EDA技術與應用(全國普通高等院校電子信息規劃教材) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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關可 著

圖書標籤:

• EDA
• 集成電路設計
• 數字電路
• 模擬電路
• Verilog
• VHDL
• FPGA
• ASIC
• 電路分析
• 電子信息工程

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302302681

商品編碼：29750731652

包裝：平裝

齣版時間：2012-12-01

基本信息

書名：EDA技術與應用(全國普通高等院校電子信息規劃教材)

定價：22.00元

作者：關可

齣版社：清華大學齣版社

齣版日期：2012-12-01

ISBN：9787302302681

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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內容提要

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　　《eda技術與應用》以altera公司的ep1c3型fpga為藍本，詳細介紹瞭ep1c3的內部結構及功能設計、altera的fpga設計工具quartusii的設計方法以及vhdl硬件描述語言，並通過相應的實例分析、實例設計和拓展思維訓練三個環節，引導讀者能夠快速掌握fpga的設計方法和設計理念，並通過訓練逐步提高自己的設計水平。在每章後麵還附有習題，便於讀者學習和教學使用。

　　《eda技術與應用》可以作為高等院校電子工程、通信、工業自動化、計算機應用技術等學科的本科生或研究生的電子設計或eda技術課程的教材和實驗指導書，也可作為相關專業技術人員的參考書。

目錄

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章 緒論

1.1 pld的分類

1.2 pld設計的基本流程

1.2.1 設計輸入

1.2.2 設計綜閤

1.2.3 仿真驗證

1.2.4 設計實現

1.2.5 下載驗證

1.3 pld設計的常用工具

1.3.1 altera公司設計開發工具

1.3.2 xilinx公司設計開發工具

1.4 pld技術發展趨勢

習題

第2章 ep1c3型fpga結構

2.1 邏輯陣列塊

2.1.1 lab連接

2.1.2 lab控製信號

2.2 邏輯單元

2.2.1 lut鏈和寄存器鏈

.2.2.2 addnsub信號

2.2.3 le操作模式

2.3 多路徑互連

2.3.1 行互連

2.3.2 列互連

2.4 嵌入式存儲器

2.4.1 存儲器模式

2.4.2 奇偶位支持

2.4.3 移位寄存器支持

2.4.4 存儲器大小配置

2.4.5 字節使能

2.4.6 控製信號和m4k接口

2.4.7 獨立時鍾模式

2.4.8 輸入/輸齣時鍾模式

2.4.9 讀/寫時鍾模式

2.4.10 單端口模式

2.5 全局時鍾網絡和鎖相環

2.5.1 全局時鍾網絡

2.5.2 雙用途時鍾管腳

2.5.3 組閤資源

2.5.4 鎖相環

2.5.5 時鍾的倍頻和分頻

2.5.6 外部時鍾輸入

2.5.7 外部時鍾輸齣

2.5.8 時鍾反饋

2.5.9 相移

2.5.10 鎖定檢測信號

2.5.11 可編程占空比

2.5.12 控製信號

2.6 輸入/輸齣結構

2.6.1 外部ram接口

2.6.2 ddr sdram和fcram

2.6.3 可編程驅動能力

2.6.4 可編程上拉電阻

2.7 ieee標準1149.1 (jtag）邊界掃描支持

習題

第3章 基於quartus ii的fpga設計方法

3.1 quartus ii軟件的設計輸入

3.1.1 文本編輯器

3.1.2 模塊和符號編輯器

3.1.3 megawizard插件管理器

3.1.4 quartus ii支持的其他設計輸入

3.2 quartus ii軟件的設計約束

3.2.1 分配編輯器

3.2.2 引腳規劃器

3.2.3 settings對話框

3.2.4 分配設計分區

3.2.5 導入分配

3.2.6 驗證引腳分配

3.3 quartus ii軟件的設計綜閤

3.3.1 analysis & synthesis功能選項設置

3.3.2 查看綜閤結果

3.3.3 漸進式綜閤

3.4 布局布綫

3.4.1 布局布綫設置

3.4.2 查看布局布綫結果

3.4.3 優化布局布綫結果

3.5 仿真

3.6 時序分析

3.6.1 標準時序分析器的使用

3.6.2 timequest時序分析

3.7 時序逼近

3.7.1 使用時序逼麵布局圖

3.7.2 使用時序優化嚮導

3.7.3 使用網錶優化實現時序逼近

3.7.4 使用logiclock區域達到時序逼近

3.7.5 使用設計空間管理器達到時序逼近

3.7.6 使用漸進式編譯達到時序逼近

3.8 功耗分析

3.8.1 使用powerplay功耗分析器分析功耗

3.8.2 使用powerplay早期功耗估算器

3.9 編程和配置

3.9.1 匯編器assembler的使用

3.9.2 使用programmer對一個或多個器件編程

3.10 調試

3.10.1 signaltap ii邏輯分析器的使用

3.10.2 使用外部邏輯分析儀

3.10.3 使用signalprobe

3.10.4 使用在係統存儲器內容編輯器

習題

第4章 vhdl硬件描述語言

4.1 基於硬件描述語言的數字電路設計方法

4.2 硬件設計語言概述

4.3 vhdl語言的基本結構

4.3.1 實體

4.3.2 結構體

4.3.3 結構體的3種子結構

4.3.4 包、庫和配置

4.4 vhdl語言要素

4.4.1 vhdl的文字規則

4.4.2 vhdl的數據對象

4.4.3 vhdl的數據類型

4.4.4 vhdl的運算操作符

4.4.5 vhdl的主要描述語句

4.5 基本邏輯電路設計

4.6 使用quartus ii的vhdl語言設計實例

4.6.1 quartus ii軟件的開發流程概述

4.6.2 quartus ii對第三方軟件的支持

4.6.3 quartus ii開發平颱的vhdl語言設計實例

習題

第5章 fpga設計實例

5.1 開發係統簡介

5.1.1 硬件符號功能說明

5.1.2 開發係統電路結構

5.1.3 其他硬件資源

5.1.4 開發係統使用前設置

5.2 原理圖輸入的簡單組閤邏輯設計

5.2.1 1位全加器設計

5.2.2 4選1數據選擇器的設計

5.3 簡單時序電路設計

5.3.1 d觸發器設計

5.3.2 具有異步清零和同步使能4位十進製加法計數器設計

5.3.3 數控分頻器的設計

5.3.4 移位運算器設計

5.4 數碼管驅動電路設計

5.4.1 7段數碼顯示譯碼器設計

5.4.2 8位數碼掃描顯示電路

5.5 復雜fpga設計

5.5.1 序列檢測器設計

5.5.2 8位十六進製頻率計設計

5.6 宏模塊設計及測試

5.6.1 dds正弦信號發生器功能

5.6.2 簡易dds正弦信號發生器設計

5.6.3 使用signaltap ii對簡易dds信號發生器實時測試

5.6.4 拓展訓練

參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《EDA技術與應用》並非一本純粹的技術手冊，它更像是一扇通往現代電子設計世界的窗口，帶你深入理解並掌握那些驅動著我們數字生活核心的強大工具和方法。本書旨在為全國普通高等院校電子信息類專業的學生提供一套係統、全麵的EDA（Electronic Design Automation，電子設計自動化）技術學習路徑，從原理到實踐，層層遞進，力求使讀者不僅能掌握現有的EDA工具，更能理解其背後的設計思想和演進趨勢。 為何EDA如此重要？ 在過去，電子産品的設計過程往往依賴於手工繪製電路圖、搭建麵包闆原型，這不僅耗時耗力，而且在復雜度的提升上顯得捉襟見肘。隨著電子集成度的爆炸式增長，從一顆小小的芯片到復雜的通信係統，再到龐大的計算機網絡，手工設計已然無法勝任。EDA技術的齣現，徹底改變瞭這一局麵。它利用計算機軟硬件協同工作，實現瞭電子係統從概念設計、邏輯實現、物理布局到最終驗證的全流程自動化。簡單來說，EDA是現代電子工程師的“數字畫筆”和“虛擬實驗室”，沒有它，就沒有今天我們所熟知的智能手機、高性能計算、人工智能硬件等一切電子科技的飛速發展。 本書的獨特視角與核心價值 《EDA技術與應用》並非僅僅羅列各種EDA工具的使用說明，而是著重於構建讀者對EDA技術體係的宏觀認知，並在此基礎上深入挖掘具體的技術細節。本書最大的特點在於其“應用”導嚮。我們深知，技術隻有應用於實際，纔能展現其價值。因此，本書在介紹EDA工具和方法的同時，會貫穿大量的實際案例和項目實踐，幫助讀者將理論知識轉化為解決實際工程問題的能力。 內容體係的構建：從基礎到精深 本書的內容體係設計循序漸進，旨在為不同層次的學習者提供閤適的學習路徑。 第一部分：EDA技術基礎與體係架構 在正式進入具體的EDA工具之前，我們首先會構建讀者對EDA技術整體的認知框架。這包括： EDA技術的曆史演進與發展趨勢： 瞭解EDA技術如何從最初的邏輯仿真工具發展到如今集成瞭人工智能、機器學習等前沿技術的復雜平颱，有助於理解技術背後的驅動力和未來發展方嚮。 EDA技術的核心組成部分： 深入剖析EDA工具鏈的各個環節，例如： 前端設計： 包括硬件描述語言（HDL，如Verilog、VHDL）的編寫、邏輯綜閤（將HDL代碼轉化為門級網錶）。我們將詳細講解HDL的語法、語義，以及如何編寫高效、可綜閤的代碼。邏輯綜閤不僅僅是語法轉換，更是優化邏輯功能、麵積和功耗的關鍵步驟，我們將探討各種綜閤策略和優化技巧。 後端設計： 包括布局（Placement）和布綫（Routing），即在物理芯片上確定電路模塊的位置並連接它們。這涉及到復雜的算法和優化問題，我們將介紹常見的布局布綫算法原理，以及如何影響芯片的性能和功耗。 仿真與驗證： 這是確保設計正確性的關鍵環節。我們將講解不同類型的仿真（功能仿真、時序仿真、門級仿真），以及各種驗證方法學，如驗證平颱（Verification Platform）的構建、測試激勵的設計、斷言（Assertions）的應用等。 物理驗證： 包括設計規則檢查（DRC）、電氣規則檢查（ERC）、版圖與原理圖一緻性檢查（LVS）等，確保最終的物理版圖符閤製造工藝的要求。 EDA軟件工具概覽： 介紹市麵上主流的EDA供應商及其核心産品，如Cadence、Synopsys、Mentor Graphics（現西門子EDA）等，並簡單說明它們在不同領域的優勢和應用場景。 第二部分：核心EDA工具與語言深入解析 在建立瞭對EDA體係的認知後，本書將聚焦於最核心的工具和語言，進行深入的講解和實踐。 硬件描述語言（HDL）：Verilog與VHDL Verilog： 我們將從Verilog的基本語法、數據類型、運算符、控製結構入手，逐步講解模塊的定義、端口連接、信號賦值（阻塞與非阻塞）、任務（Tasks）和函數（Functions）的使用。更重要的是，我們將深入探討如何編寫可綜閤的Verilog代碼，區分仿真語義和綜閤語義，以及如何利用Verilog實現各種數字邏輯功能，如組閤邏輯、時序邏輯、狀態機等。 VHDL： 與Verilog類似，我們將詳細介紹VHDL的語法結構、實體（Entity）、架構（Architecture）、端口（Port）、信號（Signal）、變量（Variable）等核心概念。同樣，我們將強調VHDL的可綜閤性，以及如何利用VHDL實現復雜的數字電路設計。 Verilog與VHDL的比較與選擇： 分析兩種語言的特點、優缺點，以及在不同項目中的適用性。 邏輯綜閤工具的使用與優化 我們將以某個主流的邏輯綜閤工具（例如，Xilinx Vivado中的綜閤工具，或Synopsys Design Compiler）為例，講解其基本工作流程，包括讀取RTL代碼、約束文件的編寫（時鍾頻率、I/O時序）、執行綜閤命令、查看綜閤報告（麵積、時序、功耗）。 時序約束與優化： 這是提高設計性能的關鍵。我們將詳細講解時鍾定義、時序路徑分析、建立時間和保持時間的概念，以及如何通過修改RTL代碼、調整綜閤選項、添加推遲（Retiming）等技術來優化時序。 麵積與功耗優化： 探討綜閤過程中影響麵積和功耗的因素，以及相應的優化策略，如選擇閤適的工藝庫單元、控製邏輯的層數、使用低功耗技術等。 仿真與驗證工具的使用 功能仿真： 講解如何使用仿真器（如ModelSim、VCS、QuestaSim）加載RTL代碼和測試激勵，運行仿真，查看波形，並通過斷言等方式檢查設計的邏輯功能是否正確。 時序仿真： 講解如何加載時序網錶（after Place & Route），考慮實際的物理延遲，進行時序仿真，驗證設計在實際運行條件下的時序性能。 FPGA設計流程： 針對FPGA（Field-Programmable Gate Array）設計，我們將詳細介紹從RTL編碼、綜閤、實現（Place & Route）、時序分析到比特流生成和下載的完整流程。我們將以Xilinx Vivado或Intel Quartus Prime等主流FPGA開發平颱為例，講解其界麵操作、關鍵設置和優化技巧。 CPLD設計流程： 簡要介紹CPLD（Complex Programmable Logic Device）的設計流程，及其與FPGA設計的異同。 ASIC設計流程入門 雖然本書並非一本ASIC設計的深度專著，但我們會為讀者提供ASIC設計的基本概念和流程介紹。這包括前端設計（RTL到網錶）、後端設計（網錶到GDSII），以及關鍵的工藝庫（Technology Library）、標準單元（Standard Cell）、IP核（Intellectual Property Core）等概念。 版圖設計入門： 簡要介紹版圖編輯工具的基本操作，以及版圖設計中的基本概念，如層（Layer）、導綫（Wire）、器件（Device）等。 第三部分：EDA技術的應用實踐與前沿展望 理論學習的最終目的是應用。本部分將通過實際項目案例，鞏固讀者所學的EDA技術，並展望未來的發展方嚮。 典型數字係統設計案例： 基於FPGA的微處理器設計： 從簡單的RISC-V核開始，講解如何使用HDL描述處理器架構，如何進行邏輯綜閤、實現，以及最終在FPGA上運行。 通信係統中的關鍵模塊設計： 例如，ADC/DAC接口、數字信號處理（DSP）模塊、濾波器等，介紹在FPGA或ASIC中實現這些模塊的設計思路和EDA工具應用。 嵌入式係統中的硬件加速器設計： 講解如何將部分計算密集型任務 offload 到定製化的硬件加速器中，以提高係統性能。 SoC（System-on-Chip）設計簡介 介紹SoC集成的概念，以及EDA工具在SoC設計中的作用，包括IP集成、總綫接口設計、片上網絡（Network-on-Chip, NoC）等。 EDA技術的智能化發展 展望EDA工具在人工智能、機器學習等技術驅動下的發展趨勢，如AI輔助的時序收斂、AI驅動的布局布綫、自動化驗證等，培養讀者對行業前沿的敏感度。 軟件定義硬件與EDA的結閤 探討軟件定義硬件的趨勢如何影響EDA設計，以及更高級彆的抽象和自動化設計方法。 學習本書，您將獲得： 紮實的EDA技術基礎： 能夠理解EDA技術體係的各個環節，掌握硬件描述語言的編寫和綜閤。 熟練的EDA工具操作能力： 能夠使用主流的EDA工具完成數字邏輯的設計、仿真、驗證和實現。 解決實際工程問題的能力： 通過豐富的案例和項目實踐，將所學知識應用於解決真實的電子設計挑戰。 前瞻性的技術視野： 瞭解EDA技術的最新發展趨勢，為未來的學習和職業發展奠定基礎。 《EDA技術與應用》不僅是一本教材，更是一本引路書。我們希望通過本書，能夠激發同學們對電子設計自動化技術的濃厚興趣，培養齣具備創新能力和工程實踐能力的優秀電子信息人纔，為我國電子信息産業的發展貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

從內容深度和廣度來看，這本書展現齣瞭令人印象深刻的係統性。我注意到它對某一領域前沿進展的追蹤是相當及時的，它沒有僅僅停留在十年前的經典理論上，而是將最新的研究成果和行業標準也納入瞭考量範圍。更重要的是，它在處理不同模塊間的銜接時，顯示齣極高的駕馭能力。比如，從底層硬件的原理過渡到上層軟件架構的設計，中間的邏輯鏈條是完整且嚴密的，沒有齣現那種為瞭強行湊章節而生硬拼接的感覺。這說明編撰團隊對整個學科領域的認知是全局性的、深刻的，而非僅僅是零散知識點的簡單匯編。對於希望建立完整知識體係的讀者而言，這本書無疑提供瞭一個非常堅實和可靠的骨架。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和設計實在讓人眼前一亮，裝幀精美，拿在手裏沉甸甸的，一看就是精心製作的。內頁的紙張質量也相當不錯，墨色清晰，閱讀起來非常舒服，長時間盯著也不會覺得眼睛特彆纍。封麵設計融閤瞭現代感和專業氣息，色彩搭配得恰到好處，讓人在眾多教材中一眼就能注意到它。而且，這本書的章節結構劃分得非常閤理，邏輯性很強，從基礎概念到高級應用循序漸進，即便是初學者也能很快找到切入點，不會感到無從下手。書中穿插的一些插圖和圖錶也製作得非常用心，不僅美觀，而且有效地輔助理解瞭復雜的理論知識，這一點對於我這種視覺型學習者來說，簡直是福音。總而言之，這本書在物理層麵上就給人一種高質量的閱讀體驗，讓人願意花時間去深入研讀。

評分☆☆☆☆☆

這本書的配套資源和學習輔助設計也做得非常齣色，體現齣強烈的服務意識。我嘗試去查詢書後附帶的在綫資源鏈接，發現它們不僅是有效的，而且更新頻率似乎也得到瞭維護，這在很多教材中是很少見的。比如，對於書中所涉及的軟件操作和配置指南，作者提供瞭一係列詳細的步驟截圖和視頻教程的指引，這對於依賴實踐操作的學習者來說，簡直是雪中送炭。很多時候，文字描述的步驟一多，人就容易在某個細節上齣錯，但有瞭直觀的視覺引導，學習的挫敗感大大降低瞭。這種全方位的學習支持係統，讓這本書的使用價值遠超齣瞭其紙麵本身的價值，真正實現瞭“教材+工具箱”的整閤效應。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格真是獨樹一幟，它成功地在學術的嚴謹性與大眾的可讀性之間找到瞭一個微妙的平衡點。有些技術書籍的行文方式過於生硬和學術化，讀起來需要不斷地查閱其他資料來輔助理解，大大降低瞭學習效率。但這本書的作者顯然深諳溝通的藝術，他善於使用精妙的比喻和生動的敘述來解釋那些晦澀難懂的概念。比如，在解釋某個復雜算法的原理時，他引入瞭一個生活中的小故事作為類比，一下子就讓人茅塞頓開，這種“潤物細無聲”的教學方式，極大地激發瞭我繼續探索下去的興趣。我感覺我不是在被動地接受知識灌輸，而是在與一位耐心的導師進行深入的對話和探討，這種體驗非常難得。

評分☆☆☆☆☆

我最近接觸瞭許多關於項目管理和團隊協作的書籍，很多都過於側重理論闡述，實際操作性不強，讀完後感覺像是聽瞭一堂抽象的講座。然而，這本書在講解相關流程和方法論時，似乎有著一種獨特的“實戰派”風格。它沒有陷入無休止的術語堆砌，而是通過大量的案例分析和模擬場景，將理論知識“落地”到具體的工程實踐中。我特彆欣賞它在風險評估和問題解決這部分的處理，提供的工具和框架非常實用，可以直接套用到我正在進行的項目中去檢驗效果。感覺作者仿佛是一位經驗豐富的老工程師，將他多年積纍的“坑”和“竅門”都毫無保留地傾囊相授，這種真誠感和實用性，是在其他許多同類書籍中難以尋覓的。它不是在“教你思考”，而是在“教你做事”。