EDA技术实用教程—VHDL版(第四版) 潘松 9787030276797 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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潘松 著

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• EDA
• VHDL
• 数字电路
• FPGA
• Verilog
• 可编程逻辑器件
• 设计与验证
• 潘松
• 高等教育
• 电子工程

店铺： 天乐图书专营店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030276797

商品编码：29696813001

包装：平装

出版时间：2010-06-01

基本信息

书名：EDA技术实用教程—VHDL版(第四版)

定价：39.00元

作者：潘松

出版社：科学出版社

出版日期：2010-06-01

ISBN：9787030276797

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.663kg

编辑推荐

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内容提要

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本书根据课堂教学和实验操作的要求，以提高实际工程设计能为目的，深入浅出地对EDA技术、VHDL硬件描述语言、FPGA开发用及相关知识作了系统和完整的介绍，读者通过学习本书并完推荐的实验，能初步了解和掌握EDA的基本内容及实用技术。全包括EDA的基本知识、常用EDA工具的使用方法和目标器件的结原理、以情景导向形式和实例为主的方法介绍的多种不同的设输入方法、对VHDL的设计优化以及基于EDA技术的典型设计项目各章都安排了习题和针对性较强的实验与设计项目。书中列举大部分VHDL设计实例和实验示例实现的EDA工具平台是Quartus9.0，硬件平台是CycloneⅢ系列FPGA，并在EDA实验系统上通过硬件测试。本书可作为高等院校电子工程、通信、工业自动化计算机应用技术、电子对抗、仪器仪表、数字信号或图像处理学科的本科生或研究生的电子设计、EDA技术和VHDL硬件描述语的教材及实验指导书，同时也可作为相关专业技术人员的自学考书。

目录

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章　概述
　1.1　EDA技术及其发展
　1.2　EDA技术实现目标
　1.3　硬件描述语言
　1.4　HDL综合
　1.5　基于HDL的自顶向下设计方法
　1.6　EDA技术的优势
　1.7　EDA设计流程
　　1.7.1　设计输入（原理图／HDL文本编辑）
　　1.7.2　综合
　　1.7.3　适配
　　1.7.4　时序仿真与功能仿真
　　1.7.5　编程下载
　　1.7.6　硬件测试
　1.8　ASIC及其设计流程
　　1.8.1　ASIC设计简介
　　1.8.2　ASIC设计一般流程简述
　1.9　常用EDA工具
　　1.9.1　设计输入编辑器
　　1.9.2　HDL综合器
　　1.9.3　仿真器
　　1.9.4　适配器
　　1.9.5　下载器
　1.10　Quartus　Ⅱ简介
　1.11　IP核
　1.12　EDA技术发展趋势
　习题　25
第2章　FPGA/CPLD结构原理
第3章　VHDL设计初步
第4章　Quartus　Ⅱ应用向导
第5章　VHDL设计进阶
第6章　宏功能模块与IP应用
第7章　VHDL有限状态机设计
第8章　系统优化和时序分析
第9章　VHDL结构与要素
0章　VHDL基本语句
1章　系统仿真
附录　EDA开发系统使用简介
主要参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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探索数字设计的核心：VHDL语言的实践之道 在日新月异的电子技术领域，数字集成电路的设计与实现扮演着至关重要的角色。从智能手机的芯片到高性能的服务器，再到嵌入式系统的核心，都离不开对数字逻辑的精妙运用。而要驾驭这些复杂的数字世界，掌握一门强大的硬件描述语言（HDL）则成为必然。在众多HDL语言中，VHDL（VHSIC Hardware Description Language）以其严谨的语法、强大的建模能力和广泛的应用领域，赢得了全球工程师的青睐。本书旨在为读者提供一个全面且深入的VHDL学习体验，从基础概念到高级应用，带领读者一步步掌握这门实用的设计工具，从而能够自信地进行数字系统的设计、仿真和实现。 为何选择VHDL？—— 功能性与通用性的融合 VHDL最初是为了支持美国国防部VHSIC（Very High Speed Integrated Circuits）计划而开发的，其设计初衷便是为了能够精确地描述和验证复杂的数字硬件系统。与一些更偏向行为建模的语言不同，VHDL提供了强大的结构化建模能力，能够从行为、结构、数据流等多个层面来描述硬件。这种多层次的描述能力使得工程师能够以不同的抽象级别来思考和设计电路，从而更好地理解和控制设计的复杂性。 VHDL的语法严谨，借鉴了Ada语言的风格，强调类型安全和代码的可读性。这不仅有助于减少设计中的错误，也使得代码更易于维护和复用。此外，VHDL拥有一个庞大而成熟的生态系统，包括各种商业和开源的EDA（Electronic Design Automation）工具，如Xilinx Vivado、Intel Quartus Prime、Synopsys VCS、Cadence Incisive等，它们都提供了对VHDL强大的支持，能够将VHDL描述的代码转化为实际的芯片或FPGA（Field-Programmable Gate Array）配置。 本书的学习路径：循序渐进，实战驱动 本书的学习将遵循一条循序渐进的路径，确保读者能够扎实地掌握VHDL的每一个要点。 第一部分：VHDL基础入门 VHDL语言概述与开发环境搭建： 首先，我们将介绍VHDL的起源、发展历程以及其在数字设计中的核心地位。然后，我们将引导读者搭建必要的开发环境，包括选择合适的EDA工具，并学习如何进行基本的项目设置和文件管理。 VHDL基本结构与语法： 这一部分将深入讲解VHDL的核心语法，包括实体（Entity）、架构（Architecture）、端口（Port）和信号（Signal）等基本概念。读者将学习如何定义模块的接口，如何描述内部逻辑，以及如何声明和使用各种数据类型，如std_logic、integer、boolean等。 组合逻辑的VHDL描述： 组合逻辑是数字电路的基础，本书将详细介绍如何使用VHDL来描述各种组合逻辑电路，包括逻辑门（AND, OR, NOT）、多路选择器（Multiplexer）、译码器（Decoder）和编码器（Encoder）等。我们将重点讲解`concurrent`和`sequential`语句在描述组合逻辑时的区别和应用。 顺序逻辑的VHDL描述： 顺序逻辑电路，如触发器（Flip-Flop）、寄存器（Register）、计数器（Counter）和状态机（Finite State Machine, FSM）等，是构成时序电路的关键。本书将深入讲解如何使用VHDL来描述这些电路，特别是利用进程（Process）语句和时钟（Clock）信号来实现时序逻辑。 常用VHDL语句与结构： 除了基本的逻辑描述，本书还将介绍VHDL中一系列重要的语句和结构，如`if-then-else`、`case`、`loop`、`when-else`等，以及如何利用过程（Procedure）和函数（Function）来组织和复用代码。 第二部分：VHDL进阶应用 数据流建模（Dataflow Modeling）： 数据流建模是一种非常简洁和直观的描述方式，适合描述硬件的逻辑功能。本书将详细讲解如何使用`assign`语句（在某些工具中）或并发赋值（Concurrent Assignment）来描述数据在电路中的流动和转换。 结构化建模（Structural Modeling）： 结构化建模允许我们将复杂的系统分解为更小的、可管理的模块，然后通过实例化和连接这些模块来构建整个系统。我们将学习如何使用`component`和`port map`语句来实现模块的实例化和互连，从而构建层次化的设计。 状态机（Finite State Machine, FSM）设计： FSM是许多数字控制器件的核心。本书将深入探讨不同类型的FSM（Mealy和Moore模型），并展示如何使用VHDL进行高效的状态机建模和综合，包括状态编码、状态转移和输出逻辑的设计。 计数器与移位寄存器： 计数器和移位寄存器是数字系统中常见的时序电路模块。我们将学习如何设计不同功能的计数器（如二进制计数器、BCD计数器、可加/减计数器）和各种类型的移位寄存器（如串入并出、并入串出、串串、并并）。 存储器（Memory）建模： 存储器是数字系统不可或缺的一部分，包括RAM（Random Access Memory）和ROM（Read-Only Memory）。本书将指导读者如何使用VHDL来描述这些存储器结构，并学习如何进行相关的读写操作。 时序约束与综合： 在实际的硬件实现过程中，时序是至关重要的。我们将学习如何理解和设置时序约束，以及EDA工具如何根据VHDL代码和时序约束进行逻辑综合，将抽象的代码转化为具体的门级网表。 测试平台（Testbench）设计与仿真： 仿真是在硬件实现之前验证设计的正确性的关键步骤。本书将详细讲解如何使用VHDL编写功能强大的测试平台，包括激励信号的生成、响应的检查以及仿真结果的分析。我们将学习各种仿真命令和技巧，以提高仿真效率。 第三部分：高级主题与实践 VHDL代码优化与可综合性： 并非所有的VHDL代码都能被成功地综合成高效的硬件。本书将深入探讨可综合VHDL代码的编写原则，包括避免使用不当的语句、理解综合器的行为，以及进行代码优化以获得更优的性能和资源利用率。 IP核（Intellectual Property Core）的使用： 在实际的SoC（System-on-Chip）设计中，我们经常会使用现成的IP核。本书将介绍如何理解和使用VHDL描述的IP核，以及如何在设计中集成这些IP核。 Verilog与VHDL的对比与融合： Verilog是另一种广泛使用的HDL语言。本书将简要介绍Verilog的特点，并探讨VHDL与Verilog在设计中的互操作性，以及如何根据项目需求选择合适的语言。 FPGA与ASIC设计流程简介： 本书将带领读者了解典型的FPGA和ASIC（Application-Specific Integrated Circuit）设计流程，包括前端设计（VHDL编码、仿真、综合）和后端设计（布局布线、时序收敛、物理验证）等关键阶段，从而让读者对整个硬件设计过程有宏观的认识。 典型项目案例分析： 为了巩固所学知识，本书将提供多个具有代表性的VHDL设计案例，涵盖从简单的数字电路到更复杂的系统模块，如ADC/DAC接口、通信协议控制器、图像处理模块等。每个案例都将从需求分析、VHDL设计、仿真验证到可能的综合实现进行详细讲解，帮助读者将理论知识付诸实践。 学习本书，你将收获： 扎实的VHDL语法基础： 能够准确无误地编写VHDL代码，理解各种语言结构和数据类型。 强大的数字系统建模能力： 能够使用VHDL描述各种数字电路，从简单的门电路到复杂的控制器件和存储器。 熟练的仿真与验证技巧： 能够编写高效的测试平台，充分利用EDA工具进行仿真，并准确分析仿真结果。 深入的逻辑综合理解： 了解VHDL代码如何被综合成实际的硬件，以及如何编写可综合且高效的代码。 解决实际工程问题的能力： 能够将所学知识应用于实际的FPGA或ASIC设计项目中，解决数字设计中的挑战。 本书力求语言通俗易懂，理论与实践相结合，通过大量的示例代码和实践练习，帮助读者建立起对VHDL和数字设计的深刻理解。无论您是初涉数字设计领域的新手，还是希望提升VHDL技能的在职工程师，本书都将是您宝贵的学习资源。让我们一起踏上探索数字设计精彩世界的旅程，用VHDL描绘出您心中的数字蓝图！

评分☆☆☆☆☆

从整体的排版和印刷质量来看，这本书体现了出版方对技术类书籍的专业态度。纸张的质感和字体的清晰度直接影响了长时间阅读的舒适度。技术书籍的阅读往往需要高度集中精神，任何小的排版失误都可能导致理解上的偏差。我希望书中所有的代码示例都能经过严格的校对，确保语法的准确性和逻辑的严密性。此外，如果能够提供一些针对不同层次读者的学习建议，比如哪些章节可以略读，哪些章节需要深入研究，那将是对读者时间管理的一种宝贵帮助。一本优秀的教程，不仅要传授知识，还要引导高效的学习路径。

评分☆☆☆☆☆

作为一名有一定实践经验的设计师，我更关注的是工具链的整合和实际项目中的调试技巧。很多教材侧重于语言本身，却忽略了仿真和综合过程中的“陷阱”。我希望这本书能深入探讨如何使用主流的EDA工具链进行高效的开发。比如，如何编写可综合的VHDL代码，如何解读综合报告中的关键信息，以及在进行时序验证时需要特别注意哪些细节。如果它能分享一些作者在实际项目中遇到的疑难杂症及其解决方案，那这本书的实用价值将大大提升。毕竟，理论知识固然重要，但在工程实践中，解决实际问题的能力才是王道。

评分☆☆☆☆☆

这本书的“实用教程”定位吸引了我，因为我正在寻找一本能够帮助我从理论知识快速过渡到实际工程应用的指南。我最看重的是书中的案例分析部分，这些案例最好是贴近工业界实际应用场景的，比如简单的控制器设计、数据通路实现或者状态机的优化等。这些具体的例子能让我更好地理解抽象的VHDL语法是如何映射到底层硬件结构的。我希望这些案例不仅仅是代码的堆砌，而是附带有详细的设计思路、性能指标分析以及最终的实现效果对比。如果能有配套的资源，比如设计文件和仿真波形，那就更完美了，这将极大地加速我的学习进程。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计给人一种很扎实的感觉，厚重的文字和清晰的排版预示着内容绝非泛泛之谈。我一直对数字电路设计和硬件描述语言领域抱有浓厚兴趣，尤其是在FPGA应用日益广泛的今天，掌握一门实用的硬件描述语言至关重要。这本书的作者在业界有一定的声誉，这让我对它的内容质量抱有很高的期待。我希望它能提供一个从基础概念到高级应用的完整学习路径，而不是仅仅停留在语法层面的介绍。毕竟，真正的学习在于如何运用这些工具去解决实际工程中的复杂问题，比如如何优化时序约束，如何进行高效的综合与布局布线。如果这本书能在这方面提供一些独到的见解和丰富的案例，那它对我的价值将是无可估量的。

评分☆☆☆☆☆

翻开书页，首先注意到的是其清晰的章节结构和严谨的逻辑递进。对于一个初学者来说，晦涩难懂的教材往往是最大的障碍，但这本似乎在这方面做得相当出色。它似乎没有急于抛出复杂的代码实例，而是耐心地为读者打下坚实的理论基础，这对于理解VHDL的底层工作原理至关重要。我特别关注了其中关于并发与顺序逻辑描述的章节，这通常是新手最容易混淆的地方。如果作者能用清晰的比喻和直观的图示来解释这些抽象的概念，那么这本书无疑会成为我书架上的常客。我期待看到的是一种渐进式的教学方法，让读者在不知不觉中掌握VHDL的设计精髓，而不是被大量堆砌的术语所淹没。