EDA技術(shù)項(xiàng)目化教程

內(nèi)容概要

本教材基于生產(chǎn)實(shí)際和崗位能力需求，重構(gòu)傳統(tǒng)知識(shí)體系，融入最新eda技術(shù)發(fā)展，按照完整性、趣味性、擴(kuò)展性和適應(yīng)性的原則，選擇流行消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品為主要載體，構(gòu)建了六個(gè)學(xué)習(xí)情境。情境1訓(xùn)練學(xué)生掌握基本的eda概念，開(kāi)發(fā)流程和eda開(kāi)發(fā)軟件的使用：情境2訓(xùn)練學(xué)生利用quartus ⅱ進(jìn)行原理圖設(shè)計(jì)的基本能力—，掌握原理圖層次化方法和原理圖中的lpm：情境3訓(xùn)練學(xué)生基本的vhdl程序設(shè)計(jì)能力，掌握vhdl程序結(jié)構(gòu)和vhdl并行語(yǔ)句與順序語(yǔ)句；情境4訓(xùn)練學(xué)生復(fù)雜vhdl程序設(shè)計(jì)能力，掌握vhdl層次化設(shè)計(jì)和vhdl中的lpm；情境5訓(xùn)練學(xué)生掌握原理圖、文本輸入混合設(shè)計(jì)方法，進(jìn)一步提高其復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力；情境6訓(xùn)練學(xué)生基于fpga的sopc設(shè)計(jì)初步能力，掌握sopc設(shè)計(jì)基本流程和方法，初步了解altera niosⅱ cpu核的定制方法，學(xué)習(xí)niosⅱ eds 8．1的使用方法和應(yīng)用程序設(shè)計(jì)方法?！　”緯?shū)可供高職院校電子類(lèi)、通信類(lèi)等專(zhuān)業(yè)的學(xué)生作為教材使用，也可作為電子行業(yè)的工程技術(shù)人員的參考用書(shū)。

書(shū)籍目錄

情境1 10分鐘學(xué)會(huì)fpga設(shè)計(jì) 情境1任務(wù)單 實(shí)施步驟 準(zhǔn)備工作 軟件設(shè)計(jì)與仿真 相關(guān)知識(shí) 1.1 eda技術(shù)概述 1.1.1 eda技術(shù)基本概念 1.1.2 eda技術(shù)的主要特征 1.1.3 eda技術(shù)發(fā)展歷程 1.1.4 eda技術(shù)主要內(nèi)容 1.2 可編程邏輯器件 1.2.1 基于乘積項(xiàng)（product-term）的pld結(jié)構(gòu) 1.2.2 乘積項(xiàng)結(jié)構(gòu)pld的邏輯實(shí)現(xiàn)原理 1.2.3 查找表（look-up-table）的原理與結(jié)構(gòu) 1.2.4 基于查找表（lut）的fpga的結(jié)構(gòu) 1.2.5 查找表結(jié)構(gòu)的fpga邏輯實(shí)現(xiàn)原理 1.2.6 其他類(lèi)型的fpga和pld 1.3 基于cpld/fpga的eda設(shè)計(jì)流程 1.3.1 cpld/fpga的工程設(shè)計(jì)流程 1.3.2 源程序的編輯和編譯 1.3.3 邏輯綜合和優(yōu)化 1.3.4 目標(biāo)器件的布線/適配 1.3.5 目標(biāo)器件的編程/下載 1.3.6 設(shè)計(jì)過(guò)程中的有關(guān)仿真 1.3.7 硬件仿真/硬件測(cè)試 1.4 基于cpld/fpga的常用eda工具 1.4.1 altera eda軟件工具quartusⅱ簡(jiǎn)介 1.4.2 其他cpld/fpga的常用eda工具 1.5 硬件描述語(yǔ)言 1.5.1 常用硬件描述語(yǔ)言對(duì)比 1.5.2 vhdl 評(píng)價(jià)與總結(jié) 情境2 quartusⅱ原理圖輸入法 情境2任務(wù)單 實(shí)施步驟 相關(guān)知識(shí) 2.1 quartusⅱ原理圖輸入法 2.2 quartusⅱ原理圖輸入法中的lpm函數(shù) 2.3 quartusⅱ原理圖輸入法中的層次化設(shè)計(jì) 評(píng)價(jià)與總結(jié) 情境3 簡(jiǎn)易電子琴 情境3任務(wù)單 實(shí)施步驟 相關(guān)知識(shí) 3.1 vhdl程序的語(yǔ)言要素 3.1.1 vhdl文字規(guī)則 3.1.2 vhdl數(shù)據(jù)對(duì)象 3.1.3 vhdl數(shù)據(jù)類(lèi)型 3.1.4 vhdl運(yùn)算操作符 3.2 vhdl順序語(yǔ)句 3.2.1 等待語(yǔ)句和斷言語(yǔ)句 3.2.2 賦值語(yǔ)句 3.2.3 轉(zhuǎn)向控制語(yǔ)句 3.2.4 子程序調(diào)用語(yǔ)句 3.2.5 返回語(yǔ)句（return） 3.2.6 空操作語(yǔ)句（null） 3.3 vhdl并行語(yǔ)句 3.3.1 進(jìn)程語(yǔ)句 3.3.2 塊語(yǔ)句 3.3.3 并行信號(hào)賦值語(yǔ)句 3.3.4 并行過(guò)程調(diào)用語(yǔ)句 3.3.5 元件例化語(yǔ)句 3.3.6 生成語(yǔ)句 相關(guān)的音樂(lè)知識(shí) 評(píng)價(jià)與總結(jié) 情境4 乒乓球游戲機(jī) 情境4任務(wù)單 實(shí)施步驟 相關(guān)知識(shí) 4.1 通過(guò)端口和參數(shù)定義例化lpm 4.2 通過(guò)megawizardplug-in manager 例化lpm 評(píng)價(jià)與總結(jié) 情境5 數(shù)字鐘 情境5任務(wù)單 實(shí)施步驟 相關(guān)知識(shí) 5.1 vhdl層次化文件設(shè)計(jì) 5.2 狀態(tài)機(jī)的vhdl設(shè)計(jì) 5.2.1 狀態(tài)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和功能 5.2.2 一般狀態(tài)機(jī)的vhdl設(shè)計(jì) 5.2.3 moore狀態(tài)機(jī)的vhdl設(shè)計(jì) 5.2.4 mealy狀態(tài)機(jī)的vhdl設(shè)計(jì) 評(píng)價(jià)與總結(jié) 情境6 sopc設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 情景6任務(wù)單 實(shí)施步驟 相關(guān)知識(shí) 6.1 sopc及其技術(shù) 6.1.1 基于fpga嵌入ip硬核的sopc系統(tǒng) 6.1.2 基于fpga嵌入ip軟核的sopc系統(tǒng) 6.1.3 基于hardcopy技術(shù)的sopc系統(tǒng) 6.2 niosⅱ軟核處理器 6.2.1 niosⅱ軟核處理器簡(jiǎn)介 6.2.2 可配置嵌入式軟核處理器的優(yōu)勢(shì) 6.3 sopc開(kāi)發(fā)流程 6.3.1 硬件開(kāi)發(fā) 6.3.2 軟件開(kāi)發(fā) 6.3.3 sopc基本開(kāi)發(fā)流程簡(jiǎn)介 評(píng)價(jià)與總結(jié) 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：電路的輸出有：一路一線是樂(lè)音信號(hào)輸出，用來(lái)驅(qū)動(dòng)外接喇叭或蜂鳴器播放音樂(lè)：一路四線用來(lái)驅(qū)動(dòng)外接的數(shù)碼管，顯示播放的音符簡(jiǎn)譜符號(hào)；一路一線用來(lái)驅(qū)動(dòng)外接的一個(gè)LED，播放高音時(shí)發(fā)光。音樂(lè)電路是模仿人歌唱的電路，故可用人歌唱作為原型來(lái)分析設(shè)計(jì)本任務(wù)的總體方案。.人通過(guò)聲帶振動(dòng)發(fā)出聲音，聲帶振動(dòng)頻率不同發(fā)出不同聲音。故在用數(shù)字電路來(lái)模仿時(shí)，用一個(gè)控制電路，實(shí)現(xiàn)聲帶振動(dòng)功能，控制音符信號(hào)的產(chǎn)生；用一個(gè)電路把音符信號(hào)轉(zhuǎn)換為可控分頻模塊可用的分頻系數(shù)；可控分頻電路在分頻系數(shù)作用下產(chǎn)生不同頻率信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)外接喇叭或蜂鳴器播放音樂(lè)?？刂齐娐纺K根據(jù)歌譜控制可控分頻電路模塊按照一定節(jié)拍在不同時(shí)間發(fā)出不同的樂(lè)音。而控制電路模塊應(yīng)該分為兩個(gè)子模塊，一個(gè)用于產(chǎn)生節(jié)拍，稱(chēng)節(jié)拍產(chǎn)生模塊；另一個(gè)用于根據(jù)歌譜控制可控分頻電路模塊在不同時(shí)間發(fā)出不同的樂(lè)音，稱(chēng)音符產(chǎn)生模塊。音樂(lè)電路是連續(xù)循環(huán)播放的，故控制電路模塊的核心部分——節(jié)拍產(chǎn)生模塊是一個(gè)計(jì)數(shù)器，每個(gè)狀態(tài)持續(xù)的時(shí)間是需播放的所有音的音長(zhǎng)的最小公因數(shù)，比如是一個(gè)十六分音符時(shí)值，具體時(shí)間長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)需播放的歌曲而定。這樣，每個(gè)音符持續(xù)的時(shí)間是每個(gè)狀態(tài)持續(xù)的時(shí)間的整數(shù)倍，故占據(jù)整數(shù)倍個(gè)狀態(tài)。具體占據(jù)狀態(tài)的個(gè)數(shù)要根據(jù)每個(gè)音的音長(zhǎng)來(lái)決定。

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