EDA技术及数字系统的应用 包明,曹阳 9787301238776 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
• 电路设计
• Verilog
• VHDL
• FPGA
• 数字逻辑
• 可编程逻辑器件
• 电子工程
• 高等教育

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出版社： 北京大学出版社

ISBN：9787301238776

商品编码：29582364855

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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作者介绍

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文摘

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序言

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EDA技术与数字系统设计：原理、实践与前沿 概述 在当今信息技术飞速发展的时代，数字系统的设计与实现扮演着至关重要的角色。从微处理器到嵌入式系统，从通信设备到人工智能硬件，无不依赖于高效、灵活且可定制的数字电路。EDA（Electronic Design Automation，电子设计自动化）技术的出现，极大地革新了数字系统的设计流程，将原本复杂、耗时的人工设计转化为高度自动化的软件驱动过程。本书旨在深入探讨EDA技术的原理，揭示其在现代数字系统设计中的核心作用，并通过丰富的实例，引导读者掌握数字系统的设计、验证与实现方法。 第一部分：EDA技术基础与核心概念 本部分将为您构建扎实的EDA技术理论基础。我们将从数字系统设计的演进历程出发，阐述为何EDA技术成为不可或缺的工具。 数字系统设计的挑战与EDA的应运而生：深入分析传统数字电路设计在复杂性、验证难度、上市时间等方面的挑战，引出EDA技术作为解决这些挑战的关键。 EDA工具链的构成与工作流程：详细介绍EDA工具链的各个环节，包括： HDL（Hardware Description Language，硬件描述语言）：深入剖析Verilog和VHDL等主流HDL语言的语法、特性和在数字系统建模中的应用。重点讲解如何使用HDL描述组合逻辑和时序逻辑，以及如何进行行为级、寄存器传输级（RTL）和门级的设计。 综合（Synthesis）：阐释综合的本质，即如何将抽象的HDL描述转化为门级网表。重点介绍综合过程中涉及的逻辑优化、资源分配、时序约束等关键概念，以及不同综合工具的原理和使用技巧。 布局布线（Place and Route）：详细讲解物理实现过程，包括单元的放置（Placement）和信号线的连接（Routing）。深入探讨影响布线效率和时序性能的关键因素，如单元库、设计规则、时钟树综合（CTS）等。 静态时序分析（STA）：讲解STA的原理和重要性，以及如何通过STA来检查设计的时序裕量，确保设计在目标时钟频率下可靠工作。我们将介绍建立时间（Setup Time）和保持时间（Hold Time）等基本概念，以及时序约束的编写方法。 形式验证（Formal Verification）：介绍形式验证技术，如等价性检查（Equivalence Checking）和模型检测（Model Checking），它们如何提供比仿真更强大的验证能力，从而提高设计的正确性。 仿真（Simulation）：回顾和深入讲解仿真在设计验证中的作用，包括功能仿真、门级仿真等。我们将讨论测试平台的构建，以及如何编写有效的测试向量来覆盖设计的功能。 EDA工具的商业与开源生态：介绍当前主流的EDA商业工具厂商（如Cadence, Synopsys, Mentor Graphics）及其提供的解决方案，同时探讨开源EDA工具的发展现状与潜力。 第二部分：数字系统设计实践与核心模块 本部分将理论与实践相结合，通过具体的数字系统设计实例，让读者深入理解EDA技术在实际项目中的应用。 组合逻辑设计： 基本逻辑门电路：如何使用HDL描述AND, OR, NOT, XOR等基本逻辑门。 组合逻辑模块：设计和实现常见组合逻辑模块，如编码器（Encoder）、译码器（Decoder）、多路选择器（Multiplexer, MUX）、数据选择器（Demultiplexer, DEMUX）、加法器（Adder）、减法器（Subtractor）和比较器（Comparator）等。我们将重点分析这些模块的设计思路、HDL实现以及仿真验证。 时序逻辑设计： 触发器（Flip-Flops）：深入讲解D触发器、JK触发器、T触发器等基本时序单元的工作原理，以及在HDL中的建模方式。 寄存器（Registers）：设计和实现移位寄存器、并行加载寄存器等。 计数器（Counters）：实现同步计数器、异步计数器、可预置计数器、可复位计数器等。我们将重点关注计数器的状态机设计与实现。 有限状态机（FSM）：详细讲解Moore FSM和Mealy FSM的设计方法。通过具体实例，如交通灯控制器、握手协议控制器等，演示如何利用HDL描述和实现状态机，并进行仿真验证。 存储器结构与接口： RAM（Random Access Memory）：讲解静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）的基本结构和工作原理。 ROM（Read Only Memory）：介绍PROM, EPROM, EEPROM等不同类型的ROM。 存储器接口设计：如何设计和实现与存储器的接口逻辑，包括地址译码、读写控制等。 数据通路与控制器设计： 数据通路（Datapath）：如何设计和连接执行算术逻辑运算、数据移动等操作的功能单元。 控制器（Controller）：设计和实现控制数据通路操作的时序逻辑。我们将通过一个简单的CPU数据通路与控制器的设计实例，来综合运用所学的知识。 中断与异常处理： 中断机制：讲解中断的产生、识别、响应和返回过程。 中断控制器设计：实现简单的中断控制器，用于管理多个中断源。 片上系统（SoC）设计基础： 总线接口：介绍AXI, AHB等常见的片上总线协议。 IP核集成：讲解如何将现有的IP核（如处理器核、外设接口）集成到SoC中。 简单的SoC架构：设计一个包含CPU、内存控制器、基本外设的简单SoC系统。 第三部分：高级EDA技术与前沿应用 本部分将视角提升至更宏观的层面，探讨EDA技术在复杂数字系统设计中的高级应用，以及面向未来的发展趋势。 高性能与低功耗设计： 时序收敛（Timing Closure）：深入分析影响时序收敛的各种因素，并介绍高级的时序优化技术，如时钟门控（Clock Gating）、多电压域（Multi-Voltage Domain）、电源管理（Power Management）等。 功耗优化：讲解低功耗设计策略，包括动态功耗和静态功耗的分析与优化方法。 验证方法学与高级验证技术： UVM（Universal Verification Methodology）：详细介绍UVM作为行业标准的验证方法学，包括其核心组件（如sequence, driver, monitor, predictor, scoreboard）和验证环境的搭建。 约束随机测试（Constrained-Random Testing）：讲解如何通过约束随机测试来发现设计中的隐藏bug。 断言（Assertions）：介绍SVA（SystemVerilog Assertions）等断言机制，如何在设计中嵌入属性检查，以提高验证的效率和完备性。 覆盖率（Coverage）：讲解不同类型的覆盖率（功能覆盖率、代码覆盖率、属性覆盖率），以及如何度量和提升设计验证的完备性。 FPGA（Field-Programmable Gate Array）设计流程： FPGA架构与原理：介绍FPGA的基本结构，如LUT（Look-Up Table）、CLB（Configurable Logic Block）、DSP Slice、Block RAM等。 FPGA综合与实现：讲解针对FPGA的综合、布局布线流程，以及如何优化设计以适应FPGA的资源和时序特性。 FPGA应用实例：展示FPGA在通信、计算、嵌入式等领域的典型应用。 ASIC（Application-Specific Integrated Circuit）设计流程： ASIC设计流程概述：与FPGA设计流程进行对比，重点讲解ASIC设计特有的物理实现阶段。 后端设计：深入了解版图设计、物理验证（DRC, LVS）等环节。 新兴EDA技术与应用： 高层次综合（High-Level Synthesis, HLS）：介绍如何从C/C++/SystemC等高级语言直接生成RTL代码，从而加速设计进程。 软硬件协同设计：探讨软硬件如何协同进行设计与验证，以及相关的工具和方法。 机器学习在EDA中的应用：展望人工智能技术在优化、验证、测试等EDA环节中的潜力。 RISC-V架构与EDA：介绍RISC-V开源指令集架构，以及其在EDA领域的推广与应用。 总结 本书力求为读者提供一个全面、深入的EDA技术与数字系统设计指南。通过对原理的透彻讲解、对实践的细致分析，以及对前沿技术的展望，希望能够帮助读者掌握数字系统设计的核心技能，应对日益复杂的工程挑战，并为未来的技术创新打下坚实的基础。无论您是初学者还是有经验的工程师，都能从中获得宝贵的知识和启发。

评分☆☆☆☆☆

最近我一直在关注人工智能和机器学习的发展，而这些技术在底层都离不开强大的数字计算能力。无论是模型的训练还是推理，都需要高效的硬件支持。我一直想深入了解一下，支撑这些强大计算能力的数字系统是如何构建的，以及EDA技术在其中扮演了怎样的角色。我希望这本书能够清晰地解释数字系统是如何处理海量数据的，以及EDA技术是如何帮助工程师设计出满足特定计算需求的芯片。比如，在AI芯片的设计中，有哪些关键的技术挑战，以及EDA工具是如何帮助克服这些挑战的？如果书中能有一些关于高性能计算架构，甚至是GPU或TPU等专用处理器的设计原理的介绍，那将对我理解AI技术的底层驱动力有极大的帮助。

评分☆☆☆☆☆

我是在一个技术交流论坛上偶然看到有人推荐这本书的，当时大家都在讨论如何更高效地处理和分析大规模数据，而提到这本书的优点时，许多人都认为它在理论的讲解上非常透彻，而且能够将抽象的概念与实际应用紧密结合。我特别关注那些对算法原理有深入剖析的评价，因为我希望不仅仅是了解某个工具的使用方法，更能理解其背后的逻辑和数学基础。有几位资深的工程师分享了他们阅读后的体会，表示这本书帮助他们解决了在实际项目中遇到的不少难题，尤其是在数据预处理和特征工程方面，有非常实用的建议。虽然我个人的技术背景可能与书中的某些高级内容还有一定距离，但我相信通过这本书的学习，能够系统地打下坚实的基础，为我未来在数据分析领域的发展提供重要的支撑。

评分☆☆☆☆☆

我之所以对这本书产生兴趣，是因为我一直对数字系统的底层逻辑和运行机制充满好奇。从最基础的逻辑门电路到更复杂的集成电路设计，我总觉得它们是现代电子技术的核心。而市面上很多关于数字系统的书籍，要么过于偏向理论，要么过于偏向具体的硬件实现，很难找到一本既能讲清楚原理，又能展示其在实际应用中如何工作的。我希望这本书能够填补这个空白，它所涵盖的“EDA技术”这个词，就暗示了它不仅仅是理论的讲解，更是一种将设计理念转化为实际产品的流程和工具。我很期待书中能有关于Verilog或VHDL等硬件描述语言的介绍，以及如何利用EDA工具进行仿真和综合的实例。如果它能指导我如何从一个想法出发，逐步构建出一个数字系统，那将是非常有价值的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计朴实无华，封面的色彩搭配给人一种沉稳、专业的感觉，并没有采用当下流行的炫酷或花哨的设计，这反而让我觉得它更注重内容本身。拿到手后，我首先感受到的是纸张的质感，不是那种过于光滑的铜版纸，而是略带磨砂感的哑光纸，阅读起来不会反光，对眼睛比较友好。书的装帧也相当牢固，翻页时感觉很顺畅，没有松散的迹象，这对于一本需要经常翻阅的技术类书籍来说，是很重要的考量。书本的尺寸也适中，方便携带和放在书架上。在目录页，我看到了清晰的章节划分，每个章节的标题都简洁明了，让我对整本书的知识体系有了一个大致的框架。虽然我还没开始深入阅读，但从这些初步的印象来看，这本书在细节处理上体现出了出版方的专业性和对读者的用心。

评分☆☆☆☆☆

我平时的工作需要处理大量的模拟信号，但随着技术的发展，越来越多的场景需要将模拟信号转化为数字信号进行处理和存储，然后再将数字信号转换回模拟信号。这个过程中，对数字系统的理解和掌握就显得尤为重要。我希望这本书能够提供一些关于模数转换（ADC）和数模转换（DAC）等关键技术的深入讲解，以及它们在不同应用场景下的优缺点和选择标准。此外，我也关注到“EDA技术”这个部分，它让我联想到在进行数字信号处理时，如何利用EDA工具进行算法验证和硬件加速。我希望这本书能提供一些关于如何将数字信号处理算法映射到FPGA或ASIC等硬件平台上的指导，以及相关的设计流程和优化技巧。