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第1章 绪论 1

1.1 EDA技术概论 1

1.1.1 EDA技术的发展历程 2

1.1.2 EDA设计技术的基本特征 3

1.1.3 EDA设计技术的工具 5

1.1.4 EDA设计技术的发展趋势 7

1.2 FPGA/CPLD器件概述 8

1.2.1 可编程逻辑器件的发展 8

1.2.2 可编程逻辑器件的分类 10

1.3 可编程逻辑器件的基本结构 15

1.4 简单的可编程逻辑器件 17

1.4.1 可编程只读存储器（PROM） 17

1.4.2 可编程逻辑阵列（PLA） 19

1.4.3 可编程阵列逻辑（PAL） 22

1.4.4 通用阵列逻辑（GAL） 25

1.5 可编程逻辑器件EPLD和CPLD 32

1.5.1 可擦除的可编程逻辑器件EPLD 32

1.5.2 复杂的可编程逻辑器件CPLD 35

1.6 现场可编程门阵列FPGA 43

1.6.1 查找表结构 44

1.6.2 多路开关结构 45

1.6.3 多级与非门结构 46

1.7 FPGA的结构原理 46

1.7.1 Spartan-Ⅱ和Spartan-IIE系列FPGA的结构框图 48

1.7.2 Spartan-Ⅱ和Spartan-IIE系列FPGA的组成部分 49

1.7.3 Virtex-Ⅱ系列FPGA的结构框图 55

1.7.4 Virtex-Ⅱ系列FPGA的组成部分 57

习题 64

第2章 EDA常用设计软件介绍 66

2.1 Xilinx ISE软件概述 66

2.1.1 设计输入 68

2.1.2 综合与布局布线 73

2.1.3 功能仿真 78

2.1.4 用ModelSim进行行为级仿真 80

2.2 Actel Libero IDE软件概述 81

2.2.1 设计输入 83

2.2.2 功能仿真 88

2.2.3 综合与布局布线 91

2.2.4 编程下载 97

2.3 Altera Quartus Ⅱ开发流程 98

2.3.1 设计输入 100

2.3.2 综合 101

2.3.3 布局布线 102

2.3.4 仿真 103

2.3.5 编程与配置 106

2.3.6 Quartus Ⅱ的常用设置 107

习题 109

第3章 VHDL硬件描述语言 110

3.1 VHDL的基本元素 110

3.1.1 标识符 110

3.1.2 数据对象 112

3.1.3 数据类型 116

3.1.4 运算符和操作符 122

3.2 VHDL程序的基本结构 126

3.2.1 实体说明 129

3.2.2 结构体 132

3.2.3 程序包 137

3.2.4 库 139

3.3 VHDL的主要语句 142

3.3.1 进程语句 142

3.3.2 信号赋值语句 146

3.3.3 顺序描述语句 150

3.3.4 并行描述语句 167

3.3.5 GENERIC语句 170

3.3.6 GENERATE语句 172

3.3.7 BLOCK语句 176

3.3.8 过程及函数 180

3.4 VHDL的属性描述 188

3.4.1 值类属性 189

3.4.2 函数类属性 191

3.4.3 信号类属性 196

3.4.4 数据类型类属性 199

3.4.5 数据范围类属性 200

3.5 VHDL中的配置 201

3.5.1 默认连接和默认配置 201

3.5.2 元件配置 203

3.5.3 块的配置 206

3.5.4 结构体配置 208

习题 209

第4章 有限状态机设计 210

4.1 状态机 210

4.2 不带控制输入的状态机 210

4.3 带控制输入的状态机 215

4.4 状态机的无用状态处理 218

4.5 用状态机设计多通道A/D转换 219

习题 229

第5章 VHDL规范化标准及常见Warning分析 230

5.1 编码设计 230

5.2 可综合代码描述规则 231

5.2.1 复位 232

5.2.2 时钟 234

5.2.3 接口异步信号处理 236

5.2.4 寄存器和锁存器 237

5.2.5 有限状态机 239

5.2.6 使用If-then-else的有优先权的译码器 243

5.2.7 使用Case语句的多路复用 243

5.2.8 解码器 244

5.2.9 计数器 244

5.2.10 运算 245

5.2.11 输入／输出（I/O） 247

5.2.12 异步设计 248

5.3 设计优化 248

5.3.1 标准单元实现 249

5.3.2 复杂逻辑单元共享 249

5.3.3 中间信号 249

5.3.4 针对目标FPGA的优化 250

5.3.5 综合工具设置优化 250

5.4 常见Warning分析及消除 251

习题 253

第6章 EDA技术综合实验指导 254

6.1 综合实验1——频率测量设计 254

6.1.1 系统设计 255

6.1.2 模块设计与实现 260

6.2 综合实验2——UART设计 269

6.2.1 系统设计 273

6.2.2 模块设计与实现 290

6.3 综合设计与实验 321

参考文献 322