EDA技術及應用教程

內容概要

劉艷萍、高振斌主編的《EDA技術及應用教程》根據工程設計、課堂教學和實驗教學的要求，以提高實際工程設計能力為目的，對EDA技術和相關知識做了系統(tǒng)和完整的介紹；重點講述了硬件描述語言（VHDL）及用VHDL
語言設計數字邏輯電路和數字系統(tǒng)的方法；這是電子系統(tǒng)設計方法上的一次革命性的變化，也是21世紀的電子工程師必須掌握的專門知識。
全書分為“理論篇”和“實踐篇”，共9章。“理論篇”詳細介紹了
EDA技術的基本知識、目標器件的結構原理、設計輸入方法、VHDL的設計優(yōu)化和邏輯綜合、綜合開發(fā)平臺以及EDA技術的典型應用，每章都配有習題。
“實踐篇”介紹了常用的EDA技術工具的使用方法、實驗內容和FPGA硬件系統(tǒng)設計。實驗內容包含基礎性實驗、綜合性實驗和設計性實驗三部分，每一個實驗后面都有拓展性的思考題，給學習者足夠的思考空間和創(chuàng)造空間。
《EDA技術及應用教程》可以作為高等院校電子工程、通信、工業(yè)自動化、計算機應用技術等學科的本科生或研究生的電子設計或EDA技術課程的教材和實驗指導書，也可作為相關專業(yè)技術人員的參考書。

書籍目錄

第1章 緒論
 1.1 EDA概述
 1.1.1 EDA技術的發(fā)展歷程
 1.1.2 EDA技術的基本特征
 1.1.3 EDA技術實現目標
 1.1.4 硬件描述語言(HDL)
 1.1.5 EDA技術的基本工具
 1.1.6 EDA技術的基本設計思路
 1.1.7 EDA系統(tǒng)級設計開發(fā)流程
 1.1.8 EDA技術的發(fā)展趨勢
 1.2 數字系統(tǒng)硬件設計概述
 1.2.1 自底向上的設計
 1.2.2 自頂向下的設計
 1.2.3 自頂向下技術的設計流程及關鍵技術
 1.2.4 設計描述風格
 習題
第2章 VHDL語言程序的基本要素及基本結構
 2.1 VHDL語言的命名規(guī)則
 2.1.1 數字型文字
 2.1.2 字符串型文字
 2.1.3 標識符
 2.1.4 下標名
 2.1.5 段名
 2.1.6 注釋
 2.2 VHDL語言的數據類型及運算操作符
 2.2.1 VHDL語言的客體及其分類
 2.2.2 VHDL語言的數據類型
 2.2.3 VHDL語言的運算操作符
 2.3 VHDL語言設計的基本單元及其構成
 2.3.1 實體說明
 2.3.2 構造體
 2.4 VHDL構造體描述的幾種方法
 2.4.1 行為描述
 2.4.2 數據流描述
 2.4.3 結構描述
 2.5 包集合、 庫及配置
 2.5.1 庫
 2.5.2 包集合
 2.5.3 配置(CONFIGURATION)
 2.6 VHDL子程序（SUBPROGRAM）
 習題
第3章 VHDL語言的主要描述語句
 3.1 順序處理語句
 3.1.1 WAIT語句
 3.1.2 斷言（ASSERT）語句
 3.1.3 信號賦值語句
 3.1.4 變量賦值語句
 3.1.5 IF語句
 3.1.6 CASE語句
 3.1.7 LOOP語句
 3.1.8 NEXT語句
 3.1.9 EXIT語句
 3.1.10 過程調用語句
 3.2 并發(fā)處理語句
 3.2.1 進程（PROCESS）語句
 3.2.2 并發(fā)信號賦值（Concurrent Signal
Assignment）語句
 3.2.3 條件信號賦值（Conditional Signal
Assignment）語句
 3.2.4 選擇信號賦值（Selective Signal
Assignment）語句
 3.2.5 并發(fā)過程調用（Concurrent Procedure
Call）語句
 3.2.6 塊（BLOCK）語句
 3.2.7 元件例化語句
 3.2.8 生成語句
 3.3 其他語句和說明
 3.3.1 屬性（ATTRIBUTE）描述與定義語句
 3.3.2 文本文件操作
 習題
第4章 VHDL語言描述的典型電路設計
 4.1 組合邏輯電路設計
 4.1.1 編碼器、譯碼器與選擇器
 4.1.2 加法器、求補器
 4.1.3 三態(tài)門及總線緩沖器
 4.2 時序電路設計
 4.2.1 時鐘信號和復位信號
 4.2.2 觸發(fā)器
 4.2.3 寄存器
 4.2.4 計數器
 4.3 存儲器
 4.3.1 存儲器描述中的一些共性問題
 4.3.2 ROM（只讀存儲器）
 4.3.3 RAM（隨機存儲器）
 4.3.4 FIFO（先進先出堆棧）
 4.4 有限狀態(tài)機（FSM）設計
 4.4.1 一般狀態(tài)機的設計
 4.4.2 狀態(tài)值編碼方式
 4.4.3 剩余狀態(tài)與容錯技術
 4.5 常用接口電路設計
 4.5.1 常用顯示接口電路設計
 4.5.2 常用鍵盤接口電路設計
 4.5.3 常用AD轉換接口電路設計
 4.5.4 MCS-51單片機與FPGA/CPLD總線接口邏輯設計
 習題
第5章 系統(tǒng)設計
 5.1 系統(tǒng)層次化設計
 5.1.1 系統(tǒng)層次化設計思路簡介
 5.1.2 利用VHDL語言實現系統(tǒng)層次化設計
 5.1.3 利用圖形輸入法和VHDL語言混合輸入實現系統(tǒng)層次化設計
 5.1.4 系統(tǒng)層次化設計應用舉例
 5.2 應用系統(tǒng)設計舉例
 5.2.1 多功能數字鐘設計
 5.2.2 數據采集系統(tǒng)設計
 5.3 SOPC技術簡介
 5.3.1 SOPC簡介
 5.3.2 IP模塊
 習題
第6章 仿真與實現
 6.1 仿 真
 6.1.1 仿真方法
 6.1.2 測試（平臺）程序的設計方法
 6.1.3 仿真輸入信息的產生
 6.1.4 仿真結果的處理
 6.2 邏輯綜合
 6.2.1 約束條件
 6.2.2 工藝庫
 6.2.3 邏輯綜合的基本步驟
 6.3 設計實現
 6.3.1 設計實現載體
 6.3.2 設計實現過程
 6.3.3 設計實現與邏輯綜合的關系
 6.4 優(yōu)化設計
 6.4.1 算法優(yōu)化
 6.4.2 代碼優(yōu)化
 6.4.3 綜合過程中的優(yōu)化
 6.4.4 其他設計技巧
 習題
第二篇 實踐篇
第7章 Xilinx軟件基本操作
 7.1 Xilinx軟件流程
 7.1.1 Xilinx軟件介紹
 7.1.2 軟件流程
 7.1.3 原理圖輸入方式
 7.2 IP核的應用
 7.3 時序約束與時序分析初步
 7.3.1 時序分析
 7.3.2 時序約束
 7.3.3 時序約束的實施
 7.3.4 時序分析報告
第8章 VHDL設計實驗
 8.1 Xilinx ISE14.1軟件的基本應用實驗
 8.1.1 ISE軟件的基本應用
 8.1.2 實驗要求
 8.2 基礎實驗
 8.2.1 編碼器
 8.2.2 七段數碼管顯示譯碼
 8.2.3 移位寄存器
 8.2.4 計數器
 8.2.5 售貨機
 8.2.6 交通燈控制器
 8.3 綜合實驗
 8.3.1 多功能數字鐘實驗
 8.3.2 乘法器實驗
 8.4 設計型實驗
 8.4.1 智力競賽搶答器設計
 8.4.2 電子琴設計
 8.4.3 電子乒乓球游戲系統(tǒng)
 8.4.4 數字密碼鎖設計
 8.4.5 數據采集與檢測系統(tǒng)
 8.4.6 任意波形發(fā)生器設計
 8.4.7 量程自動轉換的數字式頻率計
 8.4.8 電梯自動控制器
 8.4.9 8×8點陣漢字顯示綜合實驗
 8.4.10 FIR濾波器的設計
第9章 FPGA硬件電路設計
 9.1 FPGA硬件系統(tǒng)組成
 9.1.1 FPGA硬件系統(tǒng)
 9.1.2 FPGA引腳
 9.2 電源電路
 9.2.1 FPGA電源指標要求
 9.2.2 電源解決方案
 9.2.3 FPGA系統(tǒng)板電源設計實例
 9.3 FPGA 配置電路
 9.3.1 Xilinx FPGA配置概述
 9.3.2 FPGA的常用配置電路
 9.4 存儲器接口電路設計
 9.4.1 高速SDRAM存儲器
 9.4.2 異步SRAM（ASRAM）存儲器
 9.4.3 Flash存儲器
 9.4.4 DDR2存儲器
 9.5 人機界面電路設計
 9.5.1 PS2鍵盤/鼠標接口
 9.5.2 按鍵與開關
 9.5.3 顯示接口
 9.6 處理器的接口設計
 9.6.1 串行接口
 9.6.2 并行接口
 9.7 時鐘和復位電路
 9.7.1 時鐘電路
 9.7.2 復位電路
附錄A Quartus Ⅱ 9.0簡明教程
附錄B 基礎實驗程序
參考文獻

章節(jié)摘錄

版權頁：   插圖：   配置可以把特定的構造體關聯(lián)到一個確定的實體。正如“配置”一詞本身的含義一樣，配置語句是用來為較大的系統(tǒng)設計提供管理和工程組織的。通常在大而復雜的VHDL工程設計中，配置語句可以為實體指定或配屬一個構造體，如可以利用配置使仿真器為同一實體配置不同的構造體以使設計者比較不同構造體的仿真差別，或者為例化的各元件實體配置指定的構造體，從而形成一個所希望的例化元件層次構成的設計實體。 配置也是VHDL設計實體中的一個基本單元，在綜合或仿真中，可以利用配置語句為確定整個設計提供許多有用的信息。例如對以元件例化的層次方式構成的VHDL設計實體，就可以把配置語句的設置看成是一個元件表，以配置語句指定在頂層設計中的每一元件與一特定構造體相銜接，或賦予特定屬性。配置語句還能用于對元件的端口連接進行重新安排等。VHDL綜合器允許將配置規(guī)定對應一個設計實體中的最高層設計單元，但只支持對最頂層的實體進行配置。通常情況下，配置主要用在VHDL的行為仿真中。

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