9787301238776 EDA技術及數字係統的應用 北京大學齣版社 包明,曹陽 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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包明，曹陽 著

圖書標籤:

• EDA技術
• 數字係統
• 集成電路
• Verilog
• VHDL
• FPGA
• 數字邏輯
• 電路設計
• 北京大學齣版社
• 包明

店鋪： 聚雅圖書專營店

齣版社： 北京大學齣版社

ISBN：9787301238776

商品編碼：29543709764

包裝：平裝

齣版時間：2014-02-01

基本信息

書名：EDA技術及數字係統的應用

定價：55.00元

作者：包明,曹陽

齣版社：北京大學齣版社

齣版日期：2014-02-01

ISBN：9787301238776

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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本書可作為電子、通信、計算機、自動化等專業的教材，也可供相關技術人員參考使用。

內容提要

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“EDA技術”課程受益麵很寬，又是一門發展迅速、工程性強、須緊密結閤技術發展前沿的現代電子設計技術課程。
　　本書作者給齣瞭FPGA的一些設計技巧和實用設計方法，以及FPGA綜閤設計實例。通過本書的學習，可以使學生能夠掌握常用的EDA開發軟件,及時將學科的*成果引入教學中，將HDL硬件描述語言設計方法和FPGA的開發技術及符閤工程規範的係統設計技術有機地融閤在一起，強調理論和實際的聯係，培養學生的創新能力和實驗動手能力。本書可作為電子、通信、計算機、自動化等專業的教材，也可供相關技術人員參考使用。

目錄

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章 概述
　1.1 EDA技術
　1.1.1 EDA技術的發展史
　1.1.2 EDA與電子係統設計
　1.1.3 EDA軟件平颱
　1.2 EDA技術的基本特徵及工具
　1.2.1 EDA技術的研究範疇
　1.2.2 EDA技術的基本特徵
　1.2.3 EDA的基本工具
　1.3 硬件描述語言簡介
　1.4 可編程ASIC及發展趨勢
　1.4.1 專用集成電路ASIC簡介
　1.4.2 集成電路的設計流程
　1.4.3 可編程ASIC的特點
　1.4.4 可編程ASIC發展趨勢
　1.5 IP核與SOC設計
　1.5.1 IP核
　1.5.2 IP核的復用技術
　1.5.3 SOC設計技術
　1.5.4 軟／硬件協同設計
　1.6 EDA技術的發展趨勢
　本章小結
　習題
　
第2章 可編程邏輯器件
　2.1 可編程邏輯器件的分類
　2.2 可編程邏輯器件的編程元件
　2.2.1 熔絲型開關
　2.2.2 反熔絲型開關
　2.2.3 浮柵編程元件
　2.2.4 基於SRAM的編程元件
　2.3 邊界掃描測試技術
　2.4 CPLD/FPGA的基本結構及特點
　2.4.1 CPLD的基本結構與特點
　2.4.2 FPGA的基本結構與特點
　2.4.3 CPLD與FPGA的比較
　2.5 CPLD/FPGA主流器件介紹
　2.5.1 Altera的CPLD係列
　2.5.2 Xilinx的CPLD係列
　2.5.3 Altera的FPGA係列
　2.5.4 Xilinx的FPGA係列
　2.6 編程與配置
　2.6.1 JTAG方式的CPLD編程
　2.6.2 PC並行口的FPGA配置
　2.6.3 FPGA專用配置器件
　本章小結
　習題
　
第3章 CPLD/FPGA開發工具——QuartusⅡ
　3.1 QuartusⅡ概述
　3.1.1 QuartusⅡ的特性
　3.1.2 QuartusⅡ設計流程
　3.1.3 QuartusⅡ的主界麵
　3.2 新建一個設計工程
　3.2.1 轉換MAX PLUSII設計
　3.2.2 使用“New Project Wizard命令新建工程
　3.2.3 設計輸入
　3.3 編譯與仿真工具
　3.3.1 編譯工具
　3.3.2 仿真工具
　3.3.3 時序分析工具
　3.4 編程下載
　3.4.1 指定器件和分配引腳
　3.4.2 配置器件
　3.5 設計優化及其他設置
　3.5.1 麵積與速度的優化
　3.5.2 時序約束及設置
　3.5.3 適配設置
　3.5.4 功率分析
　3.6 器件庫和參數化宏功能模塊
　3.6.1 元件庫和宏單元庫
　3.6.2 自定製宏功能模塊
　3.6.3 嵌入式存儲器和鎖相環模塊
　3.6.4 濾波器FIR
　3.7 嵌入式邏輯分析儀的硬件測試
　3.8 嵌入式係統設計
　3.8.1 用SOPC Builder創建SOPC設計
　3.8.2 用DSP Builder創建DSP設計
　本章小結
　習題
　
第4章 硬件描述語言AHDL
　4.1 AHDL的基本元素
　4.2 基本的AHDL設計結構
　4.2.1 子設計段
　4.2.2 邏輯段
　4.2.3 變量段
　4.2.4 AHDL模闆
　4.3 函數模塊及其引用
　4.4 AHDL的描述語句
　4.4.1 文本編輯語句
　4.4.2 邏輯設計語句
　4.5 數字單元電路的設計實例
　4.5.1 組閤邏輯電路
　4.5.2 寄存器和計數器
　4.5.3 有限狀態機設計
　4.5.4 綜閤邏輯電路
　本章小結
　習題
　
第5章 硬件描述語言VHDL
　5.1 VHDL基本結構
　5.1.1 多路選擇器的VHDL描述
　5.1.2 實體
　5.1.3 結構體
　5.1.4 庫、程序包及配置
　5.2 VHDL語法規則
　5.2.1 文字規則
　5.2.2 數據對象
　5.2.3 數據類型
　5.2.4 VHDL操作符
　5.2.5 VHDL屬性描述
　5.3 VHDL中的順序語句
　5.3.1 賦值語句
　5.3.2 流程控製語句
　5.3.3 WAIT語句
　5.3.4 斷言語句
　5.4 VHDL中的並行語句
　5.4.1 進程語句
　5.4.2 並行信號賦值語句
　5.4.3 塊語句
　5.4.4 元件例化語句
　5.4.5 生成語句
　5.5 子程序
　5.5.1 函數
　5.5.2 過程
　5.5.3 子程序重載
　5.6 狀態機的VHDL設計
　5.6.1 狀態機的基本結構
　5.6.2 狀態轉移圖
　5.6.3 狀態機的VHDL描述
　5.6.4 狀態機的圖形編輯設計
　5.6.5 狀態編碼與狀態分配
　5.6.6 剩餘狀態與容錯技術
　5.7 數字電路設計
　5.7.1 VHDL的描述風格
　……
第6章 硬件描述語言Verilog HDL
第7章 數字係統設計及實例
第8章 FPGA綜閤設計實踐

作者介紹

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文摘

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序言

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《現代電子設計自動化（EDA）技術及其在數字係統設計中的前沿應用》 內容概述： 本書是一本深入探討現代電子設計自動化（EDA）技術及其在數字係統設計中關鍵應用的學術專著。它不僅全麵梳理瞭EDA技術的理論基礎、發展曆程和核心概念，更聚焦於當前行業最前沿的實際應用，為讀者提供一套係統、深入的學習和研究框架。本書旨在幫助讀者掌握EDA工具鏈的原理與實踐，理解並運用先進的設計方法學，從而高效、高質量地完成復雜數字係統的設計、驗證和實現。 核心內容與章節詳述： 第一部分：EDA技術基礎與理論框架 第一章 EDA技術概述與發展曆程： 詳細闡述EDA（Electronic Design Automation）的定義、重要性及其在集成電路（IC）和數字係統設計中的核心地位。追溯EDA技術從早期手工設計嚮自動化工具發展的曆史軌跡，分析不同發展階段的關鍵技術突破和理論創新，如邏輯綜閤、布局布綫、物理驗證等。探討EDA技術對現代半導體産業和信息技術發展的推動作用，以及其未來發展趨勢，例如人工智能（AI）在EDA中的應用、係統級設計（System-Level Design）的興起等。 第二章 數字係統設計方法學： 深入解析數字係統設計的層次化和模塊化思想。介紹從高層次的係統行為描述到低層次的門級電路實現的全流程設計方法。重點講解硬件描述語言（HDL）在現代數字係統設計中的不可替代性，如Verilog和VHDL的語法、語義和常用設計模式。分析不同抽象層次的設計（如係統級、寄存器傳輸級RT L、門級）及其轉換過程。討論同步與異步設計、時序約束、功耗管理等基礎但至關重要的設計原則。 第三章 EDA工具鏈與工作流程： 係統介紹完整的EDA工具鏈，包括前端設計工具（如HDL編輯器、仿真器、邏輯綜閤器）、後端設計工具（如布局工具、布綫工具、時序分析工具、物理驗證工具）以及相關的IP核庫和工藝庫。詳細講解各個工具的功能、工作原理及其相互之間的協同關係，勾勒齣一套典型的數字係統設計項目工作流程，從需求分析、架構設計、RTL編碼、功能仿真、綜閤、布局布綫、時序收斂到最終的物理驗證和版圖生成。 第二部分：EDA核心技術詳解與實踐 第四章 HDL編程與仿真驗證： 深入剖析Verilog和VHDL語言的高級特性和最佳實踐，包括麵嚮對象的HDL編程、參數化設計、約束聲明、任務與函數的使用等。詳細講解仿真器的原理和使用方法，包括行為級仿真、門級仿真、混閤模式仿真。重點介紹測試平颱的構建、激勵生成、波形分析、斷點調試等驗證技術，強調仿真在發現和糾正設計錯誤中的關鍵作用，並介紹常用的驗證方法學，如事務級模型（TLM）和驗證IP（VIP）。 第五章 邏輯綜閤與優化： 詳細介紹邏輯綜閤的概念、目標和算法。闡述邏輯綜閤器如何將高層次的HDL描述轉化為優化的門級網錶。重點講解綜閤過程中的關鍵技術，如邏輯化簡、寄存器復製、時序優化、麵積優化、功耗優化等。分析不同綜閤選項對最終設計性能的影響，以及如何根據具體的設計需求（如速度、麵積、功耗）進行綜閤策略的調整。 第六章 物理設計：布局與布綫： 深入探討數字集成電路物理設計的兩個核心環節——布局（Placement）和布綫（Routing）。分析布局的目標（如最小化綫長、減少擁塞、提高時序性能）以及常用的布局算法（如力導嚮布局、行式布局）。詳細講解布綫的過程、算法和挑戰，包括全局布綫和詳細布綫，以及如何處理綫延遲、串擾（Crosstalk）和信號完整性問題。介紹現代EDA工具中先進的布局布綫技術，如多層布綫、基於時序驅動的布局布綫。 第七章 時序分析與收斂： 詳細講解時序分析在數字設計中的重要性，以及靜態時序分析（STA）的原理和方法。分析建立時間（Setup Time）、保持時間（Hold Time）違例的原因和影響。介紹時序約束的編寫和管理，以及如何在設計流程的各個階段進行時序優化，包括通過邏輯綜閤、布局布綫和時鍾樹綜閤（CTS）來滿足時序要求。強調時序收斂是保證數字係統穩定運行的關鍵。 第八章 物理驗證與可製造性設計（DFM）： 介紹物理驗證（Physical Verification）在確保電路可製造性方麵的重要作用，包括設計規則檢查（DRC）、版圖與原理圖一緻性檢查（LVS）和電學規則檢查（ERC）。詳細闡述這些驗證環節的目的和常用方法。討論可製造性設計（DFM）的概念，以及如何通過設計方法和EDA工具來優化版圖，降低製造缺陷率，提高良品率。 第三部分：EDA技術在數字係統設計中的前沿應用 第九章 低功耗數字係統設計： 關注當前數字係統設計中日益重要的低功耗需求。介紹各種低功耗設計技術，包括門控時鍾、電源門控、動態電壓頻率調整（DVFS）、層次化功耗分析和優化等。講解如何利用EDA工具對功耗進行建模、分析和優化，以滿足移動設備、物聯網（IoT）等領域的功耗限製。 第十章 高性能數字係統設計： 針對需要極高性能的應用場景，如高性能計算（HPC）、人工智能加速器等。深入探討提升數字係統性能的技術，包括流水綫技術、並行處理、緩存優化、超標量執行等。分析如何通過EDA工具進行性能建模、瓶頸分析和架構優化，以實現更快的運行速度和更高的吞吐量。 第十一章 IP核集成與SoC設計： 深入研究片上係統（SoC）的設計方法學。詳細講解IP核（Intellectual Property Core）的概念、分類（硬核、軟核、固核）及其在SoC設計中的作用。分析IP集成過程中的挑戰，如接口協議匹配、總綫協議標準（如AMBA AXI）的應用、時鍾域交叉處理等。介紹SoC的頂層設計、驗證和綜閤策略。 第十二章 機器學習與AI在EDA中的應用： 探索人工智能（AI）和機器學習（ML）技術在EDA領域的最新進展和應用。例如，AI在布局布綫優化、時序預測、功耗建模、驗證覆蓋率分析、芯片缺陷檢測等方麵的應用。分析AI如何加速EDA流程，提高設計效率和芯片性能。 第十三章 係統級設計（System-Level Design, SLD）與硬件/軟件協同驗證： 介紹係統級設計作為一種更高級彆的抽象方法，如何從係統功能和性能的角度進行早期設計和分析。講解硬件/軟件協同驗證的重要性，以及如何利用模型、仿真和調試工具來支持軟硬件協同開發。分析SLD如何剋服傳統RTL設計流程在復雜係統開發中的局限性。 本書特色： 理論與實踐並重： 本書在深入闡述EDA技術理論的同時，強調實際操作和案例分析，幫助讀者將理論知識轉化為解決實際問題的能力。 前沿技術聚焦： 緊跟EDA技術和數字係統設計領域的最新發展動態，介紹如AI在EDA中的應用、係統級設計等前沿技術。 結構清晰，邏輯嚴謹： 全書內容圍繞EDA技術和數字係統設計展開，章節之間邏輯連貫，層層深入，為讀者提供清晰的學習路徑。 麵嚮讀者廣泛： 適閤電子工程、計算機科學、微電子學等相關專業的本科生、研究生，以及從事數字集成電路設計、FPGA設計、SoC設計等領域的工程師和研究人員。 本書的目標： 通過閱讀本書，讀者將能夠： 深刻理解EDA技術的原理和工作流程。 熟練掌握主流EDA工具的使用方法。 掌握現代數字係統設計方法學和驗證技術。 瞭解並初步掌握低功耗、高性能數字係統設計和SoC設計的方法。 對AI在EDA領域的應用有初步認識。 為進一步深入研究EDA技術和數字係統設計奠定堅實的基礎。 結論： 《現代電子設計自動化（EDA）技術及其在數字係統設計中的前沿應用》是一本集理論性、實踐性和前沿性於一體的權威著作，將為廣大讀者提供一個全麵、深入學習EDA技術和數字係統設計的寶貴資源。本書必將幫助讀者在快速發展的數字技術領域提升競爭力，為未來的創新設計和技術突破貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計給我留下瞭極其深刻的印象，那種沉穩又不失現代感的色調搭配，尤其是封麵上那幾個精心排布的符號和圖文，立刻就讓人感覺這不是一本普通的教科書。我是在一個書店的角落裏偶然翻到它的，當時我正在尋找關於底層硬件架構如何與高級軟件設計完美結閤的深度解析。這本書的裝幀質量非常紮實，紙張的觸感和印刷的清晰度都體現齣瞭齣版社的用心，拿在手裏沉甸甸的，有一種“乾貨滿滿”的預感。書脊上的書名和作者信息排版得體，即便是放在一堆同類書籍中，它也散發著一種專業人士的內斂氣質。初翻幾頁，就能感受到作者在組織材料上的匠心，章節間的邏輯過渡自然流暢，沒有那種為瞭湊頁數而硬拉硬拽的生澀感。它似乎在無聲地邀請你深入探索那些隱藏在復雜電路和邏輯門背後的設計哲學，而不是僅僅停留在公式的堆砌上。這種從視覺到觸覺，再到內容初步感知上的多重積極體驗，極大地激發瞭我閱讀下去的興趣，也讓我對後續的內容充滿瞭期待，相信它能為我當前的工程實踐提供堅實的理論後盾。

評分☆☆☆☆☆

我花瞭整整一個周末的時間來研讀這本書的開篇章節，特彆是關於時序邏輯和組閤邏輯電路基礎的那部分。說實話，市麵上很多教材在講解這些基礎概念時，要麼過於簡化導緻失真，要麼就是堆砌晦澀的數學推導，讓人望而卻步。然而，這本書的處理方式簡直是教科書級彆的典範。作者似乎非常理解初學者在麵對“時鍾域”和“亞穩態”這些挑戰時的睏惑點。他們沒有直接拋齣復雜的波形圖，而是先用非常生動且貼近實際的工業案例來引入問題，比如為什麼係統會“死機”或者偶爾齣現不可預測的錯誤。隨後，他們纔緩慢而有條不紊地引入所需的理論工具。我特彆欣賞作者在圖示上的處理，那些示意圖不僅標注清晰，而且色彩運用得當，完美地突齣瞭信號流嚮和狀態轉移的關鍵節點。讀完這部分內容後，我感覺自己對數字係統內部那些“看不見”的運作機製，有瞭一種前所未有的清晰認知，仿佛手中握著一個可以拆解和重新組裝的微型處理器模型。這種由錶及裏、層層遞進的講解，遠超我預期的深度和廣度。

評分☆☆☆☆☆

這本書最讓我拍案叫絕的地方，在於它對“應用”二字的深刻詮釋，它並沒有止步於理論構建，而是非常積極地將抽象的EDA工具流程與實際的芯片設計流程緊密結閤起來。很多教材在講到綜閤、布局布綫時，往往隻停留在工具的名稱層麵，但這本書卻深入剖析瞭在不同設計階段，我們需要關注的性能指標和約束條件是如何影響最終物理實現的。例如，在講解時序分析時，書中詳細對比瞭靜態時序分析（STA）和動態仿真在驗證收斂性上的優劣，並給齣瞭如何根據設計規模來選擇閤適的工具集和驗證策略的實戰建議。這對於我們這些需要將設計落地到FPGA或ASIC平颱的工程師來說，無疑是提供瞭寶貴的“實戰指南”。它教會的不是“如何點擊按鈕”，而是“為什麼要以這種方式點擊”，這種思維上的提升，是任何快速教程都無法給予的。閱讀過程中，我不斷地在腦中復盤我過去項目中的瓶頸點，很多睏擾已久的問題，似乎都在這些章節的闡述中找到瞭理論支撐和解決方案的雛形。

評分☆☆☆☆☆

從語言風格上來說，這本書的敘事感是我未曾預料到的。它並非那種冷冰冰、公式化的技術文檔，而是帶有一種資深工程師在與後輩交流經驗的坦誠和嚴謹。作者在解釋一些較為復雜的設計模式時，會不自覺地流露齣一種對該領域的熱愛和敬畏，字裏行間透露齣對“工程美學”的追求。比如，在討論流水綫設計優化時，作者會引用一些曆史上的經典設計案例來佐證當前的優化思路，這種穿插曆史背景的敘述方式，讓原本枯燥的優化過程變得富有故事性和啓發性。我甚至發現瞭一些在一些國際會議論文中纔可能被提及的優化技巧，它們被巧妙地融入到章節的腳注或側邊欄中，仿佛是作者在提醒讀者“這裏有個彩蛋，仔細看”。這種細緻入微的關懷，讓閱讀過程充滿瞭探索的樂趣，不再是單嚮的知識灌輸，而更像是一場與兩位行業專傢的深度對話。

評分☆☆☆☆☆

如果要用一個詞來總結這本書給我的感覺，那便是“係統性與前瞻性”的完美平衡。它不僅紮實地覆蓋瞭EDA技術棧從前端描述到後端驗證的整個鏈路，而且在各個環節都提供瞭深入到硬件底層架構的視角，確保讀者理解的不是工具的使用手冊，而是背後的原理。更令人振奮的是，書中對未來趨勢的探討，如對新興設計流程（如高層次綜閤HLS）的評估和展望，顯示齣作者群體的視野並未固守於現有技術。他們引導讀者去思考，在摩爾定律趨緩的今天，如何通過更智能的工具和更優化的架構設計來榨取每一分性能。我閤上這本書時，心中湧起的不是“學完瞭”的輕鬆，而是“我還有更多可以探索”的激動。它成功地將一個原本看起來龐大而令人望而生畏的數字係統設計領域，拆解成瞭可理解、可掌握的模塊，同時又在我心中種下瞭不斷學習和創新的火種。這是一本值得反復翻閱的案頭寶典。