EDA技术及应用教程PDF电子书下载

第1章 概述 1

1.1 EDA技术的发展 1

1.2 EDA技术的主要内容 3

1.2.1 可编程逻辑器件 3

1.2.2 硬件描述语言 3

1.2.3 EDA软件开发工具 4

1.2.4 实验开发系统 4

1.3 EDA技术的设计流程 4

1.3.1 设计输入 5

1.3.2 逻辑综合 6

1.3.3 目标器件的适配 7

1.3.4 目标器件的编程／下载 7

1.3.5 设计过程中的仿真 7

1.3.6 硬件仿真 硬件测试 8

1.4 EDA技术的设计方法 8

1.5 习题 10

第2章 可编程逻辑器件 11

2.1 简单PLD的基本结构 11

2.2 CPLD的基本结构 14

2.3 FPGA的基本结构 17

2.4 可编程逻辑器件产品简介 21

2.4.1 Altera系列产品 21

2.4.2 Xilinx系列产品 23

2.4.3 Lattice系列产品 24

2.5 习题 25

第3章 硬件描述语言VHDL 26

3.1 VHDL简介 26

3.1.1 VHDL的发展及特点 26

3.1.2 传统设计与VHDL设计对照 27

3.2 VHDL程序的基本结构 29

3.2.1 VHDL程序的基本单元与构成 29

3.2.2 实体 30

3.2.3 结构体 32

3.2.4 程序包、库和配置 33

3.3 VHDL的语法要素 37

3.3.1 VHDL文字规则 37

3.3.2 VHDL数据对象 39

3.3.3 VHDL数据类型 42

3.3.4 运算操作符 46

3.4 VHDL结构体的描述方式 49

3.4.1 顺序描述语句 52

3.4.2 并行描述语句 57

3.4.3 属性描述语句 64

3.5 VHDL设计逻辑电路的基本思想和方法 65

3.5.1 逻辑函数表达式方法 65

3.5.2 真值表方法 66

3.5.3 电路连接描述方法 67

3.5.4 不完整条件语句方法 69

3.5.5 层次化设计方法 70

3.6 习题 71

第4章 用VHDL程序实现常用逻辑电路 72

4.1 组合逻辑电路设计 72

4.1.1 基本逻辑门 72

4.1.2 三态门 72

4.1.3 3-8译码器 73

4.1.4 优先编码器 74

4.1.5 7段码译码器 76

4.1.6 二-十进制BCD译码器 76

4.1.7 多位加（减）法器 78

4.2 时序逻辑电路设计 78

4.2.1 触发器 78

4.2.2 计数器 82

4.2.3 分频器 83

4.2.4 移位寄存器 86

4.3 状态机逻辑电路设计 87

4.3.1 一般状态机的设计 87

4.3.2 状态机的应用 90

4.4 习题 91

第5章 EDA开发软件及应用 94

5.1 Quartus Ⅱ软件简介 94

5.2 Quartus Ⅱ软件的安装 94

5.2.1 系统要求 94

5.2.2 安装操作 95

5.2.3 安装许可证 98

5.3 QuartusⅡ设计输入 101

5.3.1 文本设计输入方式 101

5.3.2 原理图设计输入方式 106

5.3.3 混合输入方式 110

5.4 QuartusⅡ设计编译 110

5.4.1 编译前的设置 110

5.4.2 全程编译 111

5.5 QuartusⅡ设计仿真 114

5.5.1 创建波形文件 114

5.5.2 创建输入输出向量 114

5.5.3 设置仿真时间 115

5.5.4 设置输入信号 116

5.5.5 波形仿真 117

5.6 QuartusⅡ器件编程 118

5.6.1 引脚设置和下载 118

5.6.2 器件编程下载 119

5.7 Max+plusⅡ软件简介 120

5.7.1 设计输入 120

5.7.2 设计编译 123

5.7.3 设计校验 127

5.7.4 器件编程 129

5.8 转化Max+plusⅡ工程文件 130

5.9 习题 131

第6章 EDA仿真技术应用实例 133

6.1 带使能和片选端的16:4线优先编码器设计 133

6.1.1 原理分析 133

6.1.2 程序设计 134

6.1.3 编译仿真 136

6.2 7段显示译码器设计 139

6.2.1 原理分析 139

6.2.2 程序设计 140

6.2.3 编译仿真 141

6.3 带异步清零端的12位二进制全加器设计 141

6.3.1 原理分析 141

6.3.2 程序设计 142

6.3.3 编译仿真 143

6.4 带异步清零／置位端的JK触发器设计 144

6.4.1 原理分析 144

6.4.2 程序设计 145

6.4.3 编译仿真 146

6.5 4位锁存器设计 146

6.5.1 原理分析 146

6.5.2 程序设计 147

6.5.3 编译仿真 148

6.6 32进制多样型计数器设计 149

6.6.1 原理分析 149

6.6.2 程序设计 149

6.6.3 编译仿真 152

6.7 8位多样型移位寄存器设计 154

6.7.1 原理分析 154

6.7.2 程序设计 154

6.7.3 编译仿真 156

6.8 Moore状态机的设计 158

6.8.1 原理分析 158

6.8.2 程序设计 159

6.8.3 编译仿真 162

6.9 Mealy状态机的设计 163

6.9.1 原理分析 163

6.9.2 程序设计 164

6.9.3 编译仿真 167

6.10 习题 168

第7章 QuartusⅡ中的宏功能模块及应用 169

7.1 QuartusⅡ宏功能模块概述 169

7.1.1 宏功能模块与LPM函数 169

7.1.2 知识产权IP核 169

7.2 宏功能模块定制管理器 170

7.2.1 宏功能模块定制管理器的使用 170

7.2.2 宏功能模块定制管理器的文件 175

7.3 宏功能模块的应用 176

7.3.1 arithmetic宏功能模块 176

7.3.2 gates宏功能模块 179

7.3.3 IO组件宏功能模块的使用 182

7.3.4 storage宏功能模块的使用 186

7.4 宏功能模块的例化 190

7.5 习题 191

第8章 常见EDA设计中的工程问题 192

8.1 建立时间和保持时间 192

8.2 竞争和冒险 192

8.2.1 PLD内部毛刺产生的原因 192

8.2.2 毛刺消除 193

8.3 EDA设计中的同步电路 196

8.3.1 同步电路与异步电路 196

8.3.2 同步清除和置位信号 196

8.4 时钟问题 197

8.5 面积与速度之间的关系 198

8.5.1 串并转换 199

8.5.2 流水线操作 201

8.6 低功耗设计原则 203

8.7 数字系统设计中可编程器件的选择原则 204

8.7.1 从系统设计角度的目标器件选择原则 204

8.7.2 从器件资源角度的目标器件选择原则 205

8.7.3 从器件管脚来确定 206

8.8 习题 207

第9章 EDA技术工程应用实例 208

9.1 交通灯控制器的设计 208

9.1.1 原理分析 208

9.1.2 程序设计 209

9.1.3 编译仿真 210

9.2 4×5矩阵键盘设计 211

9.2.1 原理分析 211

9.2.2 程序设计 212

9.2.3 编译仿真 215

9.3 数字电子钟设计 217

9.3.1 原理分析 217

9.3.2 程序设计 218

9.3.3 编译仿真 224

9.4 6位十进制数字频率计设计 227

9.4.1 原理分析 227

9.4.2 程序设计 227

9.4.3 编译仿真 232

9.5 数字波形产生器设计 232

9.5.1 原理分析 232

9.5.2 程序设计 233

9.5.3 编译仿真 238

9.6 10层全自动电梯控制器设计 241

9.6.1 原理分析 241

9.6.2 程序设计 241

9.6.3 编译仿真 248

9.7 17阶线性相位FIR滤波器设计 249

9.7.1 原理分析 249

9.7.2 程序设计 252

9.7.3 编译仿真 275

9.8 习题 277

参考文献 280