EDA原理及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)教程

前言

本書(shū)是配合《EDA原理及應(yīng)用》（何賓編著，清華大學(xué)出版社，2009.6）而專(zhuān)門(mén)編寫(xiě)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)用書(shū)。 "EDA原理及應(yīng)用”是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，讀者不但要掌握電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的相關(guān)理論知識(shí)，更重要的是掌握使用EDA工具進(jìn)行復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技巧和方法。編者根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)條件，選用了18個(gè)典型案例作為實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)素材，通過(guò)應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、通信、信號(hào)處理、控制等相關(guān)領(lǐng)域，使讀者在閱讀完本書(shū)并上機(jī)完成實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，比較全面地掌握使用EDA設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)混合系統(tǒng)的方法和初步技巧，為今后從事相關(guān)領(lǐng)域的EDA設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。本實(shí)驗(yàn)教程的所有實(shí)驗(yàn)都是在Xilinx公司的ISE 9.2軟件平臺(tái)上完成的，硬件采用的是Xilinx公司的芯片及相關(guān)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。讀者通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以全面掌握與使用Xilinx公司軟件和硬件平臺(tái)進(jìn)行混合系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法和技巧。這些實(shí)驗(yàn)從難度上分為驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性和綜合性三種類(lèi)型。主要是讓讀者分層次使用與掌握EDA設(shè)計(jì)技術(shù)。本書(shū)的實(shí)驗(yàn)從內(nèi)容上主要分為軟件仿真和硬件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)兩種類(lèi)型。軟件仿真實(shí)驗(yàn)主要是讓讀者掌握ISE軟件的設(shè)計(jì)流程和設(shè)計(jì)方法，硬件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)主要是讓讀者掌握調(diào)試硬件系統(tǒng)的方法和技巧。根據(jù)編者進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大約需要3個(gè)課時(shí)。教師在講授該課程的實(shí)驗(yàn)部分時(shí)，根據(jù)課時(shí)要求，可從該書(shū)中選擇其中的若干實(shí)驗(yàn)作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的素材。為了便于讀者自學(xué)，光盤(pán)提供了全部的實(shí)驗(yàn)程序代碼。作者在編寫(xiě)本書(shū)時(shí)參考了大量相關(guān)的設(shè)計(jì)書(shū)籍和技術(shù)文章，在這里向這些資料的作者表示衷心的感謝。作者的學(xué)生李寶敏和朱紅林完成了實(shí)驗(yàn)教程部分代碼的編寫(xiě)、仿真以及在硬件平臺(tái)上的驗(yàn)證工作。感謝Xilinx大學(xué)計(jì)劃為本試驗(yàn)教程的編寫(xiě)提供的軟件和硬件支持，同時(shí)也感謝清華大學(xué)出版社的領(lǐng)導(dǎo)和編輯，由于他們的努力工作，才使該書(shū)能很快地和讀者見(jiàn)面。由于作者的能力有限，書(shū)中難免有疏漏之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正，不吝賜教。

內(nèi)容概要

本書(shū)是為“EDA原理及應(yīng)用”課程而專(zhuān)門(mén)編寫(xiě)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)用書(shū)。書(shū)中選用了18個(gè)典型案例作為實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)素材，通過(guò)應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、通信、信號(hào)處理、控制等相關(guān)領(lǐng)域，使學(xué)習(xí)者比較全面地掌握使用EDA設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)混合系統(tǒng)的方法和初步技巧，為今后從事相關(guān)領(lǐng)域的EDA設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。這些實(shí)驗(yàn)從難度上分為驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性和綜合性三種類(lèi)型，可以幫助學(xué)習(xí)者分層次使用和掌握EDA設(shè)計(jì)技術(shù)。實(shí)驗(yàn)從內(nèi)容上又可分為軟件仿真和硬件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)兩種類(lèi)型。軟件仿真實(shí)驗(yàn)的主要目的是讓學(xué)習(xí)者掌握ISE軟件的設(shè)計(jì)流程和設(shè)計(jì)方法，硬件平臺(tái)實(shí)驗(yàn)主要是為了幫助學(xué)習(xí)者掌握調(diào)試硬件系統(tǒng)的方法和技巧。為了便于教學(xué)和自學(xué)，配書(shū)光盤(pán)中提供了全部實(shí)驗(yàn)程序代碼。    本書(shū)可供高校電子電氣信息類(lèi)各專(zhuān)業(yè)“EDA原理及應(yīng)用”課程實(shí)驗(yàn)部分的教材或教學(xué)參考用書(shū)，也可以作為Xilinx相關(guān)培訓(xùn)的實(shí)驗(yàn)用書(shū)，還可以供電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域人員自學(xué)及參考。

書(shū)籍目錄

第一部分 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)介紹  第1章 實(shí)驗(yàn)軟件平臺(tái)介紹    1.1 Xilinx的ISE軟件介紹    1.2 Mentor的ModelSim軟件介紹  第2章 實(shí)驗(yàn)硬件平臺(tái)介紹    2.1 硬件平臺(tái)介紹    2.2 硬件平臺(tái)外設(shè)子模塊第二部分 實(shí)驗(yàn)  實(shí)驗(yàn)1 二進(jìn)制碼變換單元設(shè)計(jì)    1.1 預(yù)習(xí)內(nèi)容    1.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?   1.3 實(shí)驗(yàn)環(huán)境    1.4 實(shí)驗(yàn)原理    1.5 實(shí)驗(yàn)步驟    1.6 實(shí)驗(yàn)報(bào)告    1.7 附錄      1.7.1 設(shè)計(jì)代碼      1.7.2 仿真結(jié)果  實(shí)驗(yàn)2 計(jì)數(shù)器單元設(shè)計(jì)    2.1 預(yù)習(xí)內(nèi)容    2.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?   2.3 實(shí)驗(yàn)環(huán)境    2.4 實(shí)驗(yàn)原理    2.5 實(shí)驗(yàn)步驟    2.6 實(shí)驗(yàn)報(bào)告    2.7 附錄      2.7.1 VHDL的源代碼      2.7.2 仿真結(jié)果  實(shí)驗(yàn)3 基于IP核的乘法器設(shè)計(jì)    3.1 預(yù)習(xí)內(nèi)容    3.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?   3.3 實(shí)驗(yàn)環(huán)境    3.4 實(shí)驗(yàn)原理    3.5 實(shí)驗(yàn)步驟    3.6 實(shí)驗(yàn)報(bào)告    3.7 附錄      3.7.1 VHDL源代碼       3.7.2 仿真結(jié)果  實(shí)驗(yàn)4 基于移位相加運(yùn)算的乘法器設(shè)計(jì)    4.1 預(yù)習(xí)內(nèi)容    4.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?   4.3 實(shí)驗(yàn)環(huán)境    4.4 實(shí)驗(yàn)原理    4.5 實(shí)驗(yàn)步驟    4.6 實(shí)驗(yàn)報(bào)告    4.7 附錄      4.7.1 VHDL源代碼      4.7.2 仿真結(jié)果  實(shí)驗(yàn)5 基于移位相減運(yùn)算的除法器設(shè)計(jì)    5.1 預(yù)習(xí)內(nèi)容    5.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?   5.3 實(shí)驗(yàn)環(huán)境    5.4 實(shí)驗(yàn)原理    5.5 實(shí)驗(yàn)步驟    5.6 實(shí)驗(yàn)報(bào)告    5.7 附錄      5.7.1 VHDL源代碼      5.7.2 仿真結(jié)果  實(shí)驗(yàn)6 偽隨機(jī)二進(jìn)制序列發(fā)生器設(shè)計(jì)  實(shí)驗(yàn)7 序列產(chǎn)生和序列檢測(cè)器設(shè)計(jì)  實(shí)驗(yàn)8 有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器設(shè)計(jì)  實(shí)驗(yàn)9 數(shù)字時(shí)鐘管理模塊(DCM)設(shè)計(jì)  實(shí)驗(yàn)10 異步先進(jìn)先出隊(duì)列(FIFO)設(shè)計(jì)  實(shí)驗(yàn)11 電子秒表設(shè)計(jì)  實(shí)驗(yàn)12 數(shù)字時(shí)鐘的設(shè)計(jì)  實(shí)驗(yàn)13 串行A/?D轉(zhuǎn)換器應(yīng)用設(shè)計(jì)  實(shí)驗(yàn)14 數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)  實(shí)驗(yàn)15 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)  實(shí)驗(yàn)16 直接數(shù)字頻率合成器（DDS）設(shè)計(jì)  實(shí)驗(yàn)17 液晶顯示模塊應(yīng)用設(shè)計(jì)  實(shí)驗(yàn)18 VGA顯示接口設(shè)計(jì)  參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：實(shí)驗(yàn)12 數(shù)字時(shí)鐘的設(shè)計(jì)12.1 預(yù)習(xí)內(nèi)容（1）熟悉基于ISE軟件的VHDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)流程。（2）復(fù)習(xí)數(shù)字電路中多位共陰極掃描顯示數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)及編碼方法。（3）熟悉計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)原理和方法。（4）熟悉VHDL語(yǔ)言中的層次化設(shè)計(jì)方法。12.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）使用VHDL語(yǔ)言和層次化的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字鐘具有時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)顯示功能，以24小時(shí)循環(huán)計(jì)時(shí)。該數(shù)字鐘具有歸零、調(diào)節(jié)小時(shí)、分鐘功能。（2）下載設(shè)計(jì)到FPGA芯片內(nèi)，并在7段數(shù)碼管上進(jìn)行顯示驗(yàn)證。（3）學(xué)習(xí)調(diào)試FPGA及相關(guān)硬件的手段和方法。12.3 賓驗(yàn)環(huán)境（1）PC機(jī)一臺(tái)。（2）Xilinx的ISE9.2 軟件一套。（3）主芯片為Xilinx公司Spartan3系列的XC3S400PQ208—4的EDA實(shí)驗(yàn)箱。12.4 實(shí)驗(yàn)原理12.4.1 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖12.1 為該設(shè)計(jì)的原理結(jié)構(gòu)圖。

編輯推薦

《EDA原理及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)教程》是何賓編著的，由清華大學(xué)出版社出版。

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