新编电子设计自动化项目教程 9787121130526 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

任富民 著

图书标签:

• 电子设计自动化
• EDA
• Verilog
• FPGA
• 数字电路
• VHDL
• 项目实践
• 教程
• 高等教育
• 电子工程

店铺： 广影图书专营店

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121130526

商品编码：29657246202

包装：平装

出版时间：2011-04-01

基本信息

书名:新编电子设计自动化项目教程

定价：27.00元

售价：18.4元,便宜8.6元,折扣68

作者:任富民

出版社：电子工业出版社

出版日期：2011-04-01

ISBN：9787121130526

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.400kg

编辑推荐

内容提要

本书采用项目式任务驱动的方法，以通用的电子设计自动化(EDA)软件ProtelDXP2004SP2中文版为软件平台，介绍了电子设计自动化的基本概念、应用技巧及实际案例。本书包含12个项目，主要讲授了原理图绘制、原理图仿真、PCB板制作、原理图元件和PCB元件封装的制作，以及可编程逻辑器件设计等内容。
根据中等职业学校电子设计自动化的教学特点，本书在注重先进性和科学性的基础上更加突出了实用性和可操作性。本书可作为中等、高等职业学校电子设计自动化的教材，也可供从事电子设计自动化绘图和制版的工程技术人员参考。

目录

作者介绍

文摘

序言

《数字电路逻辑设计与EDA实现》 内容简介 本书深入浅出地讲解了数字电路逻辑设计的核心原理、方法与实践，并结合业界主流的电子设计自动化（EDA）工具，引导读者从概念到实物，掌握现代集成电路设计流程的关键环节。本书旨在为高等院校电子信息类专业的学生、从事数字电路设计和FPGA开发的研究人员及工程师提供一本系统、全面且实用的参考教材。 第一部分：数字电路逻辑设计基础 本部分将从最基本的逻辑门电路出发，逐步构建起复杂的数字系统。 第一章：数字信号与逻辑门 介绍数字信号的特点、表示方法（如二进制、十六进制）以及数制转换。 详细阐述基本逻辑门（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR）的功能、真值表、逻辑表达式及符号。 讲解布尔代数的基本公理、定理及其简化逻辑函数的方法，为后续的电路设计奠定理论基础。 通过实例演示如何使用逻辑门搭建简单的组合逻辑电路。 第二章：组合逻辑电路设计 深入分析组合逻辑电路的特点：输出仅取决于当前输入。 详细讲解组合逻辑电路的设计步骤：需求分析、真值表建立、逻辑函数表达式推导、逻辑函数简化（卡诺图法、Quine-McCluskey方法）、逻辑电路图绘制。 重点介绍各类常用的组合逻辑电路模块，如： 编码器与译码器： 优先级编码器、BCD转7段数码管译码器等，分析其工作原理和应用。 多路选择器（MUX）与分路选择器（DEMUX）： 讲解其多功能性，以及如何用它们实现复杂的逻辑功能。 加法器与减法器： 半加器、全加器、超前进位加法器（CLA）的设计与性能分析。 比较器： 8位、N位等比较器的设计。 通过多个实际案例，如交通信号灯控制器、简易计算器等，巩固组合逻辑电路的设计方法。 第三章：时序逻辑电路设计 阐述时序逻辑电路的特点：输出不仅取决于当前输入，还取决于电路的存储状态。 介绍存储元件：触发器。详细讲解SR触发器、D触发器、JK触发器、T触发器的结构、工作原理、状态转换图、时序图。 讲解时钟信号的作用及其对时序逻辑电路的影响，包括同步与异步时序逻辑。 重点介绍各类常用的时序逻辑电路模块，如： 寄存器： 移位寄存器（左移、右移、循环移位）、并行加载寄存器等，分析其在数据存储和处理中的应用。 计数器： 同步计数器、异步计数器、行波进位计数器（Ripple Counter）、二进制计数器、十进制计数器（BCD计数器）、可预置计数器、移位寄存器计数器等，重点分析其工作原理、状态转移图和计数序列。 状态机（有限状态机 FSM）： Mealy机与Moore机： 深入解析两者的区别、联系、优缺点，以及各自适用的场景。 状态机设计流程： 状态图绘制、状态编码、状态表建立、表达式推导、电路实现。 通过实际例子，如序列检测器、电梯控制器等，演示状态机的设计与分析。 讨论时序逻辑电路设计中的关键问题：亚稳态、竞争冒险、时钟偏斜等，并介绍相应的解决方法。 第四章：FPGA简介与硬件描述语言（Verilog HDL）入门 介绍现场可编程门阵列（FPGA）的基本概念、工作原理、内部结构（CLB/ALM, BRAM, DSP Slice, IOs等）及其在现代电子系统中的重要地位。 概述FPGA的设计流程：需求分析、设计输入（RTL）、综合、布局布线、时序仿真、硬件下载与验证。 引入硬件描述语言（HDL），重点介绍Verilog HDL。 Verilog HDL基础语法： 模块（module）： 结构、端口定义。 数据类型： `reg`, `wire`, `integer`, `parameter` 等。 运算符： 算术、逻辑、关系、位运算符等。 行为级语句： `always` 块（`@()`, `@(posedge clk)`, `@(negedge clk)`）、`if-else` 语句、`case` 语句、`for` 循环、`while` 循环。 结构级语句： `assign` 语句、门级实例。 通过简单的Verilog HDL代码示例，将前面学习的逻辑门、组合逻辑和时序逻辑电路用HDL进行描述。 第二部分：EDA工具在数字设计中的应用 本部分将聚焦于如何利用主流EDA工具实现设计流程。 第五章：Verilog HDL进阶与综合 进一步讲解Verilog HDL的高级特性： 任务（task）与函数（function）： 提高代码复用性。 生成（generate）语句： 实现参数化设计。 系统任务： `$display`, `$monitor`, `$time` 等，用于仿真调试。 层次化设计与实例化。 深入探讨HDL代码向RTL（Register Transfer Level）网表转换的原理，即逻辑综合。 讲解综合工具的基本操作流程：输入HDL文件、选择目标工艺库、设置综合选项。 分析综合结果：RTL原理图、技术网表、时序报告。 介绍综合过程中需要注意的问题，如避免锁存器（latch）的产生、合理使用时序控制语句、编写可综合的代码风格。 通过实际项目，如一个简单的IP核（例如，一个UART控制器或一个简单的DMA控制器）的HDL设计与综合，展示整个流程。 第六章：仿真与时序分析 讲解仿真在验证设计正确性中的关键作用。 仿真流程： 编写激励文件（testbench）、调用被测模块（DUT）、执行仿真命令、分析仿真结果。 Testbench设计： 激励信号的产生：时钟、复位、数据输入。 DUT的实例化。 状态监测与错误判断。 使用系统任务进行输出和控制。 波形分析： 如何阅读和理解仿真波形，识别设计中的时序问题和逻辑错误。 时序约束（Timing Constraints）： 介绍时序约束的重要性：定义时钟周期、输入输出延迟等。 解释时序分析报告：建立时间（setup time）、保持时间（hold time）、关键路径（critical path）。 说明如何根据时序报告优化设计，以满足性能要求。 第七章：FPGA实现流程：布局、布线与下载 详细介绍FPGA设计的物理实现阶段：布局（Placement）与布线（Routing）。 布局： 将综合后的逻辑单元映射到FPGA芯片上的物理资源（如CLB/ALM）。 布线： 连接这些物理资源之间的走线。 讲解实现工具（如Xilinx Vivado, Intel Quartus Prime）的基本操作界面和流程。 放置与布线后的时序分析： 解释在物理实现后，时序分析更加关键，需要考虑布线延迟。 配置文件（Bitstream）生成： 介绍最终生成FPGA编程文件。 硬件下载与调试： 讲解如何将配置文件下载到FPGA开发板。 介绍片上调试工具（如ILA - Integrated Logic Analyzer），如何在硬件上实时观察信号，与仿真结果进行对比，进一步排查问题。 通过一个完整的FPGA项目示例，从HDL代码编写到板级调试，贯穿整个设计与实现流程。 第八章：常用IP核与总线接口 介绍EDA工具中常见的预定义IP核（Intellectual Property cores），如： 存储器IP： RAM, ROM, FIFO（先进先出队列）的设计与应用。 通信接口IP： UART, SPI, I2C, Ethernet MAC等。 DSP IP： 乘法器、滤波器等。 讲解如何实例化和配置这些IP核，以及在HDL代码中调用它们。 总线接口： 介绍常用的总线协议，如AXI (Advanced eXtensible Interface) 系列（AXI4, AXI4-Lite, AXI4-Stream）在SoC系统中的应用。 如何设计或使用IP核来满足特定的总线接口要求。 通过一个整合了多个IP核和总线接口的实例项目，如一个简单的嵌入式系统或数据处理系统，来展示如何构建更复杂的FPGA应用。 第三部分：高级主题与项目实践 本部分将拓展到一些更深入的设计技巧和综合性项目。 第九章：低功耗设计与异步设计入门 低功耗设计： 探讨在FPGA设计中实现低功耗的策略，如时钟门控、时钟使能、电压/频率调整等。 异步设计： 介绍异步电路的基本概念，与同步电路的区别。 探讨异步设计的优势（如无需全局时钟，功耗低，速度快）和挑战（如设计复杂，易受干扰）。 简要介绍一些异步设计方法，如握手协议。 第十章：SoC（System-on-Chip）设计概览 介绍SoC的概念，以及FPGA在SoC实现中的角色。 讲解CPU核（如ARM Cortex-M/A系列）、嵌入式外设（如UART, SPI, Timer, ADC, DAC）与可编程逻辑集成在一起的设计思路。 讨论片上总线（如AXI）在连接不同功能模块中的作用。 介绍FPGA SoC开发平台和生态系统。 第十一章：综合项目实践 本章将通过1-2个具有代表性的综合项目，将前面学到的知识融会贯通。 项目一：基于FPGA的图像处理模块。 例如，实现一个简单的边缘检测算法或图像缩放功能。学生需要从需求分析开始，完成HDL设计、仿真、综合、实现，最终在FPGA开发板上验证。 项目二：一个简易的通信协议栈实现。 例如，设计一个基于UART或SPI的自定义通信协议，并在FPGA上实现发送端和接收端。 每个项目都将详细分解设计步骤，强调模块化设计、代码复用和充分的验证。 附录 附录A：Verilog HDL参考手册速查 附录B：常用EDA工具快捷键与命令提示 附录C：项目实践所需开发板与软件环境配置指南 本书通过理论讲解与实践操作相结合的方式，力求让读者不仅理解数字电路设计的原理，更能熟练运用EDA工具完成实际的工程项目。希望本书能成为读者在数字设计和FPGA开发领域的坚实起点。

评分☆☆☆☆☆

我是一个非常注重实践和动手能力的学习者，对那种纯理论的论述总感到枯燥乏味。这本书的魅力就在于它将晦涩的理论知识巧妙地“封装”在了实际的工程案例之中。每一个教程项目都设计得非常贴合当前工业界的需求，而不是一些脱离实际的“玩具”项目。书中对于如何将设计规范转化为可执行的硬件描述语言（HDL）的步骤解析得极其细致，尤其是那些细节之处，比如时序约束的设定、异步信号的处理逻辑等，作者都给出了非常清晰的注释和解释，这对于我这样的进阶学习者来说，省去了大量的自我摸索时间。而且，书中提供的配套资源和代码库维护得相当及时和规范，这一点在国内的同类书籍中是比较少见的，体现了作者的责任心和对读者群体的尊重。整体而言，这是一部真正能带着你从零开始构建并优化一个复杂系统的实战宝典。

评分☆☆☆☆☆

从一个非科班背景的爱好者角度来看，这本书的门槛设置相对友好，但绝不意味着内容的浅薄。作者采用了循序渐进的方式，从基础概念的建立开始，逐步引入更高级的系统级设计概念。对于像我这样需要快速掌握一门新技术领域的人来说，这种结构设计非常重要。书中对EDA工具的界面操作和常用菜单项的介绍详尽到几乎不需要额外查阅软件手册，极大地降低了初次接触的挫败感。同时，作者似乎洞察到了读者在学习过程中容易产生的困惑点，并在关键技术节点设置了“深入理解”或“常见误区”的提示框，这些小小的设计极大地增强了阅读体验的连贯性。相比我过去读过的几本国外翻译教材，这本书本土化的语境和针对国内主流EDA环境的适配性做得非常到位，读起来毫无“水土不服”的感觉。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和装帧设计感十足，初次翻阅时就被它散发出的专业气息所吸引。内页的纸张质量上乘，印刷清晰，即便是复杂的电路图和代码片段也能看得一清二楚，这对于需要长时间盯着屏幕阅读的技术书籍来说，无疑是一个巨大的加分项。从内容组织上看，作者显然花费了大量心思去构建一个逻辑严谨的学习路径。它不是那种堆砌知识点的教科书，而是更像一位经验丰富的工程师手把手的指导。每一个章节的过渡都显得自然而流畅，仿佛在讲述一个连贯的项目故事，而不是零散的技术文档汇编。特别是对一些前沿EDA工具的使用技巧和最新行业规范的融入，体现了编者对当前技术生态的深刻理解。我特别欣赏书中对设计流程中“踩坑”经验的坦诚分享，这比单纯的理论讲解更有指导意义，让读者在学习理论的同时，也能预见和规避实际操作中可能遇到的陷阱。这种注重实战的编写风格，极大地提升了学习的效率和兴趣。

评分☆☆☆☆☆

坦率地说，我之前接触过不少号称“项目驱动”的教程，但很多最终都沦为了对API或函数库的流水账式介绍，缺乏真正的创新和深度。然而，这本书完全颠覆了我的预期。它并没有停留在简单的“跑通”示例代码的层面，而是深入挖掘了为什么我们要选择特定的设计思路和工具链。书中对设计决策背后的权衡（trade-offs）分析得非常透彻，例如，在速度、功耗和面积之间如何进行取舍，以及如何通过层次化的结构设计来管理大型项目的复杂性。这种宏观的架构思维培养，远比单纯的工具操作更有价值。更令人称道的是，作者对不同设计阶段的验证和调试方法也给予了足够的篇幅，这常常是初学者最容易忽略却又至关重要的环节。读完后，我感觉自己不仅仅学会了一套工具的使用方法，更是建立起了一套完整的、可迁移的电子系统设计方法论框架。

评分☆☆☆☆☆

阅读体验上，这本书给我的感觉是严谨中带着一丝匠心独运的幽默感，这让技术书籍不再是冰冷的符号堆砌。作者在讲解复杂的算法或设计模式时，常常会使用一些非常生动的比喻来帮助理解，这极大地缓解了阅读疲劳。例如，他对流水线设计中“气泡”的描述，就比教科书上的定义要形象得多，让人过目不忘。此外，书中对版本控制和团队协作在大型电子设计项目中的应用也有所涉猎，这表明作者的视野已超越了单一工程师的个人技能范畴，而是面向整个项目生命周期的管理。这种前瞻性的视角，对于希望未来能承担设计领导角色的读者来说，是无价的知识财富。总而言之，这本书不仅仅是一本工具书，更是一份指导未来职业发展的路线图，它教会的不仅是“怎么做”，更是“为什么这么做”的工程哲学。