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余宏生 著

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• 电子技术
• 仿真
• 案例教学

店铺： 广影图书专营店

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115284419

商品编码：29692650460

包装：平装

出版时间：2012-08-01

基本信息

书名：电子CAD技能实训(第3版)

定价：25.00元

作者：余宏生

出版社：人民邮电出版社

出版日期：2012-08-01

ISBN：9787115284419

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.300kg

编辑推荐

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内容提要

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本书是一本介绍Protel2004基本功能和使用技巧的实训教材。本书从实用的角度出发，通过讲解简单而有一定代表性的电路的设计过程，介绍了Protel2004的基本操作、使用环境、设计电路原理图与印制电路板的主要工具和基本方法。书中所讲述的每个模块都根据教学内容编排了一定数量的技能训练项目，附录中介绍了绘图工具的使用方法、原理图常用元件及其PCB封装图形、PCB设计规则以及相关彩图以供参考。
本书可供高职院校电子信息类及相关专业作为教材使用，对于电子爱好者来说也不失为一本较好的自学读物。

目录

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技能训练一 初识Protel 2004
部分 教学组织
一、目的要求
二、教学节奏与方式
三、成绩评定
第二部分 教学内容
一、Protel 2004的安装
二、Protel 2004的启动与关闭
三、创建一个新的设计工作区
四、创建项目文件及各类设计文件
五、关闭项目文件
六、打开项目文件
七、打开设计文件和执行各类编辑器之间的切换
第三部分 技能训练

技能训练二 设置原理图设计环境
部分 教学组织
一、目的要求
二、教学节奏与方式
三、成绩评定
第二部分 教学内容
一、Protel 2004电路原理图设计窗口及其设置
二、图纸设置
三、图纸的放大与缩小
四、屏幕分辨率的设置
第三部分 技能训练

技能训练三 制作元件与创建原理图元件库
部分 教学组织
一、目的要求
二、教学节奏与方式
三、成绩评定
第二部分 教学内容
一、启动元件库编辑器和创建一个元件库
二、新建元件库及制作新元件
三、元件库的管理
四、创建“个性化”元件库
第三部分 技能训练

技能训练四 设计电路原理图
部分 教学组织
一、目的要求
二、教学节奏与方式
三、成绩评定
第二部分 教学内容
一、原理图设计环境的设置
二、放置元件
三、元件布局与线路连接
四、放置节点
五、放置和编辑输入输出端口
六、放置电源与接地端口
七、编辑元件
八、修改字体大小
九、电路原理图的电气规则检查
十、原理图绘图工具的使用
十一、保存原理图文件
第三部分 技能训练

技能训练五 设计层次原理图
部分 教学组织
一、目的要求
二、教学节奏与方式
三、成绩评定
第二部分 教学内容
一、层次原理图的基本概念
二、层次原理图的设计
三、自底向上设计层次原理图
四、层次原理图之间的切换
第三部分 技能训练

技能训练六 生成原理图报表及打印原理图
部分 教学组织
一、目的要求
二、教学节奏与方式
三、成绩评定
第二部分 教学内容
一、生成原理图报表
二、打印原理图
第三部分 技能训练

技能训练七 印刷电路板设计基本知识
部分 教学组织
一、目的要求
二、教学节奏与方式
三、成绩评定
第二部分 教学内容
一、印刷电路板的基本元素
二、启动进入印刷电路板编辑器
三、PCB编辑器的工具栏
四、设置PCB电路板工作层
五、设置PCB电路板的编辑环境
六、设置工作参数
第三部分 技能训练

技能训练八 制作元件封装与创建PCB元件库
部分 教学组织
一、目的要求
二、教学节奏与方式
三、成绩评定
第二部分 教学内容
一、启动PCB元件封装编辑器
二、PCB库放置工具栏及放置菜单
三、创建一个新的PCB元件封装
四、创建个性化PCB元件库
五、创建集成元件库
六、装载PCB元件库
第三部分 技能训练

技能训练九 印刷电路板的规划与元件的布局
部分 教学组织
一、目的要求
二、教学节奏与方式
三、成绩评定
第二部分 教学内容
一、手动规划印刷线路板
二、使用向导规划印刷线路板
三、网络表与元件的装入
四、元件的自动布局
五、元件的手工布局
六、元件标识符及注释的调整
第三部分 技能训练

技能训练十 印制电路板的自动布线与手工调整
部分 教学组织
一、目的要求
二、教学节奏与方式
三、成绩评定
第二部分 教学内容
一、设置自动布线规则
二、PCB的自动布线
三、PCB的手工调整
四、PCB的三维效果显示
第三部分 技能训练

技能训练十一 生成PCB报表及打印PCB图
部分 教学组织
一、目的要求
二、教学节奏与方式
三、成绩评定
第二部分 教学内容
一、生成PCB报表
二、打印输出PCB图
第三部分 技能训练

附录一 绘图工具的使用方法
附录二 原理图的常用元件库及常用元件
附录三 常用元件的PCB封装图形
附录四 PCB设计规则
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《数字设计与逻辑验证实战指南》 内容简介 在当今快速发展的电子工程领域，数字集成电路的设计和验证已成为核心竞争力。从消费电子产品到高性能计算，再到通信系统和人工智能硬件，无处不见数字电路的身影。然而，成功的数字设计远不止于理论知识的堆砌，更在于将抽象的逻辑转化为切实可行的硬件实现，并确保其功能正确、性能达标。本书正是为满足这一需求而生，旨在为读者提供一套全面、系统且高度实践化的数字设计与逻辑验证学习路线图。 本书的编写思路源于对当前电子行业人才培养需求的深刻洞察。许多毕业生在掌握了基本的数字逻辑原理后，却往往缺乏将这些知识应用于实际项目设计的能力。这不仅体现在硬件描述语言（HDL）的应用技巧上，更在于如何有效地进行设计规划、功能仿真、综合约束、时序分析以及最终的物理实现。同时，随着芯片复杂度的不断攀升，逻辑验证的重要性也日益凸显。一个错误百出的设计不仅会造成巨大的经济损失，更会严重影响产品上市时间和市场竞争力。因此，本书将逻辑验证作为一个与设计同等重要的环节来讲解，强调“先验证，后实现”的设计理念。 本书的内容体系围绕数字设计与逻辑验证的完整流程展开。我们首先会从FPGA（Field-Programmable Gate Array）这一当前最主流的数字逻辑实现平台入手，为读者建立起一个直观且易于上手的实践环境。FPGA凭借其灵活性、可重构性和快速原型验证能力，已成为数字逻辑设计学习和研发的重要工具。我们将深入讲解FPGA的架构特点，以及如何利用其进行项目开发。 在FPGA平台的基础上，本书将详细介绍当前业界广泛应用的硬件描述语言——Verilog HDL。本书并非仅仅罗列Verilog的语法，而是着重于如何用Verilog来描述数字电路的功能。我们将从最基本的逻辑门电路建模开始，逐步深入到组合逻辑、时序逻辑的设计，并通过大量的实例，展示如何构建复杂的逻辑模块，如加法器、多路选择器、寄存器、计数器、状态机等。此外，本书还将重点讲解结构化建模、行为级建模和数据流建模等不同的Verilog描述风格，并分析它们在不同设计场景下的适用性。 除了Verilog语言本身，本书还将深入探讨数字设计的关键流程和技术。这包括： 设计规划与模块化： 如何将一个复杂系统分解为易于管理和设计的子模块，以及如何定义模块之间的接口。 组合逻辑设计： 掌握各种组合逻辑电路的设计方法，包括使用逻辑门、门级器件、过程块（assign、always @）等，并关注逻辑优化。 时序逻辑设计： 深入理解时钟信号的作用，掌握触发器、寄存器、移位寄存器、流水线结构等时序逻辑的设计原理和实现方法。重点在于建立正确的时序约束意识。 状态机（FSM）设计： 详细讲解有限状态机的概念、不同类型的状态机（Mealy、Moore）及其设计方法，并通过实例展示其在控制逻辑中的强大应用。 异步逻辑设计： 探讨异步时序逻辑的特点、潜在问题（如竞争冒险、毛刺）以及避免方法，并介绍异步FIFO等典型异步模块的设计。 在完成逻辑功能的描述之后，逻辑验证就显得至关重要。本书将逻辑验证提升到与设计同等重要的地位，并提供一套行之有效的验证方法论。我们将重点介绍验证环境的搭建，这包括： 测试平台（Testbench）的设计： 如何用Verilog（或SystemVerilog）编写测试激励，生成测试向量，并对DUT（Design Under Test）的功能进行驱动和监控。 激励生成技术： 介绍各种激励生成方法，包括简单的顺序激励、伪随机激励、约束随机激励等，以提高验证的覆盖率。 响应检查（Response Checking）： 如何编写代码来验证DUT的输出是否符合预期，以及如何处理复杂的数据格式和协议。 仿真工具的使用： 介绍主流的Verilog仿真器（如ModelSim/QuestaSim、VCS、Xcelium等）的基本操作，包括编译、仿真、波形查看、断点设置等。 代码覆盖率与功能覆盖率： 强调如何通过度量代码覆盖率和功能覆盖率来评估验证的充分性，以及如何根据覆盖率分析结果来完善测试用例。 除了功能仿真，本书还将触及静态时序分析（STA）的基本概念。尽管STA并非本书的核心，但对于理解设计性能至关重要。我们将解释时钟域、建立时间和保持时间等基本概念，以及如何通过综合工具提供的报告来识别潜在的时序违规。 此外，本书还包含了逻辑综合和布局布线的基本介绍。我们将解释综合工具如何将HDL代码转化为门级网表，以及布局布线过程如何将逻辑映射到FPGA的物理资源上。同时，会强调综合约束（SDC）的重要性，以及如何通过约束来指导综合工具优化设计性能。 本书的另一大特色是紧跟业界最新技术趋势，将在适当的章节中穿插介绍SystemVerilog语言的一些高级特性，例如数据类型、过程块、断言（Assertions）以及基本的面向对象验证技术（UVM的入门概念），为读者将来深入学习更高级的验证方法打下基础。 本书的案例设计均围绕实际应用场景展开，例如： 数据通路设计： 如简单的RISC-V处理器核心的简化实现、DMA控制器、AXI总线接口等。 控制通路设计： 如UART通信控制器、I2C/SPI接口控制器、SD卡接口等。 常用IP核设计： 如DDR内存控制器接口、PCIe接口的简化模型等。 图像处理模块： 如图像缩放、滤波、颜色空间转换等。 这些案例的设计将遵循“先仿真，后综合，再上板验证”的流程，让读者能够完整地体验数字设计的全过程。 本书的读者对象广泛，包括： 电子信息工程、计算机科学与技术、微电子学等专业的在校学生： 为他们提供扎实的数字设计与验证理论基础和实践技能。 初级数字IC设计与验证工程师： 帮助他们快速掌握实际工作所需的关键技能，提升工程能力。 对数字逻辑设计感兴趣的爱好者和技术人员： 提供一个系统性的学习路径，从零开始掌握数字设计的核心技术。 为了更好地辅助读者学习，本书提供了丰富的配套资源，包括： 详尽的代码示例： 所有案例均提供完整的Verilog/SystemVerilog代码，并附带详细注释。 仿真脚本与测试平台： 为每个设计案例提供完整的仿真脚本和测试平台，方便读者直接运行和验证。 FPGA开发板实验指南： 针对市面上主流的FPGA开发板，提供相应的实验指导，帮助读者将设计移植到硬件上进行实际测试。 在线技术支持与交流平台： 建立专门的论坛或技术社区，解答读者在学习过程中遇到的问题，并提供更深入的技术交流。 本书的编写风格力求清晰易懂，避免过多的理论术语，而是通过大量的实例来阐述概念。每一章节都设置了“本章小结”和“思考题”，帮助读者巩固所学知识。我们相信，通过本书的学习，读者将能够建立起扎实的数字设计基础，掌握先进的逻辑验证技术，为在数字IC设计和相关领域取得成功奠定坚实的基础。 总而言之，《数字设计与逻辑验证实战指南》是一本集理论、实践、工具应用和前沿技术于一体的综合性教材。它将带领读者走进数字设计的精彩世界，掌握从零开始构建高性能数字系统的能力，并最终成为一名合格的数字工程师。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度，完全超出了我预期的“入门读物”范畴。它像是一位经验丰富的老工程师在手把手带新人，不仅教你画图画板子，更重要的是，它在潜移默化中培养你的“工程思维”。举个例子，在涉及多层板设计时，书中对叠层结构的讲解非常透彻，它解释了不同介质材料的特性以及它们对信号传输的影响，这在很多基础教程中是不会涉及的深度。我通过阅读这部分内容，才真正理解了为什么PCB的成本和性能往往取决于叠层设计。此外，本书在与其它设计流程的衔接上也做得很好，比如如何将原理图数据正确地导出到FPGA或SoC的设计流程中，或者如何准备用于PCB制造的Gerber文件。这些“收尾”工作往往是初学者最容易出错的地方，而这本书提供了详尽的检查清单和最佳实践，确保了从设计到交付的顺畅过渡。

评分☆☆☆☆☆

作为一本技能实训类的书籍，其配套资源的丰富程度直接决定了学习体验的上限。我必须赞扬一下本书在配套资源上的投入，这使得学习过程变得异常流畅和高效。官方提供的配套光盘（或者可以从指定网站下载）中的例程文件和项目模板，质量非常高，代码规范且注释详尽，直接可以作为我们自己的学习起点或者参考模型。我尝试着修改了书中的一个电源管理模块，得益于书中提供的原始设计文件，我能清晰地看到每一个修改点带来的仿真结果变化，这种即时反馈的学习机制极大地加速了我的理解过程。而且，这本书的语言风格非常专业但又不失亲和力，避免了那种高高在上的专家腔调，而是像一个耐心的导师，引导你逐步攻克每一个技术难点。总而言之，这本书已经超越了一本工具书的范畴，更像是一份系统化的、经过时间检验的行业标准培训手册。

评分☆☆☆☆☆

这本关于电子设计自动化的教材，简直是为我们这些初涉该领域的学生量身定做的。我记得刚拿到它的时候，就被它详实的图文并茂的讲解深深吸引住了。作者在讲解基础概念时，绝不是那种干巴巴的理论堆砌，而是非常注重与实际操作的结合。比如，在介绍电路原理图绘制模块时，书里详细地演示了如何从零开始搭建一个复杂的系统，每一步的操作都有清晰的截图和文字说明，生怕我们跟不上。特别是对于一些关键的设置和技巧，作者会用特别的标注和侧边栏来强调，这一点真的非常贴心。我个人觉得，这本书最大的亮点在于它的实训导向性。它不是那种只停留在软件功能介绍上的书，而是真正教会你如何用这些工具去解决实际工程问题。书中的案例都非常贴近工业标准，让我们在学习过程中就能体会到真实的工作流程。我完成了一个书中的小型嵌入式系统设计项目后，感觉对整个EDA工具链的理解上升到了一个新的高度，不再是孤立地看待各个模块，而是能够形成一个完整的知识体系。这对于我未来找实习或者继续深造，都打下了非常坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

坦率地说，我对技术书籍的期望值一直比较高，尤其是在“技能实训”这类主题下。很多教材给人的感觉就是一堆软件手册的集合，读起来枯燥乏味，难以坚持。但是，这本书显然在内容组织和教学法上花费了大量心思。它不是简单的功能罗列，而是遵循了项目驱动的学习路径。每一个大的章节都是围绕一个具体的应用场景展开的，比如MCU的最小系统设计、传感器接口电路的实现等。这种由浅入深的递进式结构，让知识点的学习变得有逻辑、有目标。我尤其喜欢它对版本兼容性的考虑，作为第三版，它整合了最新的软件特性，同时也没有完全抛弃对经典操作的介绍，这使得我们在面对不同版本的工具时，都有章可循。在解决疑难杂症方面，书后附带的常见问题与解决方案部分也相当实用，我遇到过的几次软件配置错误，都能在那找到及时的指引，避免了大量的试错时间。

评分☆☆☆☆☆

我曾经尝试过其他几本号称“实战”的EDA书籍，但往往都是虎头蛇尾，理论讲一大堆，实际操作起来却发现很多细节语焉不详，最后只能在网上四处找补丁。然而，这本教材给我的感觉完全不同，它在细节的打磨上达到了令人惊叹的程度。我特别欣赏它对设计规范和行业标准的强调，这在很多入门教材中是被忽略的。书中不仅告诉你“怎么做”，更解释了“为什么这么做”。例如，在PCB布局布线章节，它深入探讨了阻抗控制、电源完整性（PI）和信号完整性（SI）的初步概念，并结合软件操作演示了如何进行设计规则检查（DRC）。这对于我们这些想往硬件设计方向发展的同学来说，简直是无价之宝。更棒的是，本书的排版非常精良，图例清晰，术语解释到位，即便是面对一些复杂的工程图纸，也能通过书中的引导快速定位和理解。我花了整整一个周末时间，对照书中的步骤仿真了一个高速数字电路，发现仿真结果与预期高度吻合，极大地增强了我的自信心。