9787301238776 EDA技术及数字系统的应用 北京大学出版社 包明,曹阳 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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包明，曹阳 著

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• EDA技术
• 数字系统
• 集成电路
• Verilog
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• FPGA
• 数字逻辑
• 电路设计
• 北京大学出版社
• 包明

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出版社： 北京大学出版社

ISBN：9787301238776

商品编码：29543709764

包装：平装

出版时间：2014-02-01

基本信息

书名：EDA技术及数字系统的应用

定价：55.00元

作者：包明,曹阳

出版社：北京大学出版社

出版日期：2014-02-01

ISBN：9787301238776

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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本书可作为电子、通信、计算机、自动化等专业的教材，也可供相关技术人员参考使用。

内容提要

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“EDA技术”课程受益面很宽，又是一门发展迅速、工程性强、须紧密结合技术发展前沿的现代电子设计技术课程。
　　本书作者给出了FPGA的一些设计技巧和实用设计方法，以及FPGA综合设计实例。通过本书的学习，可以使学生能够掌握常用的EDA开发软件,及时将学科的*成果引入教学中，将HDL硬件描述语言设计方法和FPGA的开发技术及符合工程规范的系统设计技术有机地融合在一起，强调理论和实际的联系，培养学生的创新能力和实验动手能力。本书可作为电子、通信、计算机、自动化等专业的教材，也可供相关技术人员参考使用。

目录

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章 概述
　1.1 EDA技术
　1.1.1 EDA技术的发展史
　1.1.2 EDA与电子系统设计
　1.1.3 EDA软件平台
　1.2 EDA技术的基本特征及工具
　1.2.1 EDA技术的研究范畴
　1.2.2 EDA技术的基本特征
　1.2.3 EDA的基本工具
　1.3 硬件描述语言简介
　1.4 可编程ASIC及发展趋势
　1.4.1 专用集成电路ASIC简介
　1.4.2 集成电路的设计流程
　1.4.3 可编程ASIC的特点
　1.4.4 可编程ASIC发展趋势
　1.5 IP核与SOC设计
　1.5.1 IP核
　1.5.2 IP核的复用技术
　1.5.3 SOC设计技术
　1.5.4 软／硬件协同设计
　1.6 EDA技术的发展趋势
　本章小结
　习题
　
第2章 可编程逻辑器件
　2.1 可编程逻辑器件的分类
　2.2 可编程逻辑器件的编程元件
　2.2.1 熔丝型开关
　2.2.2 反熔丝型开关
　2.2.3 浮栅编程元件
　2.2.4 基于SRAM的编程元件
　2.3 边界扫描测试技术
　2.4 CPLD/FPGA的基本结构及特点
　2.4.1 CPLD的基本结构与特点
　2.4.2 FPGA的基本结构与特点
　2.4.3 CPLD与FPGA的比较
　2.5 CPLD/FPGA主流器件介绍
　2.5.1 Altera的CPLD系列
　2.5.2 Xilinx的CPLD系列
　2.5.3 Altera的FPGA系列
　2.5.4 Xilinx的FPGA系列
　2.6 编程与配置
　2.6.1 JTAG方式的CPLD编程
　2.6.2 PC并行口的FPGA配置
　2.6.3 FPGA专用配置器件
　本章小结
　习题
　
第3章 CPLD/FPGA开发工具——QuartusⅡ
　3.1 QuartusⅡ概述
　3.1.1 QuartusⅡ的特性
　3.1.2 QuartusⅡ设计流程
　3.1.3 QuartusⅡ的主界面
　3.2 新建一个设计工程
　3.2.1 转换MAX PLUSII设计
　3.2.2 使用“New Project Wizard命令新建工程
　3.2.3 设计输入
　3.3 编译与仿真工具
　3.3.1 编译工具
　3.3.2 仿真工具
　3.3.3 时序分析工具
　3.4 编程下载
　3.4.1 指定器件和分配引脚
　3.4.2 配置器件
　3.5 设计优化及其他设置
　3.5.1 面积与速度的优化
　3.5.2 时序约束及设置
　3.5.3 适配设置
　3.5.4 功率分析
　3.6 器件库和参数化宏功能模块
　3.6.1 元件库和宏单元库
　3.6.2 自定制宏功能模块
　3.6.3 嵌入式存储器和锁相环模块
　3.6.4 滤波器FIR
　3.7 嵌入式逻辑分析仪的硬件测试
　3.8 嵌入式系统设计
　3.8.1 用SOPC Builder创建SOPC设计
　3.8.2 用DSP Builder创建DSP设计
　本章小结
　习题
　
第4章 硬件描述语言AHDL
　4.1 AHDL的基本元素
　4.2 基本的AHDL设计结构
　4.2.1 子设计段
　4.2.2 逻辑段
　4.2.3 变量段
　4.2.4 AHDL模板
　4.3 函数模块及其引用
　4.4 AHDL的描述语句
　4.4.1 文本编辑语句
　4.4.2 逻辑设计语句
　4.5 数字单元电路的设计实例
　4.5.1 组合逻辑电路
　4.5.2 寄存器和计数器
　4.5.3 有限状态机设计
　4.5.4 综合逻辑电路
　本章小结
　习题
　
第5章 硬件描述语言VHDL
　5.1 VHDL基本结构
　5.1.1 多路选择器的VHDL描述
　5.1.2 实体
　5.1.3 结构体
　5.1.4 库、程序包及配置
　5.2 VHDL语法规则
　5.2.1 文字规则
　5.2.2 数据对象
　5.2.3 数据类型
　5.2.4 VHDL操作符
　5.2.5 VHDL属性描述
　5.3 VHDL中的顺序语句
　5.3.1 赋值语句
　5.3.2 流程控制语句
　5.3.3 WAIT语句
　5.3.4 断言语句
　5.4 VHDL中的并行语句
　5.4.1 进程语句
　5.4.2 并行信号赋值语句
　5.4.3 块语句
　5.4.4 元件例化语句
　5.4.5 生成语句
　5.5 子程序
　5.5.1 函数
　5.5.2 过程
　5.5.3 子程序重载
　5.6 状态机的VHDL设计
　5.6.1 状态机的基本结构
　5.6.2 状态转移图
　5.6.3 状态机的VHDL描述
　5.6.4 状态机的图形编辑设计
　5.6.5 状态编码与状态分配
　5.6.6 剩余状态与容错技术
　5.7 数字电路设计
　5.7.1 VHDL的描述风格
　……
第6章 硬件描述语言Verilog HDL
第7章 数字系统设计及实例
第8章 FPGA综合设计实践

作者介绍

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文摘

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序言

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《现代电子设计自动化（EDA）技术及其在数字系统设计中的前沿应用》 内容概述： 本书是一本深入探讨现代电子设计自动化（EDA）技术及其在数字系统设计中关键应用的学术专著。它不仅全面梳理了EDA技术的理论基础、发展历程和核心概念，更聚焦于当前行业最前沿的实际应用，为读者提供一套系统、深入的学习和研究框架。本书旨在帮助读者掌握EDA工具链的原理与实践，理解并运用先进的设计方法学，从而高效、高质量地完成复杂数字系统的设计、验证和实现。 核心内容与章节详述： 第一部分：EDA技术基础与理论框架 第一章 EDA技术概述与发展历程： 详细阐述EDA（Electronic Design Automation）的定义、重要性及其在集成电路（IC）和数字系统设计中的核心地位。追溯EDA技术从早期手工设计向自动化工具发展的历史轨迹，分析不同发展阶段的关键技术突破和理论创新，如逻辑综合、布局布线、物理验证等。探讨EDA技术对现代半导体产业和信息技术发展的推动作用，以及其未来发展趋势，例如人工智能（AI）在EDA中的应用、系统级设计（System-Level Design）的兴起等。 第二章 数字系统设计方法学： 深入解析数字系统设计的层次化和模块化思想。介绍从高层次的系统行为描述到低层次的门级电路实现的全流程设计方法。重点讲解硬件描述语言（HDL）在现代数字系统设计中的不可替代性，如Verilog和VHDL的语法、语义和常用设计模式。分析不同抽象层次的设计（如系统级、寄存器传输级RT L、门级）及其转换过程。讨论同步与异步设计、时序约束、功耗管理等基础但至关重要的设计原则。 第三章 EDA工具链与工作流程： 系统介绍完整的EDA工具链，包括前端设计工具（如HDL编辑器、仿真器、逻辑综合器）、后端设计工具（如布局工具、布线工具、时序分析工具、物理验证工具）以及相关的IP核库和工艺库。详细讲解各个工具的功能、工作原理及其相互之间的协同关系，勾勒出一套典型的数字系统设计项目工作流程，从需求分析、架构设计、RTL编码、功能仿真、综合、布局布线、时序收敛到最终的物理验证和版图生成。 第二部分：EDA核心技术详解与实践 第四章 HDL编程与仿真验证： 深入剖析Verilog和VHDL语言的高级特性和最佳实践，包括面向对象的HDL编程、参数化设计、约束声明、任务与函数的使用等。详细讲解仿真器的原理和使用方法，包括行为级仿真、门级仿真、混合模式仿真。重点介绍测试平台的构建、激励生成、波形分析、断点调试等验证技术，强调仿真在发现和纠正设计错误中的关键作用，并介绍常用的验证方法学，如事务级模型（TLM）和验证IP（VIP）。 第五章 逻辑综合与优化： 详细介绍逻辑综合的概念、目标和算法。阐述逻辑综合器如何将高层次的HDL描述转化为优化的门级网表。重点讲解综合过程中的关键技术，如逻辑化简、寄存器复制、时序优化、面积优化、功耗优化等。分析不同综合选项对最终设计性能的影响，以及如何根据具体的设计需求（如速度、面积、功耗）进行综合策略的调整。 第六章 物理设计：布局与布线： 深入探讨数字集成电路物理设计的两个核心环节——布局（Placement）和布线（Routing）。分析布局的目标（如最小化线长、减少拥塞、提高时序性能）以及常用的布局算法（如力导向布局、行式布局）。详细讲解布线的过程、算法和挑战，包括全局布线和详细布线，以及如何处理线延迟、串扰（Crosstalk）和信号完整性问题。介绍现代EDA工具中先进的布局布线技术，如多层布线、基于时序驱动的布局布线。 第七章 时序分析与收敛： 详细讲解时序分析在数字设计中的重要性，以及静态时序分析（STA）的原理和方法。分析建立时间（Setup Time）、保持时间（Hold Time）违例的原因和影响。介绍时序约束的编写和管理，以及如何在设计流程的各个阶段进行时序优化，包括通过逻辑综合、布局布线和时钟树综合（CTS）来满足时序要求。强调时序收敛是保证数字系统稳定运行的关键。 第八章 物理验证与可制造性设计（DFM）： 介绍物理验证（Physical Verification）在确保电路可制造性方面的重要作用，包括设计规则检查（DRC）、版图与原理图一致性检查（LVS）和电学规则检查（ERC）。详细阐述这些验证环节的目的和常用方法。讨论可制造性设计（DFM）的概念，以及如何通过设计方法和EDA工具来优化版图，降低制造缺陷率，提高良品率。 第三部分：EDA技术在数字系统设计中的前沿应用 第九章 低功耗数字系统设计： 关注当前数字系统设计中日益重要的低功耗需求。介绍各种低功耗设计技术，包括门控时钟、电源门控、动态电压频率调整（DVFS）、层次化功耗分析和优化等。讲解如何利用EDA工具对功耗进行建模、分析和优化，以满足移动设备、物联网（IoT）等领域的功耗限制。 第十章 高性能数字系统设计： 针对需要极高性能的应用场景，如高性能计算（HPC）、人工智能加速器等。深入探讨提升数字系统性能的技术，包括流水线技术、并行处理、缓存优化、超标量执行等。分析如何通过EDA工具进行性能建模、瓶颈分析和架构优化，以实现更快的运行速度和更高的吞吐量。 第十一章 IP核集成与SoC设计： 深入研究片上系统（SoC）的设计方法学。详细讲解IP核（Intellectual Property Core）的概念、分类（硬核、软核、固核）及其在SoC设计中的作用。分析IP集成过程中的挑战，如接口协议匹配、总线协议标准（如AMBA AXI）的应用、时钟域交叉处理等。介绍SoC的顶层设计、验证和综合策略。 第十二章 机器学习与AI在EDA中的应用： 探索人工智能（AI）和机器学习（ML）技术在EDA领域的最新进展和应用。例如，AI在布局布线优化、时序预测、功耗建模、验证覆盖率分析、芯片缺陷检测等方面的应用。分析AI如何加速EDA流程，提高设计效率和芯片性能。 第十三章 系统级设计（System-Level Design, SLD）与硬件/软件协同验证： 介绍系统级设计作为一种更高级别的抽象方法，如何从系统功能和性能的角度进行早期设计和分析。讲解硬件/软件协同验证的重要性，以及如何利用模型、仿真和调试工具来支持软硬件协同开发。分析SLD如何克服传统RTL设计流程在复杂系统开发中的局限性。 本书特色： 理论与实践并重： 本书在深入阐述EDA技术理论的同时，强调实际操作和案例分析，帮助读者将理论知识转化为解决实际问题的能力。 前沿技术聚焦： 紧跟EDA技术和数字系统设计领域的最新发展动态，介绍如AI在EDA中的应用、系统级设计等前沿技术。 结构清晰，逻辑严谨： 全书内容围绕EDA技术和数字系统设计展开，章节之间逻辑连贯，层层深入，为读者提供清晰的学习路径。 面向读者广泛： 适合电子工程、计算机科学、微电子学等相关专业的本科生、研究生，以及从事数字集成电路设计、FPGA设计、SoC设计等领域的工程师和研究人员。 本书的目标： 通过阅读本书，读者将能够： 深刻理解EDA技术的原理和工作流程。 熟练掌握主流EDA工具的使用方法。 掌握现代数字系统设计方法学和验证技术。 了解并初步掌握低功耗、高性能数字系统设计和SoC设计的方法。 对AI在EDA领域的应用有初步认识。 为进一步深入研究EDA技术和数字系统设计奠定坚实的基础。 结论： 《现代电子设计自动化（EDA）技术及其在数字系统设计中的前沿应用》是一本集理论性、实践性和前沿性于一体的权威著作，将为广大读者提供一个全面、深入学习EDA技术和数字系统设计的宝贵资源。本书必将帮助读者在快速发展的数字技术领域提升竞争力，为未来的创新设计和技术突破贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

我花了整整一个周末的时间来研读这本书的开篇章节，特别是关于时序逻辑和组合逻辑电路基础的那部分。说实话，市面上很多教材在讲解这些基础概念时，要么过于简化导致失真，要么就是堆砌晦涩的数学推导，让人望而却步。然而，这本书的处理方式简直是教科书级别的典范。作者似乎非常理解初学者在面对“时钟域”和“亚稳态”这些挑战时的困惑点。他们没有直接抛出复杂的波形图，而是先用非常生动且贴近实际的工业案例来引入问题，比如为什么系统会“死机”或者偶尔出现不可预测的错误。随后，他们才缓慢而有条不紊地引入所需的理论工具。我特别欣赏作者在图示上的处理，那些示意图不仅标注清晰，而且色彩运用得当，完美地突出了信号流向和状态转移的关键节点。读完这部分内容后，我感觉自己对数字系统内部那些“看不见”的运作机制，有了一种前所未有的清晰认知，仿佛手中握着一个可以拆解和重新组装的微型处理器模型。这种由表及里、层层递进的讲解，远超我预期的深度和广度。

评分☆☆☆☆☆

这本书最让我拍案叫绝的地方，在于它对“应用”二字的深刻诠释，它并没有止步于理论构建，而是非常积极地将抽象的EDA工具流程与实际的芯片设计流程紧密结合起来。很多教材在讲到综合、布局布线时，往往只停留在工具的名称层面，但这本书却深入剖析了在不同设计阶段，我们需要关注的性能指标和约束条件是如何影响最终物理实现的。例如，在讲解时序分析时，书中详细对比了静态时序分析（STA）和动态仿真在验证收敛性上的优劣，并给出了如何根据设计规模来选择合适的工具集和验证策略的实战建议。这对于我们这些需要将设计落地到FPGA或ASIC平台的工程师来说，无疑是提供了宝贵的“实战指南”。它教会的不是“如何点击按钮”，而是“为什么要以这种方式点击”，这种思维上的提升，是任何快速教程都无法给予的。阅读过程中，我不断地在脑中复盘我过去项目中的瓶颈点，很多困扰已久的问题，似乎都在这些章节的阐述中找到了理论支撑和解决方案的雏形。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计给我留下了极其深刻的印象，那种沉稳又不失现代感的色调搭配，尤其是封面上那几个精心排布的符号和图文，立刻就让人感觉这不是一本普通的教科书。我是在一个书店的角落里偶然翻到它的，当时我正在寻找关于底层硬件架构如何与高级软件设计完美结合的深度解析。这本书的装帧质量非常扎实，纸张的触感和印刷的清晰度都体现出了出版社的用心，拿在手里沉甸甸的，有一种“干货满满”的预感。书脊上的书名和作者信息排版得体，即便是放在一堆同类书籍中，它也散发着一种专业人士的内敛气质。初翻几页，就能感受到作者在组织材料上的匠心，章节间的逻辑过渡自然流畅，没有那种为了凑页数而硬拉硬拽的生涩感。它似乎在无声地邀请你深入探索那些隐藏在复杂电路和逻辑门背后的设计哲学，而不是仅仅停留在公式的堆砌上。这种从视觉到触觉，再到内容初步感知上的多重积极体验，极大地激发了我阅读下去的兴趣，也让我对后续的内容充满了期待，相信它能为我当前的工程实践提供坚实的理论后盾。

评分☆☆☆☆☆

从语言风格上来说，这本书的叙事感是我未曾预料到的。它并非那种冷冰冰、公式化的技术文档，而是带有一种资深工程师在与后辈交流经验的坦诚和严谨。作者在解释一些较为复杂的设计模式时，会不自觉地流露出一种对该领域的热爱和敬畏，字里行间透露出对“工程美学”的追求。比如，在讨论流水线设计优化时，作者会引用一些历史上的经典设计案例来佐证当前的优化思路，这种穿插历史背景的叙述方式，让原本枯燥的优化过程变得富有故事性和启发性。我甚至发现了一些在一些国际会议论文中才可能被提及的优化技巧，它们被巧妙地融入到章节的脚注或侧边栏中，仿佛是作者在提醒读者“这里有个彩蛋，仔细看”。这种细致入微的关怀，让阅读过程充满了探索的乐趣，不再是单向的知识灌输，而更像是一场与两位行业专家的深度对话。

评分☆☆☆☆☆

如果要用一个词来总结这本书给我的感觉，那便是“系统性与前瞻性”的完美平衡。它不仅扎实地覆盖了EDA技术栈从前端描述到后端验证的整个链路，而且在各个环节都提供了深入到硬件底层架构的视角，确保读者理解的不是工具的使用手册，而是背后的原理。更令人振奋的是，书中对未来趋势的探讨，如对新兴设计流程（如高层次综合HLS）的评估和展望，显示出作者群体的视野并未固守于现有技术。他们引导读者去思考，在摩尔定律趋缓的今天，如何通过更智能的工具和更优化的架构设计来榨取每一分性能。我合上这本书时，心中涌起的不是“学完了”的轻松，而是“我还有更多可以探索”的激动。它成功地将一个原本看起来庞大而令人望而生畏的数字系统设计领域，拆解成了可理解、可掌握的模块，同时又在我心中种下了不断学习和创新的火种。这是一本值得反复翻阅的案头宝典。