EDA技術與CPLD/FPGA開發(fā)應用簡明教程

內容概要

　　在信息技術高速發(fā)展的現(xiàn)代社會，電子系統(tǒng)的設計方法和設計手段已有了根本性的變化?？删幊踢壿嬈骷虴DA技術己廣泛應用于通信、工業(yè)自動化、智能儀表、圖像處理以及計算機等領域。因此，EDA技術是未來電子工程師必須掌握的技術。　　全書共分10章，詳細介紹了EDA技術的基本知識、大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷﨏PLD/FPGA的結構原理、EDA開發(fā)工具的使用方法、VHDL語言的語法結構和編程技巧以及邏輯電路和狀態(tài)機的設計。為提高讀者的工程設計能力，第6、7、8和9章分別介紹了CPLD/FPGA器件在數(shù)字系統(tǒng)、通信工程和計算機等領域的具體應用，并且運用大量綜合性實例對各種關鍵技術進行了深入淺出的分析。此外，基礎章節(jié)配有習題，應用章節(jié)配有設計題。　　本書取材廣泛，內容新穎并且重點突出，可作為高等院校電子信息工程、通信工程、計算機科學與技術、自動化和儀器儀表等信息類及相近專業(yè)的本科生或研究生教材使用，也可以作為從事工程設計工作的專業(yè)技術人員的參考書。

書籍目錄

第1章 緒論1.1 EDA技術的含義1.2 EDA技術發(fā)展歷程1.2.1 20世紀70年代的計算機輔助設計CAD階段1.2.2 20世紀80年代的計算機輔助工程設計CAE階段1.2.3 20世紀90年代電子系統(tǒng)設計自動化EDA階段1.3 EDA技術的主要內容1.3.1 大規(guī)模可編程邏輯器件1.3.2 硬件描述語言（HDL）1.3.3 軟件開發(fā)工具1.3.4 實驗開發(fā)系統(tǒng)1.3.5 關于EDA技術的學習重點及學習方法1.4 EDA軟件系統(tǒng)的構成1.5 EDA工程設計流程1.5.1 設計輸入1.5.2 邏輯綜合和優(yōu)化1.5.3 目標器件的布線/適配1.5.4 設計過程中的有關仿真1.5.5 目標器件的編程/下載1.5.6 硬件仿真/硬件測試1.6 數(shù)字系統(tǒng)的設計方法簡介1.7 數(shù)字系統(tǒng)的設計準則1.8 EDA技術的應用展望1.9 本章小結1.10 思考和練習第2章 大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷?.1 可編程邏輯器件概述2.1.1 PLD的發(fā)展進程2.1.2 PLD介紹2.1.3 可編程邏輯器件的結構和分類2.1.4 CPLD/FPGA相對于MCU的優(yōu)勢2.2 CPLD的結構與工作原理2.2.1 CPLD的基本結構2.2.2 Altera公司的器件產(chǎn)品2.3 現(xiàn)場可編程門陣列FPGA2.3.1 Xilinx Virtex系列器件性能特點2.3.2 FPGA器件的結構描述2.3.3 Xilinx公司的XC4000系列FPGA簡介2.3.4 XC5000系列的LCA結構2.3.5 Xilinx公司XC6200、XC8100系列FPGA簡介2.4 FPGA的配置模式2.4.1 主動串行配置模式2.4.2 主動并行配置模式2.4.3 外設配置模式2.4.4 從動串行配置模式2.4.5 菊花鏈配置模式2.4.6 FPGA的配置流程2.4.7 FPGA標識說明2.5 FPGA和CPLD的開發(fā)應用選擇2.6 本章小結2.7 思考和練習第3章 硬件描述語言VHDL的語法結構及編程3.1 概述3.1.1 什么是VHDL及VHDL語言的發(fā)展歷史3.1.2 VHDL的作用3.1.3 VHDL語言特點3.1.4 VHDL與其他硬件描述語言的比較3.1.5 VHDL的優(yōu)點3.1.6 VHDL程序設計約定3.2 VHDL程序基本結構3.2.1 VHDL設計簡述3.2.2 結構體（ARCHITECTURE）3.2.3 配置（CONFIGURATION）3.2.4 庫、程序包3.3 VHDL語言要素3.3.1 VHDL文字規(guī)則3.3.2 VHDL數(shù)據(jù)對象3.3.3 VHDL數(shù)據(jù)類型3.3.4 VHDL操作符3.4 VHDL順序語句3.4.1 對象與賦值語句3.4.2 轉向控制語句3.4.3 WAIT語句3.4.4 子程序調用語句3.4.5 返回語句（RETURN）3.4.6 空操作語句（NULL）3.4.7 其他語句和說明3.5 VHDL并行語句3.5.1 進程語句3.5.2 塊語句3.5.3 并行信號賦值語句3.5.4 并行過程調用語句3.5.5 VHDL的層次化設計與元件聲明（COMPONENT）3.5.6 元件例化語句3.5.7 生成語句3.6 子程序（SUBPROGRAM）3.6.1 子程序聲明3.6.2 子程序主體3.6.3 重載函數(shù)3.7 VHDL描述風格3.7.1 行為描述3.7.2 數(shù)據(jù)流描述3.7.3 結構化描述3.8 本章小結3.9 思考和練習第4章 常用EDA工具軟件操作指南4.1 MAX+PLUS-Ⅱ軟件的安裝4.1.1 概述4.1.2 常用的設計輸入方法4.1.3 MAX+PLUS-Ⅱ的特點4.1.4 MAX+PLUS-Ⅱ安裝4.1.5 MAX+PLUS-Ⅱ軟件組成4.1.6 MAX+PLUS-Ⅱ的編輯規(guī)則4.2 MAX+PLUS-Ⅱ操作指南4.2.1 Ⅱ原理圖編輯工具4.2.2 MAX+PLUS-Ⅱ原理圖編輯流程4.2.3 其他設計輸入方法4.2.4 設計項目的處理4.2.5 設計項目的校驗4.2.6 器件編程4.3 MAX+PLUS-Ⅱ操作實例4.3.1 源文件的編輯4.3.2 系統(tǒng)的編譯、綜合和適配4.3.3 系統(tǒng)的有關仿真4.3.4 系統(tǒng)的編程下載4.4 利用LPM兆功能塊的電路設計4.4.1 常用LPM兆功能塊4.4.2 基于LPM_COUNTER的數(shù)據(jù)分頻器設計4.5 本章小結4.6 思考和練習第5章 基本邏輯電路設計5.1 組合邏輯電路設計5.1.1 基本門電路5.1.2 三態(tài)門及總線緩沖器5.1.3 單向總線驅動器5.1.4 雙向總線緩沖器5.2 時序邏輯電路設計5.2.1 時序電路特殊信號描述5.2.2 常用時序電路設計5.2.3 寄存器和移位寄存器5.2.4 計數(shù)器5.2.5 序列信號發(fā)生器、檢測器5.3 存儲器設計5.3.1 只讀存儲器ROM5.3.2 靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲器SRAM5.3.3 先進先出堆棧FIFO5.4 狀態(tài)機的VHDL設計5.4.1 狀態(tài)機概述5.4.2 狀態(tài)機的特點5.4.3 狀態(tài)機的基本結構和功能5.4.4 一般狀態(tài)機的VHDL描述5.4.5 摩爾狀態(tài)機的設計5.4.6 米勒狀態(tài)機的VHDL設計5.4.7 ONE-HOT狀態(tài)機5.5 本章小結5.6 思考和練習第6章 CPLD/FPGA在數(shù)字系統(tǒng)中的應用6.1 正負脈寬數(shù)控調制信號發(fā)生器的設計6.1.1 設計思路6.1.2 VHDL源程序6.1.3 仿真結果6.2 智能函數(shù)發(fā)生器的設計6.2.1 智能函數(shù)發(fā)生器的設計思路6.2.2 模塊及模塊功能6.3 序列檢測器的設計6.3.1 序列檢測器設計思路6.3.2 VHDL源程序6.3.3 仿真結果6.4 數(shù)字頻率計的設計6.4.1 數(shù)字頻率計設計思路6.4.2 數(shù)字頻率計的VHDL源程序6.5 數(shù)字秒表的設計6.5.1 數(shù)字秒表設計思路6.5.2 數(shù)字秒表的VHDL源程序6.6 交通信號控制器的設計6.6.1 交通信號控制器設計思路6.6.2 VHDL源程序6.6.3 系統(tǒng)的有關仿真6.6.4 系統(tǒng)的硬件驗證6.6.5 設計技巧分析6.7 三層電梯控制器的設計6.7.1 三層電梯控制器的功能6.7.2 三層電梯控制器的設計思路6.7.3 三層電梯控制器的綜合設計6.7.4 三層電梯控制器的波形仿真分析6.7.5 N層電梯控制器的設計技巧分析6.8 本章小結6.9 思考和練習第7章 FPGA在通信工程中的實踐應用7.1 二進制振幅鍵控（ASK）調制器與解調器設計7.1.1 ASK信號調制原理7.1.2 ASK信號解調原理7.1.3 ASK調制VHDL程序7.1.4 ASK解調VHDL程序7.2 二進制頻移鍵控（FSK）調制器與解調器設計7.2.1 FSK信號調制原理7.2.2 FSK信號解調原理7.2.3 FSK調制VHDL程序及仿真7.2.4 FSK解調VHDL程序及仿真7.3 二進制相位鍵控（PSK）調制器與解調器設計7.3.1 基本概念7.3.2 CPSK信號調制7.3.3 DPSK信號調制7.3.4 DPSK信號解調7.3.5 DPSK調制方框圖及電路符號7.4 UART接口設計7.4.1 UART概述7.4.2 UART系統(tǒng)FPGA接口電路7.4.3 UART系統(tǒng)FPGA程序設計7.5 本章小結7.6 思考和練習第8章 FPGA在DSP領域中的應用8.1 快速加法器的設計8.1.1 4位二進制并行加法器8.1.2 8位二進制加法器的源程序8.2 快速乘法器的設計8.2.1 設計思路8.2.2 快速乘法器VHDL源程序8.3 數(shù)字濾波器的設計8.3.1 數(shù)字濾波器概述8.3.2 數(shù)字濾波器的原理分析8.3.3 數(shù)字濾波器系統(tǒng)實現(xiàn)8.3.4 數(shù)字濾波器系統(tǒng)原理框圖8.3.5 數(shù)字濾波器頂層IIR模塊8.3.6 數(shù)字濾波器的VHDL語言程序8.3.7 數(shù)字濾波器系統(tǒng)性能測試8.4 本章小結8.5 思考和練習第9章 FPGA在微機工程中的實踐應用9.1 鍵盤接口設計9.1.1 鍵盤工作原理9.1.2 矩陣式按鍵概述9.1.3 矩陣式按鍵FPGA描述9.2 LED驅動器設計9.2.1 LED數(shù)碼管工作原理9.2.2 靜態(tài)LED數(shù)碼管驅動原理及其FPGA電路設計9.2.3 動態(tài)LED數(shù)碼管驅動原理及其FPGA電路設計9.3 D/A接口設計9.3.1 D/A轉換器概述9.3.2 典型D/A轉換器芯片DAC08329.3.3 FPGA與DAC0832接口電路原理圖9.3.4 DAC0832接口電路時序9.3.5 DAC0832接口電路程序9.4 A/D接口設計9.4.1 A/D轉換器概述9.4.2 典型A/D轉換器芯片ADC08099.4.3 A/D接口設計9.4.4 ADC0809 VHDL采樣控制程序設計9.5 本章小結9.6 思考和練習第10章 CPLD/FPGA實驗10.1 實驗要求10.1.1 概述10.1.2 實驗報告的撰寫10.2 實驗內容10.2.1 實驗一：簡單邏輯電路設計與仿真10.2.2 實驗二：全加器設計、仿真與下載10.2.3 實驗三：分頻電路與12歸1電路設計10.2.4 實驗四：利用硬件描述語言進行數(shù)字鐘設計10.2.5 實驗五：串行掃描顯示電路設計10.2.6 實驗六：復雜數(shù)字鐘設計與掃描顯示10.2.7 實驗七：智力競賽搶答器的設計10.2.8 實驗八：數(shù)字頻率計的設計10.2.9 實驗九：交通燈信號控制器的設計附錄A VHDL程序設計的語法結構附錄B 利用WWW進行EDA資源的檢索主要參考文獻

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