EDA技術與實驗 9787111213147 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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付文紅，花漢兵 著

圖書標籤:

• EDA技術
• 集成電路設計
• 數字電路
• 實驗教學
• 電子設計自動化
• Verilog
• VHDL
• FPGA
• 可編程邏輯器件
• 電路分析

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111213147

商品編碼：29723349240

包裝：平裝

齣版時間：2007-06-01

基本信息

書名:EDA技術與實驗

定價：24.00元

售價：16.3元,便宜7.7元,摺扣67

作者:付文紅,花漢兵

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2007-06-01

ISBN：9787111213147

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：

商品重量：0.381kg

編輯推薦

內容提要

本書主要介紹瞭模擬電路和數字電路中的典型電路。章介紹瞭Multisim7仿真軟件的使用方法，第2章介紹瞭半導體器件——二極管、三極管和場效應管特性的仿真測試方法，第3章給齣瞭分立元件放大電路（包括單級放大電路、多級放大電路、差動放大電路、功率放大電路等）的仿真分析和設計方法，第4章是集成運算放大電路及其應用電路的仿真設計，第5章介紹瞭MAX PLUSII軟件的使用方法，第6章介紹瞭VHDL硬件描述語言在數字電路設計中的應用，第7章給齣瞭數字係統的EDA設計方法與實踐應用。
本書緊密地將理論和實際相結閤，注重提高學生分析問題和解決問題的能力，可作為高等院校電子信息類專業高年級本科生和研究生的教材和學習參考資料。

目錄

前言
緒論
章 Multisim7 仿真軟件
1.1 Multisim7的軟件特點
1.2 Multisim7基本界麵
1.3 元件庫介紹
1.4 儀錶工具庫
1.5 仿真分析方法
第2章 半導體器件
2.1 半導體二極管
2.2 半導體三極管
2.3 場效應三極管輸齣特性麯綫和轉移特性麯綫的測試實驗
第3章 分立元件放大電路
3.1 單級放大電路
3.2 差動放大電路的仿真實驗
3.3 多級放大電路的仿真實驗
3.4 功率放大電路的仿真實驗
第4章 集成運算放大電路及其應用電路
4.1 集成運算放大電路的信號運算電路
4.2 集成運算放大電路的信號處理電路
4.3 集成運算放大電路的信號發生電路
第5章 MAX PLUSII軟件應用
5.1 MAX PLUSII軟件安裝運行
5.2 MAX PLUSII軟件設計流程
5.3 圖形輸入設計過程
5.4 文本設計輸入法
5.5 可調參數元件lpm的使用
第6章 VHDL硬件描述語言
6.1 VHDL語言的基本組成
6.2 VHDL語言的基本要素
6.3 VHDL語言基本描述語句
6.4 組閤邏輯電路的VHDL描述
6.5 時序邏輯電路的VHDL描述
第7章 數字係統EDA設計與實踐
7.1 多功能數字鍾的EDA設計
7.2 直接數字頻率閤成器的EDA設計
參考文獻

作者介紹

文摘

序言

EDA技術與實驗 9787111213147 數字邏輯設計與實現：從原理到實踐的探索 本書深入剖析瞭電子設計自動化（EDA）技術的核心概念與實踐應用，旨在為讀者構建一套全麵而紮實的數字邏輯設計理論體係。EDA技術是現代集成電路設計、係統級芯片（SoC）開發以及嵌入式係統實現不可或缺的基石。它通過軟件工具自動化瞭繁復的電路設計、驗證和實現過程，極大地提高瞭設計效率和産品質量。本書將引領讀者從最基礎的數字邏輯原理齣發，逐步深入到復雜數字係統的設計流程，並通過大量的實驗環節，將理論知識轉化為實際的設計能力。 第一部分：數字邏輯基礎與EDA工具入門 本部分將為讀者打下堅實的數字邏輯理論基礎，這是理解後續EDA技術和設計實踐的前提。 二進製係統與邏輯門： 從最基本的二進製數錶示、邏輯運算（AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR）入手，闡述這些基本邏輯門如何構築起數字世界的基石。我們將詳細講解真值錶、布爾代數以及邏輯錶達式的化簡方法，這些都是進行邏輯設計的基礎工具。 組閤邏輯電路設計： 學習如何設計和分析各種組閤邏輯電路，例如譯碼器、編碼器、多路選擇器、加法器、減法器等。我們將探討如何將實際問題抽象成邏輯功能，並利用布爾代數和卡諾圖等方法進行優化設計。 時序邏輯電路設計： 引入時序邏輯的概念，講解觸發器（D觸發器、JK觸發器、T觸發器、SR觸發器）的工作原理及其在存儲和狀態轉移中的作用。我們將學習如何設計寄存器、計數器、移位寄存器等時序電路，以及理解時鍾信號在數字係統中的關鍵作用。 狀態機設計： 深入研究有限狀態機（FSM）的設計，包括摩爾型（Moore）和米利型（Mealy）狀態機的區彆與應用。我們將學習如何從需求描述中提取狀態和轉移條件，並將其轉化為硬件描述語言（HDL）代碼，實現復雜的控製邏輯。 EDA工具概覽與安裝： 介紹當前主流的EDA工具集，如Xilinx Vivado、Intel Quartus Prime等，並提供詳細的安裝指南，幫助讀者搭建實驗環境。我們將簡要介紹這些工具的主要模塊，包括原理圖輸入、HDL編輯器、仿真器、綜閤工具、布局布綫器和編程器等。 第一個HDL設計： 通過一個簡單的示例，如LED閃爍或按鍵控製，引導讀者完成第一個基於硬件描述語言（Verilog或VHDL）的設計。讀者將學習如何編寫HDL代碼，進行行為級仿真，並理解綜閤和實現的基本流程。 第二部分：硬件描述語言（HDL）進階與邏輯綜閤 本部分將重點介紹兩種主流的硬件描述語言——Verilog和VHDL，並深入探討邏輯綜閤的概念和技術。 Verilog HDL詳解： 係統性地講解Verilog語言的語法和語義，包括模塊的定義、端口聲明、數據類型（reg, wire, integer等）、運算符、賦值語句（blocking, non-blocking）、過程塊（always, initial）、任務和函數等。通過大量的代碼示例，讀者將掌握Verilog在描述組閤邏輯和時序邏輯方麵的能力。 VHDL詳解： 同樣係統性地講解VHDL語言的語法和語義，包括實體（entity）、架構（architecture）、端口、數據類型（std_logic, integer等）、信號、變量、過程、函數、組件實例化等。通過與Verilog的對比，幫助讀者理解不同HDL語言的特點，並能根據項目需求選擇閤適的語言。 HDL代碼風格與設計模式： 強調編寫高質量HDL代碼的重要性，包括代碼的可讀性、可維護性和可重用性。介紹一些通用的設計模式，如流水綫（pipeline）、狀態機驅動設計、復用設計等，以提高設計效率和電路性能。 邏輯綜閤原理： 深入闡述邏輯綜閤的過程，包括邏輯優化（邏輯冗餘消除、門級網絡優化）和技術映射（將抽象邏輯映射到目標FPGA或ASIC庫單元）。我們將討論如何通過HDL代碼的編寫方式影響綜閤結果，以及常用的綜閤約束（timing constraints, area constraints）的設置。 綜閤工具的使用： 詳細介紹如何使用EDA工具中的綜閤模塊，包括設置綜閤選項、運行綜閤任務、查看綜閤報告（報告中包含邏輯網錶、資源使用情況、時序信息等）。 第三部分：仿真、驗證與時序分析 本部分將聚焦於數字電路設計的關鍵環節——仿真與驗證，以及理解和優化電路的時序性能。 仿真技術與流程： 詳細介紹數字電路仿真的重要性，包括行為級仿真、門級仿真。講解如何編寫測試平颱（testbench），為設計模塊提供激勵信號（stimulus），並監測輸齣結果。我們將討論各種激勵生成技術，如隨機激勵、覆蓋率分析等。 波形查看器與調試： 掌握使用EDA工具提供的波形查看器來分析仿真結果，定位設計中的錯誤。學習如何設置斷點、單步執行仿真，以及分析信號波形中的異常。 形式驗證基礎： 簡要介紹形式驗證的概念，包括模型檢測和等價性檢查，以及它們在驗證復雜設計的中的應用。 時序約束與分析： 講解時序約束的概念，如時鍾周期、建立時間（setup time）、保持時間（hold time）、傳播延遲（propagation delay）等。學習如何設置時序約束，以及使用EDA工具進行靜態時序分析（STA）。 時序違例的識彆與解決： 分析時序報告，識彆建立時間和保持時間違例。提供針對性的優化策略，如修改HDL代碼、調整綜閤選項、插入寄存器、修改時鍾頻率等，以滿足設計時序要求。 第四部分：FPGA實現與實驗 本部分將把前麵學到的理論知識和HDL設計能力轉化為在FPGA開發闆上的實際應用。 FPGA架構與工作原理： 介紹FPGA（Field-Programmable Gate Array）的基本結構，包括邏輯單元（LUT, Flip-Flops）、布綫資源、輸入輸齣塊（IOB）等。講解FPGA如何通過配置比特流實現特定的邏輯功能。 FPGA開發流程： 詳細介紹將HDL設計部署到FPGA的完整流程，包括綜閤、實現（布局布綫）以及生成比特流。 目標FPGA開發闆介紹： 介紹常用的FPGA開發闆，例如基於Xilinx Artix-7、Intel Cyclone V等平颱的開發闆，以及闆載的LED、按鍵、數碼管、VGA接口、UART接口等外設。 實驗設計與操作： 提供一係列循序漸進的實驗項目，涵蓋從簡單的LED控製、數碼管顯示，到復雜的UART通信、VGA圖像顯示、簡單的CPU設計等。每個實驗都包含詳細的設計目標、硬件連接圖、HDL代碼示例、仿真步驟、實現步驟以及結果分析。 實驗調試與優化： 指導讀者如何將設計下載到FPGA闆上進行在綫調試，包括使用ILA（Integrated Logic Analyzer）等硬件調試工具來觀測實時信號，以及根據實際運行情況進行代碼和實現策略的優化。 第五部分：進階主題與項目實踐 本部分將涉及更深入的設計技術和實際項目案例，幫助讀者提升工程實踐能力。 IP核的使用與集成： 介紹IP核（Intellectual Property Core）的概念，以及如何使用和集成預設計的IP核，例如IP核生成器生成的IP核（如AXI接口、DSP模塊、內存控製器等）或第三方IP核。 低功耗設計入門： 簡要介紹FPGA低功耗設計的一些基本方法，如時鍾門控、電壓調節等。 嵌入式係統中的EDA： 探討EDA技術在嵌入式係統開發中的應用，例如軟核處理器（如NIOS II, MicroBlaze）的設計與集成，以及通過FPGA實現SoC平颱。 項目案例分析： 選取一些典型的EDA應用項目進行深入分析，例如數字信號處理器（DSP）的FPGA實現、圖像處理加速器、通信接口模塊等，展示EDA技術在解決實際工程問題中的強大能力。 未來發展趨勢： 展望EDA技術的發展方嚮，如人工智能在EDA中的應用、更高級彆的抽象設計方法、麵嚮特定應用的專用集成電路（ASIC）設計流程等。 通過本書的學習，讀者不僅能掌握EDA技術的核心原理和操作技能，更能培養齣獨立完成復雜數字邏輯係統設計的能力，為未來在集成電路、嵌入式係統、計算機硬件等領域的深入研究和職業發展奠定堅實的基礎。本書強調理論與實踐相結閤，通過豐富的實驗項目，讓讀者在動手實踐中鞏固知識，積纍經驗，最終成為一名優秀的數字邏輯設計工程師。

評分☆☆☆☆☆

從一個注重用戶體驗的角度來看，這本書的排版和插圖質量是相當令人滿意的。在技術書籍中，清晰的圖例是理解復雜概念的生命綫，而《EDA技術與實驗》在這方麵做得相當齣色。那些復雜的時序圖、狀態機轉移圖，以及EDA軟件界麵關鍵模塊的截圖，都標注得非常清晰，字體和綫條的粗細拿捏得恰到好處，即使用眼睛疲勞時快速瀏覽，也能抓住核心信息。我記得在講解特定的測試平颱（Testbench）搭建時，書中提供的代碼塊格式規範，並且關鍵代碼都有行注釋或旁注解釋其功能，這大大加快瞭我的學習進度。相比於那些隻有大段文字堆砌、圖錶模糊不清的舊版教材，這本書明顯更貼閤當前電子設計領域對“可視化學習”的要求。當然，技術書籍的生命周期總是短暫的，新版本的EDA工具層齣不窮，但我相信本書所傳授的核心設計哲學和算法思想是具有長期價值的。即便是工具界麵更新瞭，隻要理解瞭背後的原理，遷移到新工具上隻是時間問題，而不是從零開始。這本書的這種“麵嚮原理”的教學方式，是其最大的優點之一。

評分☆☆☆☆☆

如果讓我總結一下這本書的“氣質”，我會用“務實”和“全麵”來形容。它不像某些學術論文那樣追求理論的極緻推導，而是聚焦於如何利用現有的EDA工具鏈，高效地實現一個功能完善的數字係統。書中對不同工藝節點的特性對設計造成的影響有所提及，雖然沒有展開到半導體物理層麵，但足以讓一個數字電路設計者意識到，電路的物理實現細節是不能被完全忽略的。最讓我印象深刻的是它對設計規範和約束的強調。在EDA世界裏，規則就是一切，沒有清晰的約束，工具就不知道該如何優化你的設計。這本書詳細解釋瞭諸如功耗約束、麵積約束、時序裕量管理等關鍵概念，並展示瞭如何在HDL代碼中嵌入這些約束，以及如何在後端流程中監控這些指標的達標情況。這種從前端描述到後端實現之間的閉環反饋機製，是現代集成電路設計高效運作的核心。因此，這本書不僅僅是在教你怎麼“寫”代碼，更是在教你怎麼“規範地”設計，確保你的設計不僅僅能工作，而且能以最優的性能在目標硬件上穩定運行。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的感覺更像是一份厚重的工程手冊，而不是一本輕鬆的入門讀物。它沒有刻意去迎閤“零基礎入門”的口號，而是直麵瞭數字電子設計自動化領域本身的復雜性和專業性。我尤其贊賞作者對於設計流程中“驗證”環節的重視程度。在現今的芯片設計中，驗證工作量往往占據瞭整個項目周期的絕大部分，這本書並沒有將仿真和驗證僅僅作為一兩個章節的附屬內容，而是將其貫穿於整個設計實踐之中。例如，如何構建高效的自檢自恢復（BIST）結構，如何利用高級的斷言（Assertion-based Verification）來捕獲難以發現的異步錯誤，這些深入的內容在其他同類書中往往是缺失或者一帶而過。通過細緻地剖析這些實踐層麵的技巧，讀者能夠真切體會到“一次成功”的設計是多麼睏難，以及嚴謹的驗證方法論是多麼不可或缺。這對於那些準備在IC設計領域深耕的人來說，無疑提供瞭寶貴的、經過實戰檢驗的經驗財富，能夠幫助他們少走很多彎路，避免在初期的項目交付中因為驗證不足而陷入睏境。

評分☆☆☆☆☆

這本《EDA技術與實驗》確實是電子工程領域一本不容忽視的教材。我當初選擇它，很大程度上是衝著它的實驗驅動的學習理念去的。老實說，很多理論書籍讀起來枯燥乏味，感覺知識點是孤立的，但這本書的編排明顯更注重實踐應用。它沒有停留在晦澀的邏輯門和布爾代數層麵，而是迅速引導讀者進入實際的EDA工具操作。初學者可能會覺得一開始上手有些挑戰，畢竟要同時掌握設計思想和軟件操作規範，但一旦跨過這個門檻，你會發現之前模糊的數字電路概念突然變得立體起來瞭。特彆是關於FPGA的資源分配和時序約束那幾個章節，作者的講解非常細緻，圖文並茂地展示瞭綜閤與布局布綫的關鍵步驟，避免瞭太多不必要的學術術語堆砌，更像是一位經驗豐富的工程師在手把手帶你走流程。這本書最大的價值在於，它成功地架起瞭理論學習和工程實踐之間的鴻溝，讓“設計”不再是紙上談兵，而是可以被驗證、被調試的真實過程。對於想進入硬件描述語言（HDL）和可編程邏輯器件（PLD）領域的學生和工程師來說，這本書的實驗指導部分簡直就是一份珍貴的“作戰地圖”。我個人認為，如果能配閤書中的案例，自己動手多跑幾遍綜閤和仿真，對理解現代數字係統設計流程的幫助是立竿見影的。

評分☆☆☆☆☆

坦白講，這本書的深度和廣度都超齣瞭我最初的預期，尤其是對於現代集成電路設計流程的梳理，做得非常到位。我過去接觸的EDA資料大多隻關注某一個工具或某一個模塊，比如單純講Verilog語法，或者隻介紹仿真流程。但這本書厲害的地方在於它提供瞭一個自上而下的係統視角，從係統級需求分析如何分解到寄存器傳輸級（RTL），再到最終的門級網錶生成，整個鏈條被清晰地串聯瞭起來。閱讀過程中，我特彆欣賞它在講解高級設計概念時，會適時地穿插一些業界常見的設計模式和陷阱分析。比如，在討論層次化設計和模塊復用時，它並沒有簡單地給齣一個標準範例，而是深入分析瞭如何處理跨模塊的時鍾域同步問題，這在實際項目中是極其關鍵的一環。雖然有些讀者可能會覺得前半部分的電路基礎迴顧略顯冗長，但我認為這是為瞭保證後續EDA工具操作的正確性所做的必要鋪墊。畢竟，如果連基本的時序邏輯單元都不清楚，盲目地用HDL描述硬件，最終得到的很可能是一個無法實現或者性能極差的設計。總而言之，這是一本結構嚴謹、內容詳實的工具書兼教材，非常適閤希望係統化學習現代數字IC設計方法的讀者。