EDA技術(shù)實(shí)用教程

前言

　　隨著專用集成電路（ASIC）的規(guī)模不斷擴(kuò)大，EDA技術(shù)日臻完善，信息電子類的高新技術(shù)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)更加依賴于EDA技術(shù)，EDA技術(shù)在電子信息、通信、自動(dòng)控制及計(jì)算機(jī)應(yīng)用等領(lǐng)域的重要性已日益突出，該技術(shù)使產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期大大縮短、性價(jià)比大幅提高。各類可編程邏輯器件（目前被廣泛采用的CPLD／FPGA器件）應(yīng)運(yùn)而生，為電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶來(lái)極大的靈活性，從而將復(fù)雜的硬件設(shè)計(jì)過(guò)程轉(zhuǎn)化為在特定的軟件平臺(tái)上通過(guò)軟件設(shè)計(jì)來(lái)完成，不僅能完成邏輯綜合，而且能進(jìn)行優(yōu)化、仿真和測(cè)試。這一切極大地改變了傳統(tǒng)的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法與設(shè)計(jì)過(guò)程，更重要的是改變了設(shè)計(jì)觀念?！　”緯捎布?、軟件和應(yīng)用三篇組成。硬件篇結(jié)合世界上主流公司Altera公司、Xmnx公司、Lattice公司的PLD產(chǎn)品，介紹可編程器件的基本概念、基本原理和結(jié)構(gòu)。軟件篇按Altera公司Max+plusⅡ和QuartusⅡ的主要功能，對(duì)操作編程方法及其使用由淺入深地講解。本書的重點(diǎn)是應(yīng)用篇，運(yùn)用前面介紹的軟硬件基本知識(shí)來(lái)剖析各類數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法。EDA技術(shù)的硬件資源篇由第1章和第4章組成。EDA技術(shù)的軟件操作篇由第3章組成，重點(diǎn)介紹了FPGA／CPLD的開(kāi)發(fā)流程及工具中各功能模塊的功能，使讀者更容易學(xué)習(xí)工具的使用。開(kāi)發(fā)操作環(huán)境主要介紹Altera公司QuartusⅡ和Max+plusⅡ的主要功能，對(duì)操作編程方法及其應(yīng)用由淺人深地講解。第2章和第5章詳細(xì)介紹了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化硬件描述語(yǔ)言——VHDL及其應(yīng)用實(shí)例。第6章闡述了實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，第7，8章是實(shí)驗(yàn)與開(kāi)發(fā)實(shí)例，第9章給出了10個(gè)經(jīng)典的基于VHDL語(yǔ)言的課程設(shè)計(jì)實(shí)例，旨在運(yùn)用所學(xué)的VHDL語(yǔ)言和EDA工具軟件在實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)中進(jìn)行實(shí)例開(kāi)發(fā)、仿真并加以硬件測(cè)試?！　”緯哂腥缦?個(gè)特點(diǎn)：（1）注重實(shí)踐與實(shí)用。在各章中都安排了適量習(xí)題，實(shí)驗(yàn)章節(jié)都安排了針對(duì)性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)，除給出了詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)思考題和實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求外，還提供了詳細(xì)的并被驗(yàn)證了的設(shè)計(jì)程序和實(shí)驗(yàn)方法，學(xué)生只需將提供的設(shè)計(jì)程序輸入計(jì)算機(jī)，并按要求進(jìn)行編譯仿真，在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)即可。（2）注重教學(xué)規(guī)律。根據(jù)電子類專業(yè)的特點(diǎn)，放棄流行的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的教學(xué)模式，打破目前VHDL教材通用的編排形式，以電子線路設(shè)計(jì)為基點(diǎn)，從實(shí)例的介紹中引出VHDL語(yǔ)句語(yǔ)法內(nèi)容。

內(nèi)容概要

　　《EDA技術(shù)實(shí)用教程》由硬件、軟件和應(yīng)用三篇組成。硬件篇結(jié)合世界上主流公司Altera公司、Xmnx公司、Lattice公司的PLD產(chǎn)品，介紹可編程器件的基本概念、基本原理和結(jié)構(gòu)。軟件篇按Altera公司Max+plusⅡ和QuartusⅡ的主要功能，對(duì)操作編程方法及其使用由淺入深地講解?！禘DA技術(shù)實(shí)用教程》的重點(diǎn)是應(yīng)用篇，運(yùn)用前面介紹的軟硬件基本知識(shí)來(lái)剖析各類數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法。EDA技術(shù)的硬件資源篇由第1章和第4章組成。EDA技術(shù)的軟件操作篇由第3章組成，重點(diǎn)介紹了FPGA／CPLD的開(kāi)發(fā)流程及工具中各功能模塊的功能，使讀者更容易學(xué)習(xí)工具的使用。開(kāi)發(fā)操作環(huán)境主要介紹Altera公司QuartusⅡ和Max+plusⅡ的主要功能，對(duì)操作編程方法及其應(yīng)用由淺人深地講解。第2章和第5章詳細(xì)介紹了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化硬件描述語(yǔ)言——VHDL及其應(yīng)用實(shí)例。第6章闡述了實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，第7，8章是實(shí)驗(yàn)與開(kāi)發(fā)實(shí)例，第9章給出了10個(gè)經(jīng)典的基于VHDL語(yǔ)言的課程設(shè)計(jì)實(shí)例，旨在運(yùn)用所學(xué)的VHDL語(yǔ)言和EDA工具軟件在實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)中進(jìn)行實(shí)例開(kāi)發(fā)、仿真并加以硬件測(cè)試?！　　禘DA技術(shù)實(shí)用教程》具有如下3個(gè)特點(diǎn)：（1）注重實(shí)踐與實(shí)用。在各章中都安排了適量習(xí)題，實(shí)驗(yàn)章節(jié)都安排了針對(duì)性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)，除給出了詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)思考題和實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求外，還提供了詳細(xì)的并被驗(yàn)證了的設(shè)計(jì)程序和實(shí)驗(yàn)方法，學(xué)生只需將提供的設(shè)計(jì)程序輸入計(jì)算機(jī)，并按要求進(jìn)行編譯仿真，在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)即可。（2）注重教學(xué)規(guī)律。根據(jù)電子類專業(yè)的特點(diǎn)，放棄流行的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的教學(xué)模式，打破目前VHDL教材通用的編排形式，以電子線路設(shè)計(jì)為基點(diǎn)，從實(shí)例的介紹中引出VHDL語(yǔ)句語(yǔ)法內(nèi)容。

書籍目錄

第1章 緒論1.1 EDA技術(shù)的概念及范疇1.2 EDA技術(shù)的發(fā)展史1.3 EDA設(shè)計(jì)流程1.4 EDA技術(shù)的主要內(nèi)容及主要的EDA廠商1.5 常用的EDA工具1.6 EDA技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)1.7 EDA技術(shù)的應(yīng)用第2章 VHDL硬件描述語(yǔ)言2.1 VHDL概述2.2 VHDL程序基本結(jié)構(gòu)2.3 VHDL語(yǔ)言要素2.4 VHDL順序語(yǔ)句2.5 VHDL并行語(yǔ)句第3章 EDA工具軟件的使用及設(shè)計(jì)流程3.1 QuartusⅡ的使用及設(shè)計(jì)流程3.2 QuartusⅡ設(shè)計(jì)正弦信號(hào)發(fā)生器3.3 Max+plusⅡ使用及設(shè)計(jì)流程第4章 CPLD／FPGA結(jié)構(gòu)及應(yīng)用4.1 PLD概述4.2 PLD結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)4.3 FPGA結(jié)構(gòu)、原理及其產(chǎn)品4.4 CPLD結(jié)構(gòu)、原理及其產(chǎn)品4.5 在系統(tǒng)可編程（ISP）邏輯器件4.6 FPGA／CPLD在電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用選擇4.7 FPGA／CPLD器件的標(biāo)識(shí)含義4.8 FPGA／CPLD主要生產(chǎn)商第5章 基本電路的VHDL實(shí)現(xiàn)5.1 基本邏輯電路的VHDL設(shè)計(jì)5.2 存儲(chǔ)器的VHDL設(shè)計(jì)5.3 狀態(tài)機(jī)的VHDL設(shè)計(jì)5.4 VHDL描述風(fēng)格第6章 EDA實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)6.1 GW48型EDA實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)原理與使用6.2 GW48實(shí)驗(yàn)電路結(jié)構(gòu)圖6.3 GW48系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖信號(hào)名與芯片引腳對(duì)照表6.4 Gw48型EDA實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)使用示例第7章 EDA技術(shù)實(shí)驗(yàn)7.1 1位全加器原理圖輸入設(shè)計(jì)7.2 1位全加器VHDL文本輸入設(shè)計(jì)7.3 有時(shí)鐘使能的兩位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器VHDL文本輸入設(shè)計(jì)7.4 含異步清0和同步時(shí)鐘使能的4位加法計(jì)數(shù)器VHDL文本輸入設(shè)計(jì)7.5 4位十進(jìn)制頻率計(jì)VHDL文本輸入設(shè)計(jì)7.6 硬件電子琴電路VHDL文本輸入設(shè)計(jì)7.7 數(shù)字秒表VHDL文本輸入設(shè)計(jì)7.8 交通燈信號(hào)控制器VHDL文本輸入設(shè)計(jì)第8章 經(jīng)典實(shí)例開(kāi)發(fā)舉例8.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法8.2 最小系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)8.3 硬件連接及原理8.4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)第9章 基于VHDL課程設(shè)計(jì)實(shí)例9.1 多路彩燈控制器的設(shè)計(jì)9.2 數(shù)字式競(jìng)賽搶答器9.3 電梯控制器9.4 出租車計(jì)費(fèi)器9.5 微波爐控制器9.6 FIR濾波器9.7 I2C總線控制器9.8 直接數(shù)字頻率合成器9.9 自動(dòng)售貨機(jī)9.10 多功能調(diào)制解調(diào)器參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章 緒論　　EDA是Electronic Design Automation（電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）的縮寫。EDA技術(shù)是以微電子技術(shù)為物理層面，現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)技術(shù)為靈魂，計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)為手段，最終形成集成電子系統(tǒng)或?qū)Ｓ眉呻娐稟SIC（Application Specific Integrated Circuit）為目的的一門新興技術(shù)，它是在電子CAD（Computer Assist Design）技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，是微電子技術(shù)和現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)技術(shù)共同孕育的奇葩。EDA技術(shù)不是某一個(gè)學(xué)科的分支或某種新的技能技術(shù)，而是一門多學(xué)科融合為一體的綜合性學(xué)科，打破了軟件和硬件間的壁壘，使計(jì)算機(jī)的軟件和硬件實(shí)現(xiàn)合二為一，代表了電子設(shè)計(jì)和應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展方向。通常EDA技術(shù)的使用對(duì)象由兩大類人員組成：一類是專用集成電路ASIC的芯片設(shè)計(jì)研發(fā)人員；另一類是廣大的電子線路設(shè)計(jì)人員（不具備集成電路深層次的知識(shí)）。本書所闡述的EDA技術(shù)主要以后者為使用對(duì)象，這樣，EDA技術(shù)可簡(jiǎn)單概括為以大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷樵O(shè)計(jì)載體，通過(guò)硬件描述語(yǔ)言輸入給相應(yīng)開(kāi)發(fā)軟件，經(jīng)過(guò)編譯和仿真，最終下載到設(shè)計(jì)載體中，從而完成系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)任務(wù)的一門新技術(shù)?！　?.1 EDA技術(shù)的概念及范疇　　EDA技術(shù)涉及面廣，內(nèi)容豐富，通常對(duì)EDA技術(shù)的理解有狹義和廣義之分。狹義的EDA技術(shù)是指：以計(jì)算機(jī)為工作平臺(tái)，以大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷樵O(shè)計(jì)載體，以硬件描述語(yǔ)言作為系統(tǒng)邏輯描述的主要表達(dá)方式，以EDA軟件開(kāi)發(fā)工具和實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)為設(shè)計(jì)工具，通過(guò)相關(guān)的開(kāi)發(fā)軟件，自動(dòng)地用軟件方式完成硬件設(shè)計(jì)全過(guò)程（邏輯編譯、化簡(jiǎn)、分割、綜合、優(yōu)化、布局、布線、仿真，特定目標(biāo)的適配編譯、邏輯映射、編程下載等），最終形成集成電子系統(tǒng)IES或?qū)Ｓ眉尚酒珹SIC。它融合了應(yīng)用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理及智能化技術(shù)的最新成果，從而進(jìn)行電子產(chǎn)品的自動(dòng)設(shè)計(jì)。利用EDA工具，電子設(shè)計(jì)師可以從概念、算法、協(xié)議等開(kāi)始設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)，大量工作可以通過(guò)計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制完成，并可以將電子產(chǎn)品從電路設(shè)計(jì)、性能分析到設(shè)計(jì)出IC版圖或PCB版圖的整個(gè)過(guò)程在計(jì)算機(jī)上自動(dòng)處理完成。除了狹義的EDA技術(shù)外，廣義的EDA技術(shù)通常還包括計(jì)算機(jī)輔助分析CAA技術(shù)（如PSPICE，EWS，MATLAB），印刷電路板計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)PCB-CAD技術(shù)（如Protel，Orcad等），但這些不具備邏輯綜合和邏輯適配的功能，所以廣義的EDA技術(shù)可以理解為現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)技術(shù)。

圖書封面

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