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第1章 概述 1

1.1基本概念 1

1.2 EDA发展概况 2

1.2.1从电子CAD到EDA 2

1.2.2微电子发展对EDA的挑战 3

1.3 EDA应用领域 4

1.3.1电子产业与电子产品 4

1.3.2电子设计流程 5

1.3.3 EDA软件的技术特征 6

1.3.4 EDA主要应用领域 7

1.4 EDA设计方法 8

1.4.1设计层级和流程 8

1.4.2设计分类 9

1.4.3基于IP设计 10

1.4.4软硬件协同设计 11

1.5 EDA工具软件 12

1.5.1 EDA工具软件分类 12

1.5.2常用EDA工具软件 12

习题与思考题 13

第2章 模型及描述方法 14

2.1电路与系统建模理论 14

2.1.1电路建模理论 14

2.1.2分立与分布参数电路模型 16

2.1.3数字逻辑电路模型 17

2.1.4信号与系统的数学模型 20

2.2程序化模型及仿真引擎 20

2.2.1 EDA的任务 20

2.2.2 EDA软件架构 21

2.2.3模型的程序化描述 22

2.2.4晶体管级程序语言——SPICE语言 23

2.2.5逻辑电路程序语言——硬件描述语言 24

2.3电子设计的技术变革 27

2.3.1硬件设计的程序化趋势 27

2.3.2电子系统设计理念的转变 28

习题与思考题 30

第3章 系统设计及仿真 31

3.1系统建模 31

3.1.1系统的概念 31

3.1.2系统模型 33

3.1.3模拟系统描述 34

3.1.4数字系统描述 35

3.2系统仿真 35

3.2.1仿真的概念 35

3.2.2仿真的分类 36

3.2.3 EDA仿真原理 37

3.3 EDA的层次化设计与综合 37

3.3.1层次化设计方法 37

3.3.2自动化设计与综合 38

3.4系统级设计方法 39

3.4.1模拟系统设计 39

3.4.2数字系统设计 40

3.4.3智能系统设计 42

3.5系统级设计与仿真工具 43

3.5.1通用的工程计算和数据分析软件Matlab 43

3.5.2电子系统设计与仿真软件Systemview 44

3.5.3虚拟仪器测控系统设计软件LabVIEW 46

习题与思考题 48

第4章 电路设计与仿真 49

4.1电路的分类 49

4.2模拟电路设计与仿真 49

4.2.1模拟电路及其特点 49

4.2.2模拟电路设计方法 50

4.2.3模拟电路设计举例 51

4.3数字电路设计与仿真 53

4.3.1数字电路及其特点 53

4.3.2数字电路设计流程 54

4.3.3数字电路表达和层次化设计 56

4.3.4数字电路设计举例 61

4.4基于PCB的电路设计 66

4.4.1 PCB分类及设计特点 66

4.4.2 PCB设计 68

4.4.3 PCB设计举例 69

4.5射频与微波电路设计 73

4.5.1射频与微波电路及其特点 73

4.5.2电路设计方法 74

4.5.3电路设计举例 76

4.6典型的EDA工具 82

4.6.1 Cadence EDA工具 82

4.6.2 Synopsys EDA工具 84

4.6.3 Mentor Graphics EDA工具 84

4.6.4 Magma EDA工具 85

4.6.5中国华大EDA工具 85

4.6.6 Altium（Protel） EDA工具 87

4.6.7 Altera EDA工具 88

4.7 EDA技术面临纳米工艺技术的挑战 88

4.7.1 EDA技术随工艺技术的需求而发展 88

4.7.2纳米工艺对EDA技术的挑战 89

习题与思考题 90

第5章 微电子与集成电路 91

5.1微电子与集成电路概述 91

5.2微电子与集成电路发展 92

5.2.1晶体管的发明 92

5.2.2集成电路的发展 93

5.2.3摩尔定律与微电子发展规律 94

5.2.4集成电路发展现状与趋势 97

5.3集成电路设计 99

5.3.1集成电路分类 99

5.3.2集成电路设计流程 103

5.3.3集成电路设计方法 106

5.3.4模拟集成电路设计 111

5.3.5数字集成电路设计 113

5.3.6射频集成电路设计 116

5.3.7基于IP的设计 118

5.4集成电路工艺和版图基础 119

5.4.1工艺与制备 119

5.4.2工艺规则 124

5.4.3集成电路版图 126

5.4.4集成电路版图设计 127

5.5集成电路制造 128

5.5.1集成电路产业分工与多项目晶圆服务 129

5.5.2集成电路封装 131

习题与思考题 136

第6章VLSI设计与验证 137

6.1概述 137

6.1.1复杂性与设计 137

6.1.2 VLSI设计流程 137

6.2 VLSI设计 138

6.2.1逻辑门 138

6.2.2组合逻辑电路 140

6.2.3时序逻辑电路 145

6.2.4数字子系统 151

6.2.5可编程逻辑电路 155

6.2.6 IP标准和验证 156

6.3测试与验证 158

6.3.1测试性设计 158

6.3.2 FPGA功能验证 159

6.3.3芯片测试 160

6.4单芯片多核处理器 160

6.4.1单核CPU面临的问题 160

6.4.2多核处理器结构 161

6.4.3片上网络 163

6.4.4多核技术的发展与挑战 165

习题与思考题 168

第7章 可编程逻辑电路（PLD）设计 169

7.1 PLD概述 169

7.1.1可编程数字电路概念 169

7.1.2 PLD开发环境 169

7.2 PLD结构原理 170

7.2.1简单可编程逻辑电路 170

7.2.2 CPLD的结构 174

7.2.3 FPGA的结构 177

7.2.4 CPLD与FPGA的比较 182

7.3可编程数字逻辑系统设计平台 184

7.3.1 MAXPLUS Ⅱ软件基本功能 184

7.3.2 Quartus软件基本功能 186

7.4可编程数字逻辑系统设计 188

7.4.1基于原理图输入法的电路设计方法 188

7.4.2基于硬件描述语言的电路设计方法 190

7.4.3综合数字系统设计范例 192

7.5可编程系统芯片（SopC）及设计解决方案 211

7.5.1 SoPC概念及软硬件基础 211

7.5.2基于SOPC的嵌入式处理器解决方案 213

7.5.3基于SopC的嵌入式DSP解决方案 214

习题与思考题 217

第8章 高密度电子封装技术 219

8.1概述 219

8.1.1电子封装技术的发展 219

8.1.2微电子器件和芯片级封装 222

8.1.3电路板级组装的主要形式 223

8.2电子装联技术 223

8.2.1常用电子装联方法 223

8.2.2微封装技术 224

8.2.3板级设计的关键技术 225

8.3单芯片系统级封装及发展趋势 232

8.3.1 SiP基本概念 232

8.3.2电子系统微小型化 233

8.3.3封装技术面临的挑战 233

8.3.4封装技术发展趋势 234

习题与思考题 235

第9章SPICE语言与模拟电路设计 237

9.1 SPICE仿真算法基础 237

9.2 SPICE程序结构与分析类型 239

9.2.1程序结构 239

9.2.2分析类型 240

9.3 SPICE电路结构描述和分析控制 242

9.3.1电路描述语句 242

9.3.2电路特性分析和控制语句 246

9.4 SPICE应用举例 252

习题与思考题 257

第10章VHDL语言 262

10.1 VHDL概述 262

10.1.1设计流程 262

10.1.2程序基本结构 263

10.1.3实体 265

10.1.4结构体 266

10.2 VHDL语法基础 267

10.2.1标识符和保留字 267

10.2.2数据对象 268

10.2.3数据类型 270

10.2.4运算符 272

10.2.5 VHDL的属性 273

10.3 VHDL程序描述方法 275

10.3.1顺序语句 275

10.3.2并行语句 278

10.4 VHDL基本程序设计 281

10.4.1基本组合电路设计 281

10.4.2基本时序电路设计 282

习题与思考题 284

第11章Verilog HDL语言 286

11.1 Verilog HDL概述 286

11.1.1简单的程序例子 286

11.1.2模块的结构 286

11.1.3模块的例化 289

11.2 Verilog HDL语法基础 289

11.2.1常量的数据类型 289

11.2.2变量的常用数据类型 290

11.2.3运算符 292

11.3 Verilog HDL程序描述方法 295

11.3.1赋值语句 295

11.3.2条件语句 297

11.3.3循环语句 299

11.3.4结构说明语句 300

11.3.5块语句 302

11.3.6语句的顺序执行和并行执行 303

11.3.7编译预处理 305

11.4 Verilog HDL基本程序设计 307

11.4.1组合电路设计 307

11.4.2时序电路设计 308

11.4.3状态机电路设计 309

习题与思考题 310

参考文献 311