EDA技术与可编程器件的应用PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 EDA技术 1

1.1.1 EDA技术的发展史 1

1.1.2 EDA与电子系统设计 2

1.1.3 EDA软件平台 3

1.2 EDA技术的基本特征及工具 4

1.2.1 EDA技术的研究范畴 4

1.2.2 EDA技术的基本特征 5

1.2.3 EDA的基本工具 6

1.3 硬件描述语言概述 8

1.4 可编程ASIC特点及发展趋势 9

1.4.1 专用集成电路ASIC简介 9

1.4.2 可编程ASIC的主要特点 11

1.4.3 可编程ASIC发展趋势 12

1.5 集成电路的设计流程 14

1.5.1 数字集成电路的设计流程 14

1.5.2 模拟集成电路的设计流程 15

1.5.3 IP核与SoC设计 16

1.6 EDA技术的发展趋势 18

第2章 电子设计工作台概述 20

2.1 EWB与Multisim简述 20

2.2 Multisim操作界面 22

2.2.1 菜单栏 22

2.2.2 工具栏 25

2.2.3 元器件栏 25

2.2.4 仪器仪表栏 26

2.3 仪器仪表的使用 27

2.3.1 常用仿真仪器 27

2.3.2 模拟电路仿真仪器 31

2.3.3 数字电路仿真仪器 32

2.3.4 高频电路常用仿真仪器 35

2.3.5 安捷伦虚拟仪器 37

2.4 电路原理图的建立 41

2.4.1 定制电路原理图工作界面 41

2.4.2 元器件的选取操作 43

2.4.3 线路的连接 44

2.4.4 编辑元器件属性 46

2.4.5 子电路 50

2.5 电路信息的输入／输出方式 53

2.5.1 将电路原理图输出到PCB设计软件 53

2.5.2 仿真结果的输出 53

2.5.3 输出网表 54

2.5.4 输入其他格式的电路图文件 54

第3章 Multisim元件库与元件 55

3.1 Multisim的元件库 55

3.2 Multisim的元件 56

3.2.1 电源库 56

3.2.2 基本元件库 57

3.2.3 二极管库 58

3.2.4 晶体管库 58

3.2.5 模拟集成元件库 59

3.2.6 TTL元件库 60

3.2.7 CMOS元件库 61

3.2.8 其他数字元件库 62

3.2.9 混合元件库 62

3.2.10 指示器件库 63

3.2.11 其他器件库 64

3.2.12 射频器件库 64

3.2.13 机电器件库 65

3.3 元器件库的管理 66

3.3.1 元件系列的管理 66

3.3.2 修改用户使用标题 68

3.3.3 复制仿真元件 68

3.3.4 删除仿真元件 69

3.3.5 编辑仿真元件 69

第4章 电路仿真及分析 71

4.1 电路的基本分析方法 71

4.1.1 直流工作点分析 71

4.1.2 交流分析 73

4.1.3 瞬态分析 75

4.1.4 傅里叶分析 77

4.1.5 噪声分析 79

4.1.6 失真分析 82

4.1.7 直流扫描分析 84

4.2 电路特性的高级分析方法 85

4.2.1 参数扫描分析（Parameter Sweep Analysis） 85

4.2.2 温度扫描分析（Temperature Sweep Analysis） 87

4.2.3 零-极点分析 88

4.2.4 传递函数分析 89

4.2.5 灵敏度分析 91

4.2.6 最坏状态分析（Worst Case Analysis） 93

4.2.7 蒙特卡罗分析 95

4.2.8 线宽分析 97

4.2.9 批处理分析（Batched Analysis） 99

4.3 后处理器 101

4.3.1 后处理器的基本操作 101

4.3.2 仿真实例 103

4.3.3 后处理器变量 104

4.3.4 后处理器函数 104

4.4 Multisim应用实例 105

4.4.1 在三相交流电路中的应用 105

4.4.2 在模拟电子技术中的应用 108

4.4.3 在数字电子技术中的应用 110

第5章 可编程逻辑器件概述 112

5.1 可编程逻辑器件的分类 112

5.2 可编程逻辑器件的基本结构 114

5.2.1 PLD电路的逻辑符号表示 114

5.2.2 与-或阵列 115

5.2.3 逻辑宏单元 116

5.3 可编程逻辑器件的编程元件 118

5.3.1 熔丝型开关 118

5.3.2 反熔丝型开关 119

5.3.3 浮栅编程元件 119

5.3.4 基于SRAM的编程元件 120

5.4 边界扫描测试技术 121

5.5 CPLD/FPGA的基本结构及特点 122

5.5.1 CPLD的基本结构与特点 122

5.5.2 FPGA的基本结构与特点 126

5.5.3 CPLD与FPGA的比较 131

5.6 编程与配置 132

5.6.1 JTAG方式的CPLD编程 134

5.6.2 PC并行口的FPGA配置 135

5.6.3 FPGA专用配置器件 136

第6章 可编程逻辑器件集成开发工具——MAX+PLUS Ⅱ 139

6.1 可编程逻辑器件的设计流程 139

6.2 MAX十PLUS Ⅱ开发工具概述 141

6.2.1 MAX+PLUS Ⅱ软件的安装 141

6.2.2 MAX+PLUS Ⅱ软件的特点 141

6.2.3 MAX+PLUS Ⅱ的设计流程 142

6.3 设计输入 143

6.3.1 建立工程文件 144

6.3.2 原理图输入 145

6.3.3 文本输入 147

6.3.4 波形输入 148

6.3.5 符号编辑 149

6.3.6 底层编辑 150

6.4 设计工程的编译 152

6.4.1 设定编译环境参数 152

6.4.2 编译工程文件 153

6.4.3 查看报告文件 154

6.5 设计工程的验证 154

6.5.1 仿真 154

6.5.2 定时分析器 155

6.6 器件编程／配置 157

6.7 器件库和参数化宏单元（LPM） 157

6.7.1 元件库 158

6.7.2 参数化宏单元库（LPM） 162

6.7.3 LPM模块的使用 163

6.7.4 自定义宏功能模块 177

第7章 硬件描述语言AHDL 181

7.1 AHDL的基本元素 181

7.2 基本的AHDL设计结构 186

7.2.1 子设计段（Subdesign Section） 187

7.2.2 逻辑段（Logic Section） 188

7.2.3 变量段（Variable Section） 188

7.2.4 AHDL模板（Template） 191

7.3 函数模块及其引用 192

7.4 AHDL的描述语句 197

7.4.1 文本编辑语句 197

7.4.2 逻辑设计语句 199

7.5 数字单元电路的设计实例 204

7.5.1 组合逻辑电路 204

7.5.2 寄存器和计数器 209

7.5.3 有限状态机设计 213

7.5.4 综合逻辑电路 214

第8章 硬件描述语言VHDL 222

8.1 VHDL基本结构 222

8.1.1 多路选择器的VHDL描述 222

8.1.2 实体（ENTITY） 223

8.1.3 结构体（architecture） 225

8.1.4 库、程序包及配置 227

8.2 VHDL语法规则 229

8.2.1 文字规则 229

8.2.2 数据对象 232

8.2.3 数据类型（Data Types） 235

8.2.4 VHDL操作符 240

8.2.5 VHDL属性描述 241

8.3 VHDL中的顺序语句 243

8.3.1 赋值语句 244

8.3.2 流程控制语句 244

8.3.3 WAIT语句 249

8.3.4 断言语句（ASSERT） 251

8.4 VHDL中的并行语句 251

8.4.1 PROCESS（进程）语句 252

8.4.2 并行信号赋值语句 253

8.4.3 块语句 255

8.4.4 元件例化语句 256

8.4.5 生成（GENERATE）语句 257

8.5 子程序 260

8.5.1 函数（FUNCTION） 260

8.5.2 过程（PROCEDURE） 262

8.5.3 子程序重载 264

8.6 状态机的VHDL设计 266

8.6.1 状态机的基本结构 266

8.6.2 状态机的VHDL模型 267

8.7 数字电路设计 272

8.7.1 VHDL的描述风格 272

8.7.2 组合逻辑电路 275

8.7.3 时序逻辑电路 281

第9章 CPLD/FPGA嵌入式开发工具——Quartus Ⅱ 286

9.1 Quartus Ⅱ概述 286

9.1.1 Quartus Ⅱ的特性 286

9.1.2 Quartus Ⅱ设计流程 287

9.1.3 Quartus Ⅱ的主界面 289

9.2 新建一个设计工程 293

9.2.1 转换MAX+PLUS Ⅱ设计 294

9.2.2 使用New Project Wizard新建工程 294

9.2.3 设计输入 296

9.3 编译与仿真工具 297

9.3.1 编译工具 298

9.3.2 仿真工具 302

9.3.3 时序分析工具 305

9.4 编程下载 307

9.4.1 指定器件和分配引脚 307

9.4.2 配置器件 310

9.5 嵌入式逻辑分析仪的硬件测试 311

9.6 嵌入式存储器和锁相环模块的使用 315

9.6.1 嵌入式存储器ROM 315

9.6.2 嵌入式锁相环PLL 319

9.7 嵌入式系统设计 321

9.7.1 用SOPC Builder创建SOPC设计 322

9.7.2 用DSP Builder创建DSP设计 325

第10章 数字系统设计及实例 327

10.1 数字系统概述 327

10.1.1 数字系统的概念 327

10.1.2 数字系统的基本结构 328

10.1.3 数字系统设计的特点 328

10.1.4 数字系统的设计方法 331

10.2 数字系统的描述方法 333

10.2.1 方框图和定时图 333

10.2.2 算法流程图 333

10.2.3 ASM图 336

10.3 数字系统的实现 340

10.3.1 数据处理单元 340

10.3.2 控制单元 343

10.4 移位相加8位硬件乘法器 347

10.4.1 硬件乘法器的设计思想 347

10.4.2 硬件乘法器的实现 348

10.5 十字路口交通信号的控制系统 350

10.5.1 系统的功能要求 350

10.5.2 控制器算法设计及实现 350

10.6 数据采集系统设计 354

10.6.1 系统的功能要求和设计思想 354

10.6.2 ADC控制模块设计 356

10.7 多功能函数信号发生器 358

10.7.1 信号发生器的功能和设计思想 358

10.7.2 各功能模块设计 359

10.8 数字频率计设计 364

10.8.1 频率测量方法和原理 364

10.8.2 系统要求和结构 364

10.8.3 数字频率计实现 365

第11章 在系统可编程模拟器件及其开发工具 369

11.1 可编程模拟器件概述 369

11.2 ispPAC结构及其性能 371

11.2.1 ispPAC10器件 371

11.2.2 ispPAC20器件 374

11.2.3 ispPAC30器件 379

11.2.4 ispPAC80与ispPAC81器件 383

11.2.5 可编程电源管理芯片 385

11.2.6 在系统可编程时钟发生器 387

11.3 PAC-Designer开发工具 388

11.3.1 PAC-Designer软件使用 389

11.3.2 菜单命令 394

11.3.3 仿真 397

11.3.4 编程 398

11.3.5 宏器件（Macros） 399

11.4 ispPAC30的软件设计 399

11.5 ispPAC80的软件设计 400

11.6 可编程电源管理芯片的软件设计 402

第12章 在系统可编程模拟器件的应用 406

12.1 ispPAC的接口电路 406

12.2 运算电路及增益调整 408

12.2.1 比例运算电路 408

12.2.2 积分运算电路 411

12.3 有源滤波器 411

12.4 精密检波电路 415

12.5 绝对值电路 417

12.6 压控振荡器 418

12.7 脉冲平衡调制电路 419

12.8 可编程电源管理器件的应用 420