第1章 绪论 1
1.1概述 1
1.2 EDA技术的应用领域 2
1.3 EDA的设计步骤 3
1.4 TOP-DOWN设计方法 5
1.5硬件描述语言 6
1.5.1 ABEL-HDL 6
1.5.2 Verilog-HDL 6
1.5.3 VHDL 7
1.5.4 Verilog-HDL和VHDL的比较 7
1.6可编程逻辑器件开发工具 7
1.6.1 ispLEVER 8
1.6.2 ISE 8
1.6.3 Quartus Ⅱ 9
1.7 IP核概述 10
第2章CPLD、 FPGA芯片结构 12
2.1.Altera公司CPLD芯片 12
2.1.1概述 12
2.1.2功能描述 14
2.1.3逻辑阵列块 15
2.1.4用户Flash存储区 18
2.2 Xilinx公司Virtex-5系列FPGA 19
2.2.1概述 19
2.2.2可配置逻辑块CLB 20
2.2.3输入输出模块IOB 22
2.2.4 Block RAM 23
习题 25
第3章 数字电路EDA开发工具 26
3.1 ModelSim的设计过程 26
3.1.1新建工程与源文件 26
3.1.2 ModelSim仿真 29
3.2 Quartus Ⅱ的设计过程 31
3.2.1设计输入 31
3.2.2编译 35
3.2.3编译前的约束设置 36
3.2.4仿真前的参数设置 38
3.2.5仿真 39
3.2.6引脚分配 42
3.3 Quartus Ⅱ与ModelSim联合仿真 43
3.3.1存储器初始化文件 43
3.3.2 MegaWizard Plus-In Manager定制ROM 44
3.3.3 Quartus Ⅱ与ModelSim联合仿真 50
习题 55
第4章VHDL语言 56
4.1 VHDL概述 56
4.1.1 VHDL的特点 57
4.1.2 VHDL语言的程序结构 57
4.1.3 VHDL程序的一般结构 57
4.2实体定义相关语句 58
4.2.1类属参数说明语句 59
4.2.2端口说明语句 60
4.3结构体及子结构语句 61
4.3.1结构体的格式及构造 61
4.3.2子结构之块（BLOCK）语句结构 63
4.3.3子结构之进程（PROCESS）语句结构 65
4.3.4子结构之子程序FUNCTION语句结构 67
4.3.5子结构之子程序PROCEDURE语句结构 69
4.4程序包、库及配置 70
4.4.1程序包 70
4.4.2库 72
4.4.3配置 73
4.5 VHDL的并行语句 73
4.5.1简单信号赋值语句 73
4.5.2选择信号赋值语句 74
4.5.3条件信号赋值语句 75
4.5.4元件例化语句 77
4.5.5生成语句 81
4.6 VHDL中的顺序语句 82
4.6.1顺序赋值语句 82
4.6.2 IF语句 82
4.6.3 CASE语句 83
4.6.4 WAIT语句 85
4.6.5 LOOP语句 85
4.7 VHDL语言的客体及其分类 86
4.7.1常数 86
4.7.2变量 86
4.7.3信号 87
4.8 VHDL语言的标准数据类型 88
4.8.1位 89
4.8.2位矢量 89
4.8.3布尔量 89
4.8.4整数 89
4.8.5实数 89
4.8.6字符 90
4.8.7字符串 90
4.8.8时间 90
4.8.9错误等级 90
4.9 VHDL用户定义的数据类型 90
4.9.1枚举类型 90
4.9.2整数类型 91
4.9.3数组 91
4.9.4用户自定义子类型 91
4.10 VHDL语言的运算操作符 92
4.10.1逻辑运算符 93
4.10.2算术运算符 93
4.10.3关系运算符 96
习题 97
第5章 基本数字电路的EDA实现 99
5.1基本门电路的设计 100
5.2触发器的设计 102
5.3编码器的设计 104
5.3.1 BCD编码器 104
5.3.2格雷码编码器 106
5.4译码器的设计 107
5.4.1二进制译码器 108
5.4.2数码显示译码器 110
5.5计数器的设计 113
5.5.1带使能、清零、预置功能的计数器 113
5.5.2可逆计数器 115
5.5.3进制计数器 117
5.6移位寄存器的设计 119
5.6.1串入串出移位寄存器 120
5.6.2同步预置串行输出移位寄存器 123
5.6.3循环移位寄存器 125
5.6.4双向移位寄存器 127
5.7有限状态机的设计 129
5.7.1莫尔型状态机 129
5.7.2米里型状态机 132
5.7.3 Quartus Ⅱ观察状态转换图 134
习题 135
第6章 典型数字系统设计 140
6.1分频电路 140
6.1.1偶数分频 140
6.1.2奇数分频 142
6.1.3 X.5分频 146
6.1.4 6.5分频器的硬件验证 147
6.2交通灯控制器 148
6.2.1交通灯控制器的功能描述 148
6.2.2交通灯控制器的实现 148
6.2.3交通灯控制器的VHDL程序 149
6.2.4交通灯控制器的硬件验证 151
6.3数字频率计 151
6.3.1测频原理 152
6.3.2频率计的组成结构分析 152
6.3.3频率计的VHDL程序 152
6.3.4频率计的仿真结果 154
6.3.5频率计的硬件验证 154
6.4实用数字钟电路 155
6.4.1分频模块 157
6.4.2时钟产生模块 158
6.4.3数码管显示驱动模块 160
6.4.4数字钟的硬件验证 161
6.5 LCD接口控制电路 162
6.5.1 1602字符LCM的内部存储器 162
6.5.2 1602字符LCM的引脚 162
6.5.3 1602 LCM指令系统 163
6.5.4 1602 LCM控制过程 164
6.5.5 1602显示的硬件验证 168
6.6串口通信 169
6.6.1异步串口数据传送格式 169
6.6.2用VHDL描述RS-232C串口 170
6.6.3串口通信的VHDL程序仿真结果 172
6.6.4串口通信的硬件验证 173
6.7 2FSK信号产生器 174
6.7.1 FSK基本原理 174
6.7.2 2FSK信号产生器 174
6.7.3 2FSK信号产生器的VHDL描述 177
6.7.4 2FSK的仿真结果 182
6.7.5 2FSK的硬件验证 182
习题 183
附录一 实验电路板结构图 184
附录二 实验板电气原理图 186
附录三 实验板EPM240管脚定义表 187
参考文献 188