第一章 复杂数字系统设计与EDA工具发展趋势 1
1.1 数字系统设计策略 1
1.1.1 数字系统自动设计的要求 1
1.1.2 VLSI设计的描述域和层次 3
1.1.3 设计自动化 5
1.1.4 基于VHDL的EDA设计工具 6
1.2 数字系统的设计流程 8
1.2.1 Top-Down设计流程 8
1.2.3 正向设计和逆向设计 9
1.2.2 Bottom-Up设计流程 9
1.3 EDA工具及其发展方向 11
1.3.1 选用适于复杂数字系统设计的EDA工具 11
1.3.2 与复杂数字系统有关CAD技术的发展趋势和难题 12
复习思考题 14
第二章 硬件描述语言VHDL 15
2.1 VHDL语言简介 15
2.1.1 VHDL的特点 15
2.1.2 Verilog HDL和VHDL的比较 16
2.1.3 传统设计与VHDL设计对照 18
2.1.4 VHDL的新发展 20
2.2.1 VHDL程序的基本单元与构成 21
2.2 VHDL程序的基本结构 21
2.2.2 包(Package)、配置(Configuration)和库(Library) 27
2.2.3 设计实例 31
2.3 VHDL语言的基本数据类型和操作符 33
2.3.1 数的类型和数的字面值 33
2.3.2 对象和分类 35
2.3.3 数据类型 36
2.3.4 运算操作符 39
2.4 VHDL结构体的描述方式 39
2.4.1 顺序描述语句 40
2.4.2 并发描述语句 43
2.5 Active-VHDL上机准备 46
2.5.1 Active-VHDL的安装与启动 47
2.5.2 EDIT Plus安装使用 47
2.5.3 熟悉Active-VHDL的集成环境 48
2.5.4 Active-VHDL自带范例的调试流程 49
2.5.5 测试基准中的VHDL激励信号 49
2.5.6 Active-VHDL中测试基准自动生成流程 50
2.5.7 半加器的波形分析 52
2.6 使用VHDL书写测试基准的方法 53
2.6.1 测试基准的作用 53
2.6.2 写激励所用的关键VHDL语句说明 54
2.6.3 激励的编写示例 54
2.7.1 组合逻辑电路设计 58
2.7 基本逻辑电路的VHDL实现 58
2.7.2 时序逻辑电路设计 62
2.8 VHDL上机实践 70
2.8.1 VHDL数字电路的文本描述、编译与仿真上机实验 70
2.8.2 交通灯控制器 71
复习思考题 80
第三章 设计输入与仿真综合 81
3.1 复杂数字系统设计概述 81
3.1.1 复杂数字系统设计流程 81
3.1.2 EDA硬件和软件平台配置 83
3.2.1 设计输入方式 84
3.2 设计输入及其EDA工具软件 84
3.2.2 功能仿真工具软件 85
3.2.3 VHDL与Verilog相互转换 89
3.3 设计输入的形式 92
3.3.1 文本方式设计输入 92
3.3.2 Cadence的设计输入流程 95
3.3.3 Cadence电路图输入流程 96
3.4 VHDL仿真建模 97
3.4.1 仿真的目的和方法 97
3.4.2 按VHDL的性能和功能建模 99
3.4.3 逻辑仿真模型 101
3.4.4 仿真系统及发展 105
3.5 设计综合 107
3.5.1 综合层次 108
3.5.2 逻辑综合 109
3.5.3 高层次综合 110
3.5.4 版图综合 112
3.5.5 综合的发展趋势 114
复习思考题 115
第四章 EDA技术与可编程ASIC的设计实现 116
4.1 集成电路与ASIC 116
4.1.1 集成电路及其分类 116
4.1.2 ASIC及其分类 117
4.2 可编程ASIC及其发展 118
4.2.2 FPGA和CPLD的比较 119
4.2.1 可编程逻辑器件的发展历程 119
4.2.3 PLD/FPGA入门 120
4.2.4 可编程ASIC的发展趋势 121
4.3 MAX+PLUS II及其应用 124
4.3.1 MAX+PLUS II软/硬件环境 125
4.3.2 MAX+PLUS II的设计过程 127
4.3.3 用MAX+PLUS II设计交通灯控制器 128
4.3.4 基于MAX+PLUS II综合的实验 143
4.4 Xilinx公司器件与Foundation应用 149
4.4.1 Xilinx的FPGA/CPLD简介 149
4.4.2 FPGA/PLD结构与原理 150
4.4.3 Xilinx主流芯片简介 154
4.4.4 Xilinx XC9500器件选用 156
4.4.5 Xilinx Foundation开发系统设计流程简介 158
4.5 Xilinx XC95系列在电压信号测量A/D中的应用 158
4.5.1 XC95108简介 158
4.5.2 Xilinx Foundation下的设计流程 160
4.6 CPLD/FPGA在数字系统设计中的应用 178
4.6.1 Xilinx网上设计方案的学习 178
4.6.2 Gold码简介 179
4.6.3 DS-SS系统中的PN序列 179
4.6.4 LFSR的实现结构 180
4.6.5 Gold码发生器 181
4.6.6 VHDL源程序 182
复习思考题 187
第五章 版图编辑与版图验证 188
5.1 版图设计基础 188
5.1.1 版图设计方法简介 188
5.1.2 版图设计规则 190
5.2 Tanner Research Tools组成与功能 194
5.2.1 安装并熟悉L-edit pro 9.0/8.xx版 194
5.2.2 安装DOS版L-edit 5.0 196
5.2.3 版图编辑实践 196
5.2.4 读CMOSLIB.TDB的方法 197
5.2.6 L-edit主菜单使用导引 198
5.2.5 L-edit模块介绍 198
5.2.7 DRC文件实例 199
5.3 版图设计流程和方法研究 201
5.3.1 IC Craftsman版图软件介绍 201
5.3.2 布局设计 202
5.3.3 布线设计 203
5.3.4 制作器件版图 204
5.3.5 形成最小成分版图 205
5.4 版图生成、验证 207
5.4.1 DataPath设计 207
5.3.7 版图检测与调整 207
5.3.6 版图集成 207
5.4.2 版图输入流程 213
5.4.3 MUX2的版图编辑步骤 215
5.4.4 Diva流程 220
5.4.5 Dracula流程 221
5.4.6 参数提取反标 223
5.4.7 门级时序分析 224
5.4.8 晶体管级时序分析 228
复习思考题 233
6.1 建库及库信息 234
6.1.1 建库技术的新发展 234
第六章 建库设计 234
6.1.2 使用SUMMIT工具的建库流程 238
6.1.3 库的总体信息 238
6.2 CMOS电路基本器件的设计 243
6.2.1 CMOS反相器的开关特性 243
6.2.2 CMOS反相器设计准则 246
6.2.3 某工艺CMOS电路计算公式 246
6.2.4 CMOS基本器件实例 248
6.3 电路仿真 260
6.3.1 Cadence电路图Spectre/Hspice仿真流程 260
6.3.2 Hspice仿真流程及激励编写规范 261
6.3.3 库单元的LVS检查 270
复习思考题 273
第七章 Pspice与器件模型 274
7.1 Pspice实例分析 274
7.1.1 Spice简介 274
7.1.2 Pspice简介 275
7.1.3 Pspice的使用 275
7.1.4 Pspice模拟实例 279
7.2 器件模型应用 281
7.2.1 Pspice中的器件模型 281
7.2.2 基于Pspice的C代码建模 287
7.2.3 Dracula LPE寄生电容提取操作流程 292
复习思考题 294
8.1 测试向量的生成 295
8.1.1 测试的基本概念 295
第八章 测试技术与物理仿真 295
8.1.2 故障仿真 297
8.1.3 测试生成的过程 298
8.1.4 测试流程 300
8.2 可测试性设计 300
8.2.1 可测试性设计初步 301
8.2.2 可测试性设计与结构测试 304
8.2.3 软/硬件系统可测试性设计 307
8.2.4 包含嵌入式模块的可测试性设计 310
8.3.1 物理仿真的方法 312
8.3 物理仿真 312
8.3.2 芯片的FPGA物理仿真方法 313
8.3.3 混合的物理仿真 314
8.4 测试技术的新发展 317
8.4.1 可测性设计和测试技术的发展趋势 318
8.4.2 SoC测试的发展趋势 319
8.4.3 测试方法学 320
复习思考题 321
附录一 VHDL上机作业模板范例 322
附录二 参考网址 323
参考文献 324