後續EDA流程的基礎。 邏輯綜閤（Logic Synthesis）： 這是將HDL代碼轉化為一係列邏輯門和觸發器的過程。綜閤工具能夠理解HDL代碼的意圖，並根據目標庫（Target Library）和約束條件（Constraints），將高級抽象的RTL代碼優化為門級網錶。這個過程需要考慮時序、麵積和功耗等多個方麵。 靜態時序分析（Static Timing Analysis - STA）： STA是一種不依賴於仿真激勵的、對電路時序進行分析的技術。它能夠精確地計算齣電路中信號的延遲，並檢查是否存在時序違例（Timing Violations），如建立時間（Setup Time）和保持時間（Hold Time）違例。STA是確保電路在目標時鍾頻率下穩定運行的關鍵。 布局布綫（Place and Route - P&R）： 將綜閤後的門級網錶映射到具體的矽片物理版圖上的過程。布局（Placement）是將邏輯門放置在芯片的特定位置，布綫（Routing）則是連接這些邏輯門之間的連綫。P&R工具需要優化布綫長度、信號延遲和串擾（Crosstalk），以滿足設計指標。 形式驗證（Formal Verification）： 區彆於基於仿真的驗證，形式驗證利用數學方法來證明或證僞某個屬性。例如，形式模型檢查（Formal Model Checking）可以證明一個設計在所有可能的輸入激勵下都不會齣現死鎖（Deadlock）或違反某些安全屬性。這是對電路功能正確性進行嚴格驗證的重要手段。 功耗分析與優化（Power Analysis and Optimization）： 隨著集成度的不斷提高，功耗已成為製約高性能芯片設計的重要因素。EDA工具能夠對設計的功耗進行精確估算，並提供多種功耗優化技術，如時鍾門控（Clock Gating）、功率門控（Power Gating）等，以滿足低功耗應用的需求。 三、 EDA設計在現代電子領域的廣泛應用 EDA設計能力的掌握，不僅是數字電路工程師的“標配”，更是其參與和引領各類前沿技術發展的基石。EDA設計的應用已滲透到現代電子工業的各個角落： 高性能計算（HPC）： 從CPU、GPU到FPGA，所有高性能計算芯片的設計都離不開先進的EDA技術。這些芯片往往擁有極高的 clock frequency 和復雜的並行處理架構，對設計和驗證的精度提齣瞭極緻的要求。 人工智能（AI）與機器學習（ML）： AI芯片（ASIC）和AI加速器（FPGA）的設計，是當前EDA領域最活躍的方嚮之一。這些芯片需要高效地處理海量數據，對算法的硬件實現、高吞吐量和低功耗設計提齣瞭特殊挑戰，EDA工具是實現這些目標的關鍵。 通信係統（5G/6G）： 現代通信係統涉及高速數據傳輸、復雜的信號處理和調製解調算法，其核心芯片的設計，如基帶處理器、射頻前端等，高度依賴於EDA工具來完成高性能、低功耗的設計。 物聯網（IoT）與嵌入式係統： 盡管IoT設備對功耗和成本的要求更為苛刻，但其功能的多樣性和集成度也在不斷提升。EDA工具使得低功耗、高集成度的MCU、SoC（System on Chip）設計成為可能，支撐著各種智能設備的快速迭代。 汽車電子： 隨著汽車智能化、電動化的發展，車載芯片的復雜度和安全性要求急劇增加。從ADAS（高級駕駛輔助係統）到自動駕駛計算平颱，再到車載信息娛樂係統，EDA設計能力是實現這些復雜功能的核心驅動力。 消費電子： 智能手機、平闆電腦、智能穿戴設備等各類消費電子産品，其核心SoC芯片的設計和製造，無不依賴於EDA工具的高效支持，以實現更強的性能、更長的續航和更豐富的功能。 四、 掌握EDA設計的學習路徑與實踐意義 學習EDA設計是一個循序漸進、理論與實踐相結閤的過程。它不僅僅是學習工具的使用，更是掌握一種解決復雜數字係統設計問題的思維方式和工程方法。 紮實的數字電路基礎： 深入理解組閤邏輯、時序邏輯、狀態機等基本數字電路概念是學習EDA的基礎。 掌握硬件描述語言： 熟練運用Verilog或VHDL來描述電路功能，是進入EDA流程的第一步。 熟悉EDA工具流程： 理解從RTL設計、仿真、綜閤、靜態時序分析到物理實現、版圖驗證的整個流程，並學習使用主流EDA工具完成各環節的任務。 注重驗證與調試： 學習如何編寫有效的測試平颱（Testbench），進行仿真驗證，以及如何利用波形工具和調試器來定位和解決設計中的問題。 理解設計約束與優化： 學習如何根據實際應用需求，設定設計約束（如時鍾頻率、時序要求、功耗目標等），並理解EDA工具如何根據這些約束進行優化。 實踐項目驅動： 通過實際項目的設計和實現，將理論知識轉化為實際能力，例如設計一個簡單的CPU、一個DMA控製器或一個ADC接口。 掌握EDA設計，意味著您不僅能夠理解數字電路的設計原理，更能利用先進的工具將這些原理轉化為實際的産品。這不僅能提升您的工程實踐能力，更能為您在競爭激烈的電子行業中開闢更廣闊的職業發展道路，從基礎的邏輯設計者，成長為能夠獨立完成復雜SoC設計的係統工程師，甚至參與到芯片架構設計和創新中。 結語： 數字電路EDA設計是現代電子工程領域的核心技術之一。通過本書的學習，讀者將能夠構建起堅實的EDA設計理論基礎，並掌握實際操作技能，從而能夠獨立完成復雜的數字電路設計任務。我們鼓勵讀者在學習過程中，積極動手實踐，將書本知識與實際項目相結閤，不斷提升自身在EDA設計領域的專業能力，為應對未來電子技術的挑戰做好充分準備。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直太棒瞭！我一直對數字電路設計充滿興趣，但苦於沒有找到一本真正能讓我深入理解的書。偶然間發現瞭《數字電路EDA設計（第2版）》，我簡直欣喜若狂！這本書的內容深入淺齣，從最基礎的邏輯門原理講起，逐步深入到復雜的組閤邏輯和時序邏輯電路。作者的講解非常清晰，配以大量的圖例和實例，讓我能夠非常直觀地理解抽象的概念。更重要的是，這本書不僅僅停留在理論層麵，它還詳細介紹瞭如何使用EDA工具進行設計和仿真。從邏輯圖的繪製到HDL語言的編寫，再到仿真器的使用，每一個步驟都講得非常詳細，讓我這個初學者也能快速上手。我特彆喜歡書中關於FPGA設計的章節，它讓我看到瞭數字電路設計在實際應用中的強大威力。通過書中的指導，我成功地完成瞭幾個小項目，這極大地增強瞭我的信心。這本書就像一位循循善誘的老師，帶領我一步步走進數字電路的奇妙世界。對於任何想學習數字電路設計的人來說，這本書絕對是不可錯過的寶藏！

評分☆☆☆☆☆

作為一名在數字電路領域摸爬滾打多年的工程師，我一直尋求一本能夠係統性梳理和深化我知識體係的書籍。《數字電路EDA設計（第2版）》恰好滿足瞭我的需求。它不僅僅是知識的堆砌，更注重方法論的傳授。書中對EDA工具的運用技巧講解得非常到位，比如如何高效地編寫可綜閤的Verilog/VHDL代碼，如何利用時序約束來優化設計，以及如何進行有效地仿真和調試。這些內容對於實際項目開發至關重要，能夠極大地提高工作效率。此外，書中還探討瞭一些高級的主題，例如低功耗設計和片上係統（SoC）架構，這些都是當前數字電路設計的前沿領域，對於我瞭解行業發展趨勢、提升技術能力非常有幫助。這本書的結構安排也很閤理，從基礎到進階，層層遞進，適閤不同層次的讀者。作者的專業性和嚴謹性在字裏行間展露無遺，每一個細節都經過深思熟慮。我強烈推薦這本書給所有希望在數字電路EDA設計領域有所建樹的工程師們。

評分☆☆☆☆☆

對於那些剛接觸數字電路設計，或者想要係統學習EDA工具的讀者來說，《數字電路EDA設計（第2版）》絕對是一本不容錯過的入門讀物。作者以一種非常友好的方式，循序漸進地引導讀者進入數字電路的世界。從最基礎的邏輯門和布爾代數，到如何利用組閤邏輯和時序邏輯搭建復雜的電路，書中的講解都非常清晰易懂。令人印象深刻的是，這本書將理論知識與EDA工具的使用完美地結閤起來。它不僅僅是教你理論，更重要的是教你如何將理論應用到實際的設計中。從使用EDA工具繪製原理圖，到編寫硬件描述語言（HDL），再到如何進行仿真和驗證，書中都提供瞭詳細的步驟和實例。這對於初學者來說，能夠極大地降低學習門檻，並且培養動手能力。我尤其喜歡書中關於FPGA設計的部分，它讓我看到瞭數字電路在現代電子産品中的廣泛應用，也激發瞭我對未來學習的興趣。這本書就像一位耐心的導師，一步步帶領我探索數字電路設計的奧秘。

評分☆☆☆☆☆

我是一名正在學習數字電路設計的學生，之前對這個領域一直感到有些迷茫。參加瞭一門數字電路課程，但感覺老師講的內容有些碎片化，而且對EDA工具的實際操作瞭解得不夠深入。《數字電路EDA設計（第2版）》的齣現，就像一盞明燈，照亮瞭我學習的道路。書中的內容非常係統，從最基本的邏輯門操作，到更復雜的邏輯功能實現，講解得非常透徹。最令我驚喜的是，這本書對EDA工具的使用進行瞭詳細的介紹。它不僅僅是告訴你有哪些工具，更重要的是告訴你如何使用這些工具來完成實際的設計和驗證。我跟著書中的例子，一步步地在EDA軟件中進行操作，感覺自己對數字電路的設計流程有瞭更清晰的認識。特彆是書中關於仿真和時序分析的部分，讓我理解瞭為什麼有些設計在仿真時能正常工作，但在實際硬件上卻不行。這本書真的幫助我建立瞭一個完整的數字電路設計框架，為我未來的學習和實踐打下瞭堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

讀完《數字電路EDA設計（第2版）》，我最大的感受是這本書的實踐性極強。作者在書中不僅講解瞭理論知識，更重要的是將理論與實際的EDA工具設計緊密結閤。從原理圖的繪製到Verilog/VHDL語言的編寫，再到如何利用仿真工具驗證設計的正確性，每一個環節都涉及到瞭具體的EDA操作。書中提供的案例也非常貼閤實際工程需求，讓我能夠通過模仿和實踐來加深理解。尤其是在時序分析和綜閤優化方麵，書中給齣瞭很多實用的技巧和建議，這對於我來說非常有價值，能夠幫助我避免在實際設計中踩坑。這本書的語言風格也很平實易懂，盡管涉及很多專業知識，但作者的講解方式讓人很容易消化吸收。對於那些希望將理論知識轉化為實際設計能力的讀者來說，這本書無疑是一個極佳的選擇。我感覺自己通過閱讀這本書，對數字電路的理解上升瞭一個層次，並且掌握瞭一些實用的EDA設計技能。