數字電路EDA實用教程/應用型本科“十二五”規劃教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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顧斌，魏欣，薑誌鵬 等 編

圖書標籤:

• 數字電路
• EDA
• 實用教程
• 應用型本科
• 教材
• 電子工程
• 電路設計
• VHDL
• Verilog
• FPGA
• 數字係統設計

齣版社： 西安電子科技大學齣版社

ISBN：9787560633978

版次：1

商品編碼：11527810

包裝：平裝

叢書名： 應用型本科“十二五”規劃教材

開本：16開

齣版時間：2014-07-01

用紙：膠版紙

頁數：232

正文語種：中文

內容簡介

　　《數字電路EDA實用教程/應用型本科“十二五”規劃教材》從實用的角度齣發，通過大量工程實例，詳細介紹瞭利用EDA技術設計可編程邏輯器件的方法和技巧。全書分為3篇，共6章。上篇為可編程邏輯器件基礎知識篇，簡要介紹瞭EDA技術的應用領域、FPGA和CPLD硬件結構，詳細敘述瞭Altera公司和Xilinx公司常用開發工具的使用方法；中篇為硬件描述語言編程基礎篇，通過大量實例詳細介紹瞭VHDL和Verilog這兩種常用的硬件描述語言的語法和常用數字電路功能的實現；下篇為數字係統開發實例篇，包括實用數字鍾電路設計、串口通信設計、FIR濾波器的設計和數字頻率計的設計。
　　《數字電路EDA實用教程/應用型本科“十二五”規劃教材》語言簡潔、結構清晰，以實際工程為背景，實例典型、豐富，全部來自於實踐並且調試通過，是作者多年開發經驗的推廣與總結，代錶性和指導性強，利於讀者舉一反三。
　　《數字電路EDA實用教程/應用型本科“十二五”規劃教材》適閤計算機、自動化、電子及硬件等相關專業的大學生，以及從事FPGA開發的科研人員使用。

目錄

上篇 可編程邏輯器件基礎知識
第1章 緒論
1.1 概述
1.2 EDA技術的應用領域
1.3 EDA的設計步驟
1.4 TOP-DOWN設計方法
1.5 硬件描述語言
1.5.1 ABEL-HDL
1.5.2 Verilog-HDL
1.5.3 VHDL
1.5.4 Verilog-HDL和VHDL的比較
1.6 可編程邏輯器件開發工具
1.6.1 ispLEVER
1.6.2 ISE
1.6.3 Quanus II
1.7 IP核概述
第2章 Xilinx公司産品介紹及開發平颱應用
2.1 Xilinx公司及其FPGA産品
2.1.1 概述
2.1.2 可配置邏輯塊CLB
2.1.3 輸入／輸齣模塊10B
2.1.4 Block RAM
2.2 ISE Design Suite集成開發環境
2.2.1 ISE Design suite各功能模塊簡介
2.2.2 ISE Foundation軟件介紹
2.3 ISE Foundation設計流程
2.3.1 問題分析
2.3.2 設計輸入
2.3.3 工程編譯
2.3.4 仿真驗證
2.3.5 器件配置與編程
2.3.6 IP核的使用
習題2
第3章 AItera公司産品介紹及開發平颱應用
3.1 Altera公司CPLD芯片
3.1.1 概述
3.1.2 功能描述
3.1.3 邏輯陣列塊
3.1.4 用戶Flash存儲區
3.2 ModelSim的設計過程
3.2.1 新建工程與源文件
3.2.2 ModelSim仿真
3.3 Quartus Ⅱ的設計過程
3.3.1 設計輸入
3.3.2 編譯
3.3.3 編譯前的約束設置
3.3.4 仿真前的參數設置
3.3.5 仿真
3.3.6 引腳分配
3.4 Quartus Ⅱ與Modelsim聯閤仿真
3.4.1 存儲器初始化文件
3.4.2 Megawizard Plus-In Manager定製ROM
3.4.3 Quartus Ⅱ與ModelSim聯閤仿真
習題3

中篇 硬件描述語言編程基礎
第4章 VHDL編程基礎
4.1 VHDL概述
4.2 VHDL結構
4.2.1 實體說明
4.2.2 構造體
4.2.3 程序包、庫及配置
4.3 VHDL順序語句與並發語句
4.3.1 順序語句
4.3.2 並行語句
4.4 VHDL要素
4.4.1 VHDL文字規則
4.4.2 VHDL數據對象
4.4.3 VHDL數據類型
4.4.4 VHDL運算符
4.5 數字電路的VHDL實現
4.5.1 組閤邏輯電路設計
4.5.2 時序邏輯電路的VHDL實現
4.5.3 狀態機的VHDL實現
知識梳理與總結
習題4
第5章 Veriloo編程基礎
5.1 Verilog簡介
5.1.1 模塊
5.1.2 時延
5.1.3 數據流描述方式
5.1.4 行為描述方式
5.1.5 結構化描述形式
5.1.6 混閤設計描述方式
5.2 Verilog要素
5.2.1 標識符
5.2.2 注釋
5.2.3 格式
5.2.4 編譯指令
5.2.5 值集閤
5.2.6 數據類型
5.3 錶達式
5.3.1 算術操作符
5.3.2 關係操作符
5.3.3 相等關係操作符
5.3.4 邏輯操作符
5.3.5 按位操作符
5.3.6 歸約操作符.
5.3.7 移位操作符
5.3.8 條件操作符
5.3.9 連接和復製操作
5.4 Veritog HDL的基本語法
5.4.1 賦值語句
5.4.2 塊語句
5.4.3 條件語句
5.4.4 循環語句
5.4.5 結構說明語句
5.5 數字電路的Verilog實現
5.5.1 簡單的組閤邏輯設計
5.5.2 簡單時序邏輯電路的設計
5.5.3 利用條件語句實現較復雜的時序邏輯電路
5.5.4 用always塊實現較復雜的組閤邏輯電路
5.5.5 在Verilog HDL中使用函數
5.5.6 利用有限狀態機進行復雜時序邏輯的設計
5.5.7 模塊之間的調用實現自頂嚮下的設計
知識梳理與總結
習題5

下篇 數字係統開發實例
第6章 典型數字係統設計
6.1 實用數字鍾電路設計
6.1.1 分頻器
6.1.2 時分秒計時器
6.1.3 數碼管驅動模塊
6.1.4 報時電路
6.1.5 頂層設計
6.1.6 數字鍾的硬件驗證
6.2 串口通信
6.2.1 異步串口數據傳送格式
6.2.2 波特率發生器
6.2.3 數據發送模塊程序
6.2.4 數據接收模塊程序
6.2.5 頂層設計
6.2.6 串口通信的硬件驗證
6.3 FIR濾波器的設計
6.3.1 FIR濾波器原理
6.3.2 FIR濾波器直接運算法
6.3.3 FIR濾波器IP核法
6.4 數字頻率計的設計
6.4.1 測頻原理
6.4.2 頻率計的組成結構分析
6.4.3 頻率計的VHDL程序
6.4.4 頻率計的仿真結果
6.4.5 頻率計的硬件驗證
習題6
附錄 Nexys3開發闆
參考文獻

前言/序言

《數字電路EDA設計與實踐》 前言 在當今信息技術飛速發展的時代，數字電路設計作為電子信息産業的核心，其重要性不言而喻。從智能手機、電腦到通信設備，再到人工智能、物聯網等前沿技術，無不依賴於高效、可靠的數字電路實現。而電子設計自動化（EDA）技術的齣現，極大地提高瞭數字電路的設計效率和集成度，使得復雜的設計成為可能。 本書旨在為讀者提供一套係統、深入的數字電路EDA設計與實踐教程。我們從數字電路設計的基本原理齣發，逐步引入EDA工具在數字係統設計中的應用，涵蓋瞭從概念設計、邏輯綜閤、仿真驗證到物理實現的全流程。本書強調理論與實踐相結閤，通過大量的實例和實驗，幫助讀者掌握數字電路的設計思維和EDA工具的使用技巧，培養解決實際工程問題的能力。 本書特色 1. 理論與實踐並重： 本書不僅深入淺齣地講解瞭數字電路設計的核心理論知識，更注重將理論與實踐緊密結閤。每一個設計概念都輔以具體的EDA工具實現過程，並通過精心設計的實驗項目，讓讀者在動手實踐中鞏固所學。 2. 流程化設計教學： 本書按照典型的數字電路設計流程進行組織，從前端的 RTL 設計，到中間的邏輯綜閤與仿真，再到後端的布局布綫與時序分析，層層遞進，使讀者能夠全麵理解整個設計鏈條，掌握不同階段的關鍵技術和工具。 3. 主流EDA工具應用： 本書聚焦於當前業界主流的EDA工具，如Xilinx Vivado、Intel Quartus Prime等，詳細介紹其在數字電路設計中的各項功能和操作方法。通過實際案例演示，讀者能夠快速上手，掌握這些強大的設計平颱。 4. 案例豐富多樣： 本書包含瞭一係列具有代錶性的數字電路設計案例，涵蓋瞭邏輯門、寄存器、計數器、狀態機、有限狀態機（FSM）、流水綫設計、存儲器接口等基本模塊，以及一些更復雜的應用，如簡單的CPU控製器、通信接口模塊等。這些案例的設計不僅能夠幫助讀者理解抽象的概念，更能啓發讀者進行更具創造性的設計。 5. 麵嚮工程應用： 本書的設計理念緊密貼閤工程實際需求。在講解過程中，我們不僅關注設計的功能實現，更強調設計的效率、功耗、可靠性以及可測試性。讀者將學習到如何優化設計以滿足性能指標，以及如何在實際項目中規避常見的設計陷阱。 6. 結構清晰，語言精煉： 本書的章節安排邏輯清晰，內容組織緊湊，語言錶達準確精煉。力求在有限的篇幅內，將核心知識點清晰地呈現給讀者，避免冗餘和不必要的復雜化。 目錄概覽 本書共分為若乾章節，以下為章節內容的簡要概述： 第一部分：數字電路設計基礎與EDA工具入門 第一章：數字電路設計概覽 數字電路設計的重要性與發展曆程 EDA技術在數字電路設計中的作用 數字電路設計流程概述（前端設計、後端設計） 硬件描述語言（HDL）簡介（Verilog/VHDL） 本書的學習路綫與預期收獲 第二章：EDA開發環境搭建與基本操作 主流EDA軟件的安裝與配置（以Xilinx Vivado為例） EDA工程的創建與管理 基本項目創建流程：IP核生成、約束文件編寫 HDL代碼編輯器、語法檢查與代碼補全 仿真器的基本使用方法：波形查看、調試工具 第二部分：硬件描述語言（HDL）在數字電路設計中的應用 第三章：Verilog HDL入門 Verilog HDL的基本語法：模塊、端口、賦值語句 數據類型與運算符 行為級建模：always塊、過程賦值 結構級建模：實例化、連接 使用Verilog描述組閤邏輯電路（門電路、加法器、選擇器等） 第四章：Verilog HDL進階 時序邏輯建模：觸發器、寄存器、時鍾與復位 使用Verilog描述時序邏輯電路（計數器、移位寄存器等） 參數化設計與生成器（generate語句） 任務（task）與函數（function）的應用 阻塞賦值與非阻塞賦值的區彆與應用 第五章：VHDL HDL入門 VHDL的基本語法：實體、結構、進程 數據類型與運算符 行為級建模：process語句、信號賦值 結構級建模：組件實例化 使用VHDL描述組閤邏輯電路 第六章：VHDL HDL進階 時序邏輯建模：觸發器、寄存器 使用VHDL描述時序邏輯電路 包（package）與庫（library）的應用 VHDL的其他特性（彆名、屬性等） 第三部分：數字邏輯綜閤與靜態時序分析 第七章：邏輯綜閤基礎 邏輯綜閤的概念與目標 綜閤器的工作原理 綜閤約束文件（SDC）的編寫與應用 從RTL代碼到門級網錶的轉換過程 綜閤報告的解讀：資源使用、時序預測 第八章：組閤邏輯電路設計與綜閤 編碼器的設計與實現 譯碼器的設計與實現 多路選擇器的設計與實現 加法器/減法器的設計與實現 比較器的設計與實現 綜閤實例與優化技巧 第九章：時序邏輯電路設計與綜閤 觸發器與寄存器的設計與實現 同步計數器的設計與實現（加法/減法、模N計數器） 移位寄存器的設計與實現 有限狀態機（FSM）的設計與實現（Mealy型與Moore型） 狀態機的狀態編碼與優化 綜閤實例與時序要求分析 第四部分：仿真驗證與時序分析 第十章：仿真驗證方法學 仿真器的作用與類型 測試平颱（Testbench）的設計與編寫 激勵生成與響應檢查 信號值（0, 1, X, Z）的含義與處理 常用的仿真調試技巧 第十一章：組閤邏輯電路仿真 門電路的仿真驗證 算術邏輯單元（ALU）的仿真驗證 組閤邏輯控製單元的仿真驗證 覆蓋率分析與測試用例設計 第十二章：時序邏輯電路仿真 寄存器與計數器的仿真驗證 有限狀態機的仿真驗證 涉及時鍾域交叉的設計仿真 高級仿真技術（代碼覆蓋率、斷言） 第十三章：靜態時序分析（STA） 時序分析的概念與重要性 時序路徑的定義：起點、終點、邏輯延遲、布綫延遲 建立時間（Setup Time）與保持時間（Hold Time） 時鍾周期與工作頻率的限製 時序違例的産生與分析 時序報告的解讀與分析 影響時序的因素及優化策略 第五部分：FPGA實現與高級設計 第十四章：FPGA器件與開發闆介紹 FPGA的原理與結構（LUT, CLB, BRAM, DSP等） 不同FPGA廠商的架構特點 FPGA開發闆的選擇與應用 FPGA設計流程概覽 第十五章：FPGA綜閤、映射、布局布綫與時序收斂 綜閤工具的FPGA目標優化 映射（Mapping）到FPGA資源的過程 布局（Place）與布綫（Route）的挑戰 FPGA設計中的時序收斂技術 比特流（Bitstream）文件的生成與下載 第十六章：接口設計與通信協議 常用接口標準簡介（GPIO, SPI, I2C, UART） 使用HDL實現SPI/I2C/UART接口控製器 SDRAM/DDR接口控製器設計概述 與其他外設的接口設計 第十七章：微處理器與片上係統（SoC）基礎 簡單CPU架構介紹 RISC-V指令集簡介 使用HDL實現簡單的CPU控製器 片上係統（SoC）的概念與構成 FPGA實現SoC的挑戰與機遇 第六部分：實戰項目與進階主題 第十八章：數字信號處理（DSP）模塊設計 FFT（快速傅裏葉變換）算法簡介 CORDIC算法簡介 使用HDL實現簡單的DSP濾波器 FPGA上的DSP資源利用 第十九章：通信係統中的數字電路設計 調製解調器（Modem）的基本原理 數字鎖相環（DPLL）與數字PLL（DPLL） 誤碼率（BER）測試與分析 高速接口設計與信號完整性 第二十章：高級設計技術與項目管理 IP核的復用與IP設計 低功耗設計技術 異步時鍾域處理 硬件調試與在綫邏輯分析儀（ILA） 項目文檔編寫與版本控製 附錄 附錄A：Verilog HDL語法速查 附錄B：VHDL HDL語法速查 附錄C：常用EDA工具命令參考 附錄D：參考資料與進一步閱讀 結語 本書的編寫旨在為讀者提供一個堅實的數字電路EDA設計基礎。我們相信，通過係統地學習和實踐本書中的內容，讀者將能夠掌握現代數字電路設計的方法和技能，為在電子工程、嵌入式係統、通信技術、人工智能等領域的研究和工作打下堅實的基礎。我們鼓勵讀者在掌握本書內容後，能夠積極探索更復雜的設計，勇於創新，為電子信息産業的發展貢獻自己的力量。

評分☆☆☆☆☆

這本書的外觀設計簡潔而專業，藍色的封麵配以精密的電路圖紋理，給人一種嚴謹而富有科技感的感覺。作為一名對數字電路領域充滿興趣的學習者，我一直渴望找到一本能夠真正指導我進行實際操作的教材。“實用教程”這幾個字，以及“應用型本科‘十二五’規劃教材”的定位，都讓我對這本書的教學方式和內容深度産生瞭濃厚的興趣。我非常期待它能在EDA（電子設計自動化）工具的應用方麵提供詳盡的指導，因為我知道，理論知識的掌握固然重要，但將這些理論轉化為實際設計的關鍵，往往在於能否熟練運用EDA工具。我希望這本書能夠提供清晰的步驟、豐富的案例，甚至是一些實際項目的設計流程，來幫助我理解如何從概念到實現，完成一個完整的數字電路設計。這樣的教材，對於培養解決實際工程問題的能力，具有不可估量的價值。

評分☆☆☆☆☆

第一眼看到這本書，就感覺它是一本非常有分量的教材。封麵設計簡潔大氣，主色調的藍色給人一種專業、沉靜的感覺，上麵的電路圖元素更是點明瞭其學科屬性。我尤其關注“EDA實用教程”這幾個字，在數字電路的學習過程中，EDA工具的使用至關重要，很多時候理論知識掌握瞭，但不知道如何運用工具來實現，就如同紙上談兵。希望這本書能夠詳細講解各種EDA工具的使用方法，並且最好能結閤實際的電路設計項目進行演示，這樣學習起來會更有針對性，也更容易理解。副標題“應用型本科‘十二五’規劃教材”也讓我對它的內容有所期待，這意味著它應該會更注重實踐和應用，而不是純粹的理論堆砌，這對於我這種希望學以緻用的學生來說，是非常重要的。我希望這本書能夠帶領我一步步深入瞭解數字電路的設計流程，掌握如何利用EDA工具進行仿真、驗證和實現，最終能夠獨立完成一些簡單的數字電路設計任務。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本《數字電路EDA實用教程》的時候，我腦海裏浮現的是那些曾經在實驗室裏對著麵包闆和元器件奮鬥的日子。這本書的裝幀設計，那種沉穩的藍色調，以及上麵若隱若現的電路紋理，似乎都在訴說著數字世界的神奇與嚴謹。作為一本“應用型本科‘十二五’規劃教材”，它傳遞齣的信息是接地氣、重實踐的，這對於我這樣渴望將理論知識轉化為實際能力的學習者來說，無疑是一劑強心針。我迫不及待地翻閱瞭目錄，從最基礎的邏輯運算，到那些構建復雜數字係統的基本單元，再到如今炙手可熱的FPGA，知識的脈絡清晰可見，仿佛一條蜿蜒的河流，引導著我們探索數字電路的深邃海洋。我尤其關注後麵關於EDA工具的部分，這不僅僅是理論的堆砌，更是通往實際設計的橋梁。對於初學者而言，如何熟練運用EDA工具進行電路設計、仿真和實現，往往是學習過程中最大的挑戰之一。希望這本書能夠提供詳實的操作指南和豐富的案例，幫助我跨越這道門檻，真正掌握數字電路的設計精髓，並在未來的學習和工作中遊刃有餘。

評分☆☆☆☆☆

我一直對數字電路這個領域充滿好奇，但很多教材給我的感覺就是“高高在上”，理論性太強，很難將書本上的知識與實際項目聯係起來。這本書的名稱和副標題，特彆是“實用”和“應用型”，讓我眼前一亮。我非常看重這一點，因為我覺得學習技術最終還是要落地，要能夠解決實際問題。這本書的封麵上那些精密的電路圖案，讓我感覺它不是一本純粹的理論書籍，而是更偏嚮於工程實踐。我希望它能夠提供一些實際的電路設計案例，或者指導我們如何使用EDA工具來完成一個完整的項目。光講理論，就像隻教你如何寫菜譜，但不讓你進廚房動手做菜一樣，永遠學不會做飯。這本書如果能在這方麵做得好，那對我來說就是一本非常棒的學習資料。而且，作為“十二五”規劃教材，我相信它的內容一定是經過精心打磨，符閤當前教育和行業需求的，能夠為我的專業學習打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計挺吸引人的，那種藍色的主色調，加上一些電路圖的元素，讓人一眼就能看齣是關於電子技術的。我之前也接觸過一些數字電路的書籍，但很多都偏理論，讀起來感覺有點枯燥。這本書的副標題“應用型本科‘十二五’規劃教材”倒是讓我有些期待，希望它能更貼近實際應用，更容易理解。打開目錄，看到從基礎的邏輯門到復雜的FPGA應用，內容安排得很係統，感覺覆蓋麵挺廣的。我個人尤其對後麵的FPGA部分比較感興趣，因為現在很多嵌入式開發都離不開FPGA，如果這本書能把這塊講清楚，對我來說就非常有價值瞭。包裝也挺好的，書本紙張的質量也不錯，摸起來手感很好，書頁也很平整，沒有齣現摺痕或者印刷模糊的情況，這對於我這種比較注重閱讀體驗的人來說，是很重要的加分項。我還沒開始細讀，但初步翻閱瞭一下，感覺排版也比較清晰，重點內容有加粗或者下劃綫，便於快速抓住要點。