EDA技术与VHDL程序开发教程/高等学校计算机应用规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

王千文 著

图书标签:

• EDA
• VHDL
• 程序开发
• 教程
• 计算机应用
• 数字电路
• FPGA
• Verilog
• 电子设计
• 高等教育

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302357971

版次：1

商品编码：11522743

品牌：清华大学

包装：平装

丛书名： 高等学校计算机应用规划教材

开本：16开

出版时间：2014-09-01

用纸：胶版纸

页数：362

字数：537000

正文语种：中文

编辑推荐

　　读者对象
　　具有一定数字电路基础、希望学习集成电路设计的读者，高等院校电子类及相关专业的学生。
　　《EDA技术与VHDL程序开发教程/高等学校计算机应用规划教材》特色：
　　《EDA技术与VHDL程序开发教程/高等学校计算机应用规划教材》实例典型，内容丰富，有很强的针对性，不仅详细介绍了VHDL语言的基本用法，作为高层次综合语言的众多特点，还介绍了数字电路中最常见的组合逻辑电路、时序电路设计、存储器设计和状态机设计方法，并且给出了多个典型代表实例。

内容简介

　　EDA（Electronic Design Automation）工程是现代电子信息工程领域中发展迅速的一门新技术。它是以计算机为工作平台，以EDA软件工具为开发环境，以硬件描述语言为主要表达方式，以大规模可编程器件为设计载体，以ASIC、SoC、FPGA芯片为目标器件，以电子系统设计为应用方向的电子产品自动化设计过程。
　　《EDA技术与VHDL程序开发教程/高等学校计算机应用规划教材》介绍了EDA技术和硬件描述语言VHDL的基础知识，通过对工程实例的系统分析、程序设计和仿真，深入细致地讨论了其在数字系统设计中的广泛应用，内容包括EDA和VHDL语言基础、集成开发环境QuartusⅡ、VHDL程序结构、VHDL语言要素、VHDL顺序语句和并行语句、基本电路的VHDL实现方法，还介绍了VHDL语言的综合、优化和层次设计并且给出了多个综合应用实例。
　　《EDA技术与VHDL程序开发教程/高等学校计算机应用规划教材》由浅入深地介绍了使用VHDL语言进行EDA设计的整个流程，并且给出了大量的应用实例，适合具有一定数字电路基础、希望学习集成电路设计的读者，可作为高等院校电子类相关专业的教材，也可作为VHDL语言设计的参考手册。

内页插图

目录

第1章 EDA开发技术基础
1.1 EDA技术基础
1.1.1 EDA技术简介
1.1.2 EDA技术的发展
1.2 EDA技术涉及的内容
1.2.1 可编程逻辑器件
1.2.2 硬件描述语言
1.2.3 集成开发环境
1.2.4 实验开发系统
1.3 常用的硬件描述语言
1.3.1 AHDL语言
1.3.2 VerilogHDL语言
1.3.3 VHDL语言
1.4 EDA的集成开发环境
1.4.1 QuartusⅡ集成开发环境
1.4.2 ISE和ModelSim集成开发环境
1.4.3 ispLEVER集成开发环境
1.5 使用EDA技术进行数字系统开发
1.5.1 数字系统的设计模型
1.5.2 数字系统的设计方法
1.5.3 使用VHDL语言进行数字系统的开发流程
1.6 课后习题
1.6.1 填空题
1.6.2 简答题

第2章 Quartus Ⅱ集成开发环境
2.1 Quartusll应用基础
2.1.1 使用图形用户界面
2.1.2 使用EDA工具设计界面
2.1.3 使用命令行可执杼界面
2.1.4 Quartus Ⅱ集成开发环境的应用流程
2.1.5 Quartus Ⅱ的常用窗口
2.2 在Quartus Ⅱ集成开发环境中进行VHDL语言开发
2.2.1 编辑设计文件
2.2.2 创建工程
2.2.3 设置工程属性
2.2.4 编译项目
2.2.5 仿真
2.2.6 观察RTL电路
2.2.7 其他
2.3 课后习题
2.3.1 填空题
2.3.2 简答题
2.3.3 实验题

第3章 VHDL语言基础
3.1 VHDL语言程序的结构
3.2 VHDL语言的实体
3.2.1 实体说明
3.2.2 实体的类属说明
3.2.3 实体的端口说明
3.3 VHDL语言的结构体
3.3.1 结构体的说明语句
3.3.2 结构体的信号定义
3.3.3 结构体的功能描述语句
3.4 VHDL语言的描述风格
3.4.1 行为描述
3.4.2 数据流描述
3.4.3 结构描述
3.4.4 混合描述
3.5 课后习题
3.5.1 填空题
3.5.2 简答题
3.5.3 实验题

第4章 VHDL语言的基本要素
4.1 VHDL语言文字的命名规范
4.1.1 数值型文字
4.1.2 字符串型文字
4.2 VHDL语言的标识符
4.2.1 短标识符
4.2.2 扩展标识符
4.3 VHDL语言的下标和下标段名
4.3.1 下标
4.3.2 下标段名
4.4 VHDL语言的注释
4.5 VHDL语言的数据对象
4.5.1 常量
4.5.2 变量
4.5.3 信号
4.5.4 文件
4.6 VHDL语言的数据类型
4.6.1 VHDL语言的数据类型按性质分类
4.6.2 VHDL语言的数据类型按数据来源分类
4.6.3 VHDL语言的数据类型简介
4.6.4 VHDL语言的数据类型转换
4.7 VHDL语言的操作符
4.7.1 VHDL语言的操作符种类和优先级
4.7.2 VHDL语言的算术操作符
4.7.3 VHDL语言的关系操作符
4.7.4 VHDL语言的逻辑操作符
4.7.5 VHDL话言的重载操作符
4.8 课后习题
4.8.1 填空题
4.8.2 简答题
4.8.3 实验题

第5章 VHDL语言的顺序描述语句
5.1 赋值语句
5.2 代入语句
5.3 赋值语句和代入语句进阶
5.3.1 赋值语句和代入语句的区别
5.3.2 赋值语句和代入语句的赋值对象
5.4 流程控制语句
5.4.1 IF语句
5.4.2 CASE语句
5.4.3 LOOP语句
5.4.4 NEXT语句
5.4.5 EXIT语句
5.5 WAIT语句
5.5.1 WAIT语句的无限等待
5.5.2 WAITON语句
5.5.3 WAITUNTIL语句
5.5.4.WAITFOR语句
5.5.5 多条件WAIT语句
5.6 空操作语句
5.7 报告语句
5.8 断言语句
5.9 课后习题
5.9.1 填空题
5.9.2 简答题
5.9.3 实验题

第6章 VHDL语言的并行描述语句
第7章 使用VHDL语言设计组合逻辑电路
第8章 使用VHDL语言设计时序电路
第9章 使用VHDL语言设计存储器
第10章 使用VHDL语言设计状态机
第11章 VHDL语言的层次化设计
第12章 VHDL语言的仿真、综合和优化
第13章 VHDL语言的属性描述语句
第14章 VHDL语言的数字系统设计应用实例

前言/序言

行业背景
电子设计自动化(Electronic Design Automation，EDA)技术是指包括电路系统设计、系统仿真、设计综合、PCB版图设计和制版的一整套自动化流程。随着计算机、集成电路和电子设计技术的高速发展，EDA技术已经渗透百姓生活的各个角落，日益成为电子信息类产品的支柱产业；而硬件描述语言则是集成电路设计的核心技术，在常用的硬件描述语言中，VHDL因其功能强大、严谨等特点占据了绝大部分市场。
关于本书
本书介绍了EDA技术和硬件描述语言VHDL的基础知识，通过对工程实例的系统分析、程序设计和仿真，深入细致地讲述了其在数字系统设计中的广泛应用。
本书首先介绍了EDA和VHDL语言基础知识，然后介绍了最常用的VHDL语言集成开发环境Quartus II，接着基于Quartus II介绍了VHDL语言的语法知识，包括VHDL程序结构(如实体、结构体、块语句、库、程序包等)、VHDL语言要素(如文字规则、数据变量、数据类型、操作符等)、VHDL顺序语句和并行语句(如赋值语句、流程控制语句、子程序调用语句、进程语句、并行信号赋值语句等)，还了基本电路(如组合逻辑里的加法器、译码器等，时序逻辑里的触发器、寄存器等，以及Mealy和Moore型状态机)的VHDL实现方法，最后介绍了VHDL语言的综合、优化和层次设计，并且给出了几个综合应用实例。
本书各个章节说明如下：
● 第1章主要介绍EDA技术和VHDL语言的基础知识，详细介绍了使用VHDL语言进行EDA设计的流程。
● 第2章主要介绍了VHDL语言的集成开发环境Quartus II的使用方法。
● 第3章主要介绍了VHDL语言程序的结构，包括描述风格、结构体、实体等。
● 第4章主要介绍了VHDL语言的基本要素，包括标识符的命名规范、数据对象的使用和数据类型等。
● 第5章主要介绍了VHDL语言的顺序描述语句，包括赋值语句、代入语句、流程控制语句、WAIT语句等。
● 第6章主要介绍了VHDL语言的并行描述语句，包括并发信号代入语句、进程语句、过程语句等。
● 第7章主要介绍了如何使用VHDL语言设计组合逻辑电路，包括基础门电路、编码器、译码器、数据选择器等。
● 第8章主要介绍了如何使用VHDL语言设计时序电路，包括触发器、寄存器、计数器等。
● 第9章主要介绍了如何使用VHDL语言设计存储器，包括ROM、RAM、FIFO等。
● 第10章主要介绍了如何使用VHDL语言设计状态机，包括米勒型状态机、莫尔型状态机以及状态机的实际应用。
● 第11章主要介绍了VHDL语言的层次化设计方法，包括库、程序包的使用等。
● 第12章主要介绍了如何对VHDL语言的代码进行仿真、综合和优化。
● 第13章主要介绍了VHDL语言的属性描述语句，包括数值类属性描述语句、函数类属性描述语句、信号类属性描述语句等。
● 第14章给出了四个VHDL语言的综合应用实例，包括交通灯控制器、出租车计费器、自动售货机和通用异步发送器。
本书特色
本书实例典型，内容丰富，有很强的针对性，不仅详细介绍了VHDL语言的基本用法，作为高层次综合语言的众多特点，还介绍了数字电路中最常见的组合逻辑电路、时序电路设计、存储器设计和状态机设计方法，并且给出了多个典型代表实例。
作者介绍
本书由王千文组织编写。其中，王千文主编第1～7章，程雅青主编第8、9章，王永皎主编第10～12章，马建江主编第13、14章，此外，参与本书编写的还有陈小亮、张国栋、张国华、李华、王林、李志国、陈晨、冯慧、徐红、吴文林、周建国、张建、刘海涛、张琴、高梅、吴晓、朱维、陈浩、汪梅、姚琳、何武和许小荣等同志，在此，编者对他们表示衷心的感谢。
由于时间仓促、程序和图表较多，受学识水平所限，书中不足之处在所难免，请广大读者给予批评指正。

编 者
2014年5月

《FPGA设计与验证实战》 内容简介： 本书旨在为读者提供一个全面、深入且实践性强的FPGA（Field-Programmable Gate Array）设计与验证的学习平台。从基础概念到高级应用，本书将带领读者掌握现代数字逻辑设计流程的关键技术和工具，使其能够独立完成复杂FPGA项目的开发。我们强调理论与实践的结合，通过丰富的实例和详细的步骤解析，帮助读者在最短的时间内获得最扎实的FPGA设计能力。 第一部分：FPGA设计基础与开发环境搭建 本部分将从最基础的概念入手，为初学者构建坚实的FPGA知识体系。 第一章：FPGA概述与发展趋势 1.1 什么是FPGA？ 深入讲解FPGA的定义、核心原理（查找表LUT、触发器FF、布线资源等）及其与ASIC、CPLD等其他集成电路的区别和联系。介绍FPGA在现代电子系统中的重要地位和应用领域，如通信、计算、图像处理、人工智能等。 1.2 FPGA的体系结构 详细剖析FPGA的内部组成，包括逻辑单元（CLB/LE）、输入输出块（IOB）、分布式RAM（Distributed RAM）、块RAM（Block RAM）、DSP Slice、时钟管理单元（PLL/MMCM）、配置电路等。通过实例说明不同架构的FPGA（如Xilinx的Artix/Kintex/Virtex系列，Intel/Altera的Cyclone/Arria/Stratix系列）在性能、功耗和成本上的差异。 1.3 FPGA开发流程概览 介绍一个完整的FPGA项目从需求分析、逻辑设计、综合、实现（布局布线）、仿真验证、时序约束、下载调试到最终产品形成的整个生命周期。阐述不同阶段的目标和关键任务。 1.4 FPGA开发工具链介绍 重点介绍主流FPGA厂商提供的开发套件，如Xilinx Vivado Design Suite和Intel Quartus Prime。详细讲解其中核心模块的功能，包括原理图编辑器、HDL编辑器、综合器、布局布线器、仿真器、时序分析工具、IP核生成器等。 1.5 开发环境搭建与初步体验 提供详细的开发环境安装指南（包括软件安装、驱动配置），并指导读者完成一个简单的“LED闪烁”或“按键输入”示例，熟悉从创建项目、编写代码、综合、下载到验证的整个流程。 第二章：硬件描述语言(HDL)入门与进阶 2.1 HDL的重要性与选择 解释硬件描述语言（HDL）在FPGA设计中的核心作用，并对比VHDL和Verilog的特点、语法差异和适用场景。本书将以Verilog为主，辅以VHDL作为参考。 2.2 Verilog基础语法 2.2.1 模块（module）与端口（port） 讲解Verilog模块的基本结构、输入/输出端口的声明与类型。 2.2.2 数据类型与运算符 介绍`reg`、`wire`、`integer`等数据类型，以及算术、逻辑、关系、位运算符等。 2.2.3 行为级建模：`always`块与过程语句 深入讲解`always @()`（组合逻辑）和`always @(posedge clk)`（时序逻辑）的使用，以及`if-else`、`case`、`for`等结构。 2.2.4 数据流建模：`assign`语句 讲解如何使用`assign`语句描述组合逻辑。 2.2.5 结构化建模：门级实例化 介绍如何通过实例化基本门电路来构建逻辑。 2.3 Verilog进阶特性 2.3.1 参数化设计 (`parameter`) 演示如何通过参数化使设计更加灵活和可重用。 2.3.2 生成语句 (`generate`) 讲解`generate`语句如何实现条件编译和循环实例化，尤其在设计阵列化结构时非常有用。 2.3.3 任务（task）与函数（function） 介绍如何定义可重用的代码块。 2.3.4 连线（`assign`）与并发（`always`） 进一步阐述HDL代码的并发执行特性，以及其与软件编程的根本区别。 2.4 VHDL基础语法（选讲/参考） 2.4.1 实体（entity）与结构（architecture） 讲解VHDL设计的基本组织方式。 2.4.2 数据类型与运算符 介绍VHDL的数据类型（`std_logic`、`integer`等）和运算符。 2.4.3 进程（process）与语句 讲解`process`块如何描述行为，以及`if`、`case`、`loop`等语句。 2.4.4 信号（`signal`）与变量（`variable`） 阐述VHDL中信号和变量的区别。 2.5 常见HDL建模错误与调试技巧 分析在HDL编程中容易出现的错误，如异步复位与同步复位混用、锁存器（latch）的产生、时序与组合逻辑的混淆等，并提供相应的调试方法。 第二部分：FPGA核心模块设计与实现 本部分将聚焦于FPGA设计中最常用、最核心的数字逻辑模块，提供详细的设计原理、HDL实现方法和仿真验证策略。 第三章：组合逻辑电路设计 3.1 组合逻辑电路设计原则 强调组合逻辑的无状态性、输入决定输出的特点。 3.2 常用组合逻辑模块设计 3.2.1 加法器与减法器 设计全加器、超前进位加法器（Carry Lookahead Adder）等。 3.2.2 多路选择器（Multiplexer） 实现不同位宽和选择端的选择器。 3.2.3 译码器（Decoder）与编码器（Encoder） 设计2-to-4译码器、BCD转7段译码器，以及优先编码器。 3.2.4 比较器（Comparator） 实现大于、小于、等于的比较器。 3.2.5 优先级编码器（Priority Encoder） 3.2.6 算术逻辑单元（ALU） 设计一个包含加减、逻辑运算（AND, OR, XOR）的ALU。 3.3 状态机（Finite State Machine, FSM）设计 3.3.1 FSM原理与分类 介绍Mealy型和Moore型状态机的区别与联系，以及状态编码方式（二进制、格雷码、独热码）的选择。 3.3.2 FSM三段式描述 详细讲解使用两个`always`块（状态寄存器和状态转移逻辑）以及一个`always`块（输出逻辑）来描述FSM。 3.3.3 FSM设计实例 设计一个简单的交通灯控制器或序列检测器。 3.4 组合逻辑设计中的关键问题 3.4.1 竞争与冒险（Race Condition & Hazards） 分析组合逻辑中可能产生的竞争与冒险现象，以及规避方法（如采用时序逻辑、增加冗余逻辑等）。 3.4.2 锁存器（Latch）的产生与避免 讲解在HDL设计中意外产生锁存器的原因，以及如何通过完善的`if`或`case`语句避免。 第四章：时序逻辑电路设计 4.1 时序逻辑电路基础 讲解时序逻辑的特点，即输出不仅取决于当前输入，还取决于过去的状态，以及时钟信号的重要性。 4.2 同步与异步设计 区分同步设计和异步设计的优缺点，并重点推崇同步时钟域设计。 4.3 常用时序逻辑模块设计 4.3.1 触发器（Flip-Flop）与寄存器（Register） 实现D触发器、JK触发器、T触发器，以及多位寄存器。 4.3.2 移位寄存器（Shift Register） 设计串入并出（SIPO）、并入串出（PISO）、串入串出（SISO）、并入并出（PIPO）等类型的移位寄存器。 4.3.3 计数器（Counter） 设计同步二进制加法计数器、减法计数器、置数计数器、模N计数器等。 4.3.4 移位寄存器序列发生器（LFSR） 介绍线性反馈移位寄存器的原理和应用。 4.4 同步复位与异步复位 详细讲解同步复位和异步复位在FPGA设计中的实现方式，以及它们在状态保持、功耗和时序方面的不同影响。 4.5 时钟域（Clock Domain）与跨时钟域（Clock Domain Crossing, CDC）问题 4.5.1 同一时钟域内的同步设计 强调所有时序元件都应在同一时钟上升沿（或下降沿）触发。 4.5.2 跨时钟域问题分析 阐述当不同时钟域的信号相互通信时可能遇到的亚稳态（metastability）问题。 4.5.3 跨时钟域处理方法 介绍常用的CDC处理技术，如二/多比特握手、FIFO（先进先出缓冲器）等，并提供详细的HDL实现和仿真验证示例。 第五章：存储器接口与IP核应用 5.1 FPGA内置存储器 5.1.1 分布式RAM（Distributed RAM） 讲解如何使用查找表（LUT）来实现小型、灵活的RAM。 5.1.2 块RAM（Block RAM） 介绍FPGA内部专用的、容量更大的RAM资源，及其结构（单口RAM、双口RAM、ROM）。 5.1.3 使用IP核生成RAM 指导读者如何通过FPGA开发工具中的IP生成器来配置和实例化Block RAM，并编写HDL接口控制。 5.2 外部存储器接口 5.2.1 SDRAM/DDR SDRAM接口原理 介绍DDR SDRAM的基本工作原理、时序参数（CAS Latency, Burst Length等）和控制信号。 5.2.2 DDR控制器设计（概念与示例） 讲解设计一个DDR控制器需要考虑的关键因素，如地址/命令/数据通道的读写时序，并提供一个简化的Verilog/VHDL示例，重点关注读写操作的流程。 5.2.3 SPI Flash/EEPROM接口 实现对SPI Flash和EEPROM的读写操作，常用于配置存储和数据存储。 5.3 IP核（Intellectual Property Core）的使用 5.3.1 IP核的概念与分类 介绍IP核是预先设计好的、可重用的功能模块，包括功能IP（如ADC、DSP）、接口IP（如PCIe、Ethernet）等。 5.3.2 利用IP核加速设计 演示如何通过FPGA开发工具调用和配置常用的IP核，如AXI Interconnect、DMA控制器、UART、SPI控制器等。 5.3.3 IP核的集成与验证 讲解如何将不同IP核按照总线协议（如AXI、Avalon）连接起来，并进行整体验证。 第三部分：FPGA设计验证与性能优化 本部分将深入探讨FPGA设计的验证方法、时序约束以及性能优化技术，确保设计的正确性、稳定性和高效性。 第六章：仿真验证技术 6.1 仿真在FPGA设计中的重要性 强调仿真验证是确保设计正确性的最重要手段。 6.2 仿真流程与工具 介绍行为级仿真、门级仿真的区别，以及ModelSim/QuestaSim、Vivado Simulator、Xsim等主流仿真工具的基本操作。 6.3 测试平台（Testbench）设计 6.3.1 测试平台的结构与要素 讲解如何创建独立的测试模块，包括时钟与复位生成、激励信号输入、结果监测与比对。 6.3.2 激励信号的生成策略 演示如何生成各种输入激励，包括随机激励、伪随机激励（PRBS）和特定场景激励。 6.3.3 覆盖率分析（Coverage Analysis） 介绍代码覆盖率（Statement, Branch, Condition coverage）和功能覆盖率的概念，以及如何使用仿真工具进行覆盖率分析，确保测试的完备性。 6.4 仿真与实际硬件的行为差异 分析仿真结果与实际硬件运行可能存在的偏差，并探讨原因（如时序、亚稳态）。 6.5 仿真波形分析 学习如何有效地分析仿真波形，找出设计中的逻辑错误。 第七章：时序约束与分析 7.1 时序分析基础 讲解时序的基本概念，如建立时间（Setup Time）、保持时间（Hold Time）、时钟周期（Clock Period）、时序路径（Timing Path）。 7.2 时序约束（Timing Constraints） 7.2.1 时钟约束 讲解如何定义系统时钟的频率、占空比，以及多时钟域的设计。 7.2.2 输入/输出端口约束 介绍如何约束输入端口的到达时间（Arrival Time）和输出端口的有效时间（Output Delay）。 7.2.3 伪路径（False Path）与多周期路径（Multicycle Path）约束 讲解如何约束那些不应进行时序检查的路径，或允许其跨越多个时钟周期的路径。 7.3 时序报告分析 详细解析FPGA综合和实现工具生成的时序报告（Timing Report），包括时序违例（Timing Violation）、关键路径（Critical Path）等信息。 7.4 时序违例的分析与解决 针对常见的时序违例（Setup Time Violation, Hold Time Violation），提供系统性的分析方法和修改建议，如优化HDL代码、调整时序约束、利用FPGA内部资源优化布局布线等。 第八章：FPGA性能优化与功耗管理 8.1 提高设计性能 8.1.1 降低关键路径延时 探讨通过优化HDL代码结构（如流水线技术 Pipelining）、减少组合逻辑深度、选择合适的IP核等方法。 8.1.2 提高时钟频率 分析限制时钟频率的因素，并提供相应优化策略。 8.1.3 减少资源占用 讲解如何通过代码优化、使用IP核、选择合适的综合选项来降低FPGA器件的资源消耗。 8.2 降低功耗 8.2.1 静态功耗与动态功耗 区分两种功耗的来源。 8.2.2 降低动态功耗的策略 介绍门控时钟（Clock Gating）、数据门控、优化状态机设计、降低开关活动等技术。 8.2.3 功耗分析工具的使用 简要介绍FPGA开发工具中的功耗估算工具。 8.3 面积优化（Resource Optimization） 8.3.1 逻辑资源共享 讲解如何通过算法优化和代码重构，让多个逻辑功能复用同一硬件资源。 8.3.2 RAM/ROM资源高效利用 探讨如何合理规划和使用FPGA的内置存储器。 第四部分：高级FPGA应用与实践 本部分将介绍一些更高级的主题和实际应用场景，帮助读者将所学知识融会贯通，并拓展FPGA的应用范围。 第九章：嵌入式系统与片上系统（SoC）设计 9.1 SoC概念与ARM+FPGA架构 介绍将ARM处理器核集成到FPGA器件中的SoC（System on Chip）概念，以及软核（如MicroBlaze, Nios II）和硬核（如ARM Cortex-A系列）的区别。 9.2 系统总线接口 讲解AXI（Advanced eXtensible Interface）总线协议，及其在SoC设计中的应用，包括AXI4、AXI4-Lite、AXI4-Stream。 9.3 软硬件协同设计流程 阐述软硬件协同设计的基本流程，包括软件开发环境（SDK/Vitis）、硬件平台配置、驱动程序开发等。 9.4 实例：基于SoC的简单嵌入式应用 以一个实际案例，例如一个带有UART通信和GPIO控制的嵌入式系统，演示如何配置FPGA硬件，编写Linux/RTOS驱动，以及应用程序。 第十章：高速接口设计与协议应用 10.1 SerDes（Serializer/Deserializer） 介绍SerDes的工作原理，及其在高速串行通信中的重要性。 10.2 高速接口协议示例 10.2.1 PCIe（Peripheral Component Interconnect Express） 简要介绍PCIe协议的层次结构和基本概念，讲解如何通过IP核实现PCIe接口。 10.2.2 Ethernet（以太网） 讨论千兆以太网（Gigabit Ethernet）的MAC层和PHY层，以及如何利用IP核实现以太网通信。 10.2.3 USB（Universal Serial Bus） 介绍USB协议的基本框架，以及在FPGA上实现USB设备或主机的可能性。 10.3 高速接口的信号完整性与阻抗匹配 强调在高速设计中，PCB布线、连接器选择以及信号完整性的重要性。 第十一章：DSP算法在FPGA上的实现 11.1 数字信号处理（DSP）基础回顾 简要回顾数字信号处理的基本概念，如采样、量化、傅里叶变换等。 11.2 FPGA加速DSP算法 阐述FPGA在执行并行度高、计算密集型DSP算法（如FFT、FIR、IIR滤波器、图像处理算法）方面的优势。 11.3 DSP Slice的使用 介绍FPGA内部专用的DSP Slice（或DSP Engine）及其功能，包括乘法器、加法器、累加器等。 11.4 实例：FIR滤波器或FFT算法的FPGA实现 选择一个典型的DSP算法，详细讲解其在FPGA上的结构化设计、HDL实现、资源利用和性能评估。 第十二章：FPGA开发项目实战指南 12.1 项目需求分析与规格定义 强调在项目开始前明确需求和功能规格的重要性。 12.2 IP核选型与集成策略 指导读者如何根据项目需求选择合适的IP核，并进行高效集成。 12.3 模块化设计与代码复用 鼓励读者采用模块化设计方法，提高代码的可读性、可维护性和可重用性。 12.4 联合调试与系统集成 介绍如何进行硬件和软件的联合调试，以及如何将各个模块集成到完整的系统中。 12.5 常见FPGA项目挑战与应对 总结FPGA项目开发过程中可能遇到的常见问题，如时序收敛困难、功耗超标、调试复杂等，并提供实用的解决方案。 本书的每一章都包含概念讲解、原理分析、详细的Verilog/VHDL代码示例，以及对应的仿真和实现步骤。通过学习本书，读者将能够： 精通FPGA开发流程： 从项目启动到最终验证，掌握完整的开发周期。 熟练掌握HDL编程： 能够用Verilog/VHDL高效地描述复杂数字逻辑。 设计与验证核心模块： 独立完成组合逻辑、时序逻辑、状态机、存储器接口等模块的设计。 掌握仿真与时序分析： 确保设计的正确性，并解决时序问题。 理解并应用IP核： 借助IP核加速开发进程。 接触SoC与高速接口： 为学习更高级的嵌入式系统和通信应用打下基础。 本书适合高等学校计算机类、电子信息类专业的本科生、研究生，以及从事FPGA设计的工程师和硬件开发爱好者。通过本书的学习，读者将具备扎实的FPGA设计理论基础和丰富的实践经验，能够胜任各种复杂的FPGA项目开发任务。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对电子工程领域的基础理论和实践方法都充满好奇的学生，我在翻阅各种技术书籍时，注意到了《EDA技术与VHDL程序开发教程/高等学校计算机应用规划教材》这本书。虽然我的学习重心可能与书中直接教授的VHDL编程和EDA工具操作略有不同，但作为计算机应用规划教材的一部分，我相信它会涵盖一些与数字逻辑设计、系统架构和工程实践相关的核心理念。 我对书中如何将抽象的设计概念转化为具体的硬件实现方式特别感兴趣。例如，在设计一个复杂的数字电路时，书中是否会演示如何进行功能分解、模块化设计，以及如何利用VHDL来描述这些模块之间的接口和交互？同时，EDA技术在整个设计流程中的作用，例如仿真、验证以及性能优化等方面，也是我希望深入了解的。这本书是否能够为我提供一个关于如何系统性地进行数字系统设计的框架，并帮助我理解在实际项目开发中可能遇到的挑战和解决方案？即便我以后不直接从事VHDL编程，对这些基础知识的掌握，也将为我理解更高级的系统设计和架构打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我最近对数字信号处理在嵌入式系统中的应用产生了浓厚的兴趣，而这本《EDA技术与VHDL程序开发教程/高等学校计算机应用规划教材》在某种程度上触及了我的兴趣点。虽然我不是直接学习EDA和VHDL，但我一直认为，理解硬件层面的实现逻辑对于优化软件性能至关重要。特别是当我们需要在资源受限的嵌入式平台上实现高性能的DSP算法时，对硬件的深入理解和可能的硬件加速设计就显得尤为重要。 这本书的副标题“高等学校计算机应用规划教材”让我联想到，它可能为计算机专业的学生提供了一个从软件思维向硬件思维过渡的良好平台。我很好奇书中是如何将抽象的计算机应用需求转化为具体的硬件设计方案的。例如，在实现某些特定功能的模块时，书中是否会给出一些具体的EDA设计案例，并分析其在性能、功耗和成本上的权衡？对于我而言，如果能够通过这本书学习到如何将高性能计算需求映射到硬件加速器设计，或者如何利用FPGA实现某些计算密集型的任务，那将是非常有价值的。我期待它能提供一些关于如何在不同硬件平台上进行最优化的思路和方法。

评分☆☆☆☆☆

在浏览各类电子工程和计算机科学的教材时，我偶然发现了这本《EDA技术与VHDL程序开发教程/高等学校计算机应用规划教材》。虽然我目前在学习的领域与这本书的直接内容不完全契合，但我对EDA技术在现代电子设计流程中的重要性早有耳闻，也深知VHDL作为一种重要的硬件描述语言，其在FPGA和ASIC设计中的地位。因此，出于对知识的渴求和对前沿技术的了解，我决定深入探究一下这本书的编排和内容深度。 从书的标题来看，它似乎为读者勾勒了一个清晰的学习路径，从EDA技术的基础概念引入，逐步深入到VHDL的程序开发。对于我这样一个在其他相关领域有一定基础的读者而言，我尤其关注书中对于EDA工具链的介绍是否全面，例如常用的综合工具、仿真工具以及布局布线工具的优缺点和应用场景。同时，VHDL部分的教学是否循序渐进，是否能有效地帮助初学者掌握语法、语义以及如何将抽象的设计思想转化为具体的硬件描述代码。我希望能从中学习到如何有效地进行模块化设计，如何进行有效的仿真验证，以及如何优化代码以获得更好的时序和面积性能。毕竟，在很多复杂的电子系统中，高效的EDA流程和扎实的VHDL功底是成功的基石。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对新兴技术保持高度关注的科技爱好者，我对《EDA技术与VHDL程序开发教程/高等学校计算机应用规划教材》的出现感到非常兴奋。尽管我的日常工作并非直接涉及硬件设计，但EDA技术和VHDL在塑造现代电子产品，从智能手机到高性能计算集群，都扮演着至关重要的角色。我对书中关于EDA工具的介绍特别感兴趣，因为了解这些工具的功能和工作流程，有助于我更好地理解电子行业的运作模式。 我希望这本书能够详细地阐述EDA设计流程的各个阶段，例如从概念设计到逻辑综合，再到物理实现和最终的验证。我想了解，在实际的工程项目中，如何有效地利用这些工具来缩短开发周期，提高设计质量。此外，VHDL作为一种重要的硬件描述语言，其在表达并行计算和时序逻辑方面的能力，一直让我着迷。如果书中能提供一些富有启发性的VHDL代码示例，并解释其背后的设计思想，那将是非常宝贵的。我希望这本书能帮助我建立起对复杂数字系统设计的基本认识，即使我不是直接的设计者，也能更好地理解和评估现有技术。

评分☆☆☆☆☆

近期，我一直在探索如何将我的软件开发技能与更底层的硬件原理相结合，以应对更复杂和具有挑战性的项目。因此，《EDA技术与VHDL程序开发教程/高等学校计算机应用规划教材》这本书引起了我的注意。虽然我的背景主要在软件工程领域，但随着物联网和嵌入式系统设计的日益普及，对硬件理解的加深变得越来越重要。 我特别关注这本书是否能够提供一些关于如何将软件算法转化为高效硬件实现的指导。例如，对于一些计算密集型的任务，如何利用VHDL来设计定制化的硬件加速器，从而在性能和功耗上获得显著提升？书中对VHDL的讲解是否能帮助我理解其在描述并行处理和时序逻辑方面的优势，并提供一些实用的编程技巧？我希望通过这本书，我能对FPGA等可编程逻辑器件的架构和设计方法有一个初步的认识，并了解如何将软件的需求映射到这些硬件平台上。这种跨学科的学习，对于我未来的项目开发，无疑将是一笔宝贵的财富。