本書主要內容分為電子電路的仿真、印製電路闆(PCB)設計及復雜可編程邏輯器件(CPLD)設計3個方麵,介紹瞭最近較為流行的3個軟件:Multisim(電子電路仿真軟件),Protel PCB 99 SE(印製電路闆設計軟件),ispDesignEXPERT(Lattice公司的PLD設計軟件)。 書采用模塊式編寫,可供中等職業學校電子與信息技術等專業使用,同時也可以作為職業培訓教材或從事電子技術工作的工程技術人員的參考資料。
1章 緒論 (1)
1.1 電子設計的工作流程 (1)
1.1.1 傳統電子設計的工作流程 (1)
1.1.2 現代電子設計的工作流程 (1)
1.2 常用EDA軟件簡介 (2)
1.2.1 電子設計與仿真軟件 (2)
1.2.2 原理圖繪製及PCB設計軟件 (3)
1.2.3 可編程器件設計軟件 (3)
第2章 電子電路仿真軟件簡介 (4)
2.1 NI Multisim 11軟件的安裝 (4)
2.1.1 NI Multisim 11軟件功能簡介 (4)
2.1.2 NI Multisim 11軟件的運行環境 (5)
2.1.3 NI Multisim 11的安裝 (5)
2.2 NI Multisim 11軟件的基本界麵 (13)
2.2.1 NI Multisim 11菜單 (13)
2.2.2 NI Multisim 11係統工具欄 (14)
2.2.3 NI Multisim 11設計工具欄 (14)
2.2.4 NI Multisim 11元器件工具欄 (15)
2.2.5 NI Multisim 11儀器工具欄 (15)
2.3 NI Multisim 11軟件的設置 (16)
2.3.1 電路圖顯示方式的設置 (16)
2.3.2 自動存盤功能設置 (17)
2.3.3 電路窗口顯示特性設置 (18)
2.3.4 元件符號標準設置 (18)
2.3.5 電路打印設置 (19)
習題 (20)
第3章 電子電路原理圖繪製 (21)
3.1 NI Multisim 11軟件的電路元件的選擇 (21)
3.1.1 元件的分類 (21)
3.1.2 元件的選擇 (21)
3.2 Multisim電路元件的放置及調整 (23)
3.2.1 元件的放置 (23)
3.2.2 元件的位置調整 (23)
3.2.3 元件的參數修改 (24)
3.3 NI Multisim 11元件的連綫 (26)
3.3.1 自動連綫 (26)
3.3.2 手工連綫 (26)
3.3.3 設置導綫的顔色 (26)
3.4 子電路(Subcircuits) (26)
3.4.1 創建子電路 (27)
3.4.2 添加子電路 (27)
3.4.3 修改子電路 (28)
3.5 總綫的應用 (28)
3.6 原理圖的其他要素 (30)
3.6.1 原理圖圖紙的大小設置 (30)
3.6.2 原理圖中的文字說明 (31)
3.6.3 原理圖標題欄設置 (31)
3.7 原理圖繪製舉例 (32)
3.7.1 新建電路圖文件 (32)
3.7.2 放置元件及設置電路參數 (33)
3.7.3 連接各元件 (34)
3.7.4 編寫文字說明 (34)
3.7.5 仿真 (35)
習題 (35)
第4章 虛擬儀器的使用方法 (36)
4.1 儀器的一般介紹 (36)
4.1.1 儀器的錶示方法 (36)
4.1.2 在電路中放置儀器 (37)
4.1.3 儀器的使用 (37)
4.2 數字式萬用錶 (37)
4.2.1 萬用錶的測量方法 (38)
4.2.2 萬用錶應用舉例 (40)
4.3 函數信號發生器(Function Generator) (42)
4.4 雙蹤示波器 (43)
4.4.1 使用示波器測量電容的充電特性 (44)
4.4.2 兩路非整數倍頻率信號波形的觀察 (45)
4.4.3 示波器應用舉例 (45)
4.5 功率計 (47)
4.6 波特圖示儀 (48)
4.6.1 波特圖示儀的連接方法 (48)
4.6.2 波特圖示儀的設置 (49)
4.6.3 測試結果的觀察 (49)
4.6.4 波特圖示儀應用舉例 (50)
4.7 失真度分析儀 (50)
4.8 邏輯轉換儀 (51)
4.8.1 由電路圖得到真值錶及錶達式 (52)
4.8.2 由真值錶得到錶達式及電路 (53)
4.8.3 由錶達式得到電路及真值錶 (54)
4.8.4 邏輯轉換儀應用舉例 (54)
4.9 字信號發生器 (56)
4.9.1 輸入狀態 (56)
4.9.2 工作方式 (56)
4.9.3 頻率設置 (57)
4.9.4 應用舉例 (57)
4.10 邏輯分析儀 (58)
4.11* 頻譜分析儀 (59)
4.11.1 頻譜分析儀的使用 (59)
4.11.2 頻譜分析儀應用舉例 (60)
4.12 虛擬儀器應用舉例 (62)
習題 (64)
第5章 高級分析功能 (67)
5.1 如何進行分析 (67)
5.2 直流工作點分析 (70)
5.2.1 直流工作點分析舉例 (70)
5.2.2 直流工作點分析不成功的情況 (71)
5.3 交流分析 (72)
5.4 傅裏葉分析 (73)
5.4.1 方波信號的傅裏葉分析 (73)
5.4.2 調幅信號頻譜的分析 (75)
5.5 直流掃描分析 (75)
5.5.1 直流掃描分析的參數設置 (75)
5.5.2 直流掃描分析的應用舉例 (76)
5.6 瞬態分析 (77)
5.6.1 瞬態分析的參數設置 (78)
5.6.2 瞬態分析應用舉例 (78)
5.7 參數掃描分析 (80)
5.8 溫度掃描分析 (82)
習題 (83)
第6章 元件 (84)
6.1 NI Multisim 11軟件係統元件 (84)
6.1.1 電源信號源庫 (84)
6.1.2 基本元件庫 (85)
6.1.3 二極管庫 (85)
6.1.4 晶體管庫 (86)
6.1.5 模擬集成電路庫 (87)
6.1.6 TTL集成電路庫 (88)
6.1.7 CMOS集成電路庫 (89)
6.1.8 數字集成電路庫 (89)
6.1.9 混閤芯片庫 (90)
6.1.10 指示元件庫 (90)
6.1.11 電源器件庫 (91)
6.1.12 其他器件庫 (91)
6.1.13 先進的外圍設備庫 (92)
6.1.14 射頻元件庫 (92)
6.1.15 機電類元件庫 (93)
6.1.16 NI元件庫 (93)
6.1.17 微控製器器件庫 (94)
6.2 元件模型的建立方法 (94)
6.2.1 元件模型說明 (94)
6.2.2 元件編輯器簡介 (95)
6.2.3 元件庫編輯的一般步驟 (95)
6.2.4 元件符號編輯 (97)
6.2.5 編輯元件模型 (101)
6.3 新建元件庫 (102)
6.4 新建元件的使用 (108)
第7章 仿真分析結果的應用 (109)
7.1 原理圖在其他軟件中的應用 (109)
7.2 仿真分析結果在其他文檔中的應用 (110)
7.2.1 記錄儀 (110)
7.2.2 應用圖錶 (112)
7.3* PCB網絡錶文件的生成 (112)
7.3.1 原理圖的準備工作 (112)
7.3.2 元件封裝的定義 (113)
7.3.3 網絡錶輸齣 (113)
第8章 印製電路闆設計基礎 (115)
8.1 電路闆的相關知識 (115)
8.1.1 電路闆的結構 (115)
8.1.2 電路元件封裝形式 (116)
8.1.3 電路原理圖與電路闆圖的對應關係 (117)
8.2 電路闆設計方法及過程 (118)
8.2.1 全手工設計 (118)
8.2.2 半自動化設計 (119)
8.2.3 全自動化設計 (119)
8.3 Protel 2004軟件介紹 (120)
8.3.1 啓動Protel 2004集成環境 (120)
8.3.2 Protel 2004集成環境簡介 (120)
8.3.3 啓動Protel 2004 (122)
8.3.4 Protel 2004工作界麵 (124)
第9章 電路闆手動設計 (127)
9.1 單麵闆的設計方法 (127)
9.1.1 新建設計數據庫與電路闆文件 (127)
9.1.2 元件的放置及調整 (128)
9.1.3 手工布綫 (131)
9.1.4 電路闆闆框設置 (134)
9.1.5 電路闆的打印和預覽 (134)
9.2 雙麵電路闆的設計 (135)
9.2.1 雙麵電路闆的設計規則 (135)
9.2.2 雙麵闆的手工布綫 (135)
9.3 創建新元件封裝 (136)
9.3.1 利用元件封裝嚮導新建封裝 (136)
9.3.2 新建元件封裝的使用 (139)
習題 (139)
第10章 電路闆自動設計 (141)
10.1 從電路原理圖生成網絡錶 (141)
10.2 自動走綫實例 (142)
10.2.1 新建電路闆文件並建立闆框 (142)
10.2.2 裝入網絡錶文件 (147)
10.2.3 放置元件 (148)
10.2.4 自動走綫 (148)
第11章 復雜可編程邏輯器件設計 (149)
11.1 復雜可編程邏輯器件設計概述 (149)
11.2 可編程邏輯器件的設計方法 (152)
11.2.1 硬件描述語言 (153)
11.2.2 原理圖描述 (156)
11.3 可編程邏輯器件設計軟件 (157)
11.3.1 ABEL-HDL語言輸入 (157)
11.3.2 原理圖輸入及混閤輸入 (160)
11.3.3 熔絲圖文件下載 (165)
第12章 實驗 (167)
12.1 原理圖繪製實驗 (167)
12.2 單管放大器仿真實驗 (168)
12.3 兩級放大器測試 (169)
12.4 邏輯電路分析 (170)
12.5 印製電路闆製作 (171)
12.6 可編程邏輯器件設計 (173)
附錄A Multisim11軟件快捷鍵清單 (175)
參考文獻 (176)
本書是根據教育部頒發的中等職業學校電子與信息技術專業“電子設計自動化技術”課程教學大綱編寫的,並根據兩年來一些學校的使用反饋信息,對NI Multisim 11軟件部分的內容進行瞭重新編寫,引入漢化NI Multisim 11界麵,更有利於教師教學和學生學習。
本書在編寫過程中力圖體現如下特色。
1.實用性。本書所選內容對學生將來工作及在校其他課程的學習非常有幫助,所列舉例題也盡量貼近實際。
2.通用性。本書在結構上采用瞭模塊化方式組織內容,各模塊之間既相互聯係又具有獨立性,以便於各校教師組織教學。在教學內容的組織方麵采用邊教邊學的方法,充分體現瞭職教的特色。
3.科學性。本書很好地處理瞭教學內容與其他課程的銜接關係;在軟件選用上采用瞭較為流行、易於使用和教學的NI Multisim11和Protel 2004軟件,軟件所使用的符號符閤國傢標準,內容分工上Multisim軟件負責原理圖繪製和電路的仿真,Protel 2004軟件負責印製電路闆的設計,兩種軟件又能做到很好的銜接,從原理圖繪製到印製電路闆設計能平滑過渡。可編程設計軟件選用瞭ispDesignEXPERT軟件,該軟件既可以設計小規模可編程邏輯器件,又可以設計復雜可編程邏輯器件(CPLD),較好地解決瞭從數字邏輯電路中的小規模可編程邏輯器件設計到復雜可編程邏輯器件設計的過渡問題。
4.交互性。為瞭便於教材的學習,作者特開通http://www.eda800.com網站,提供相關例子的下載,並對使用過程中的共性問題提供解決辦法,為編者與讀者提供瞭交互式的平颱。
本書基礎模塊教學課時數為60學時,學時分配方案建議如下,供授課教師參考。
序號 課 程 內 容 課 時 數
閤計 講授 實驗與實訓 機動
1 緒論 2 2
2 電子電路仿真 電子電路仿真軟件簡介 4 2 2
電子電路原理圖繪製 8 4 4
虛擬儀器的使用方法 10 6 4
高級分析功能 10 6 4
仿真分析結果的應用 4 2 2
3 印製電路闆設計 印製電路闆設計基礎 2 2
電路闆手動設計 8 4 4
電路闆自動設計 6 2 4
4 復雜可編程邏輯器件設計 6 4 2
總 計 60 34 26
本書基礎模塊加選學模塊教學為80學時,學時分配方案建議如下,供參考。
序號 課 程 內 容 課 時 數
閤計 講授 實驗與實訓 機動
1 緒論 2 2
2 電子電路仿真 電子電路仿真軟件簡介 4 2 2
電子電路原理圖繪製 8 4 4
虛擬儀器的使用方法 12 6 6
高級分析功能 12 6 6
元件 8 4 4
仿真分析結果的應用 4 2 2
3 印製電路闆設計 印製電路闆設計基礎 2 2
電路闆手動設計 8 4 4
電路闆自動設計 8 2 4 2
4 復雜可編程邏輯器件設計 12 6 4 2
總 計 80 40 36 4
本書還需要說明的一點是,書中沒有對元件和器件加以嚴格區分,大都以“元件”錶示,是為瞭與Multisim軟件中的錶述相一緻,請讀者注意。
在修訂過程中,田陽負責全書的統稿工作,第1章、第2章、第3章、第4章、第5章、第6章、第7章由珠海市理工職業技術學校馮明新進行瞭重新編寫,第8章、第9章、第10章由珠海市理工職業技術學校硃海藝進行瞭重新編寫,其他編寫人員有陳鬆、陳月勝、陳金坡。由於編者學識和水平有限,錯漏之處在所難免,敬請讀者批評指正。
為瞭方便教師教學,本書還配有電子教學參考資料包(電子版),請有此需要的教師登錄華信教育資源網免費注冊後再進行下載,有問題時請在網站留言闆留言或與電子工業齣版社聯係。
編 者
2016年3月
這是一本真正能夠引領讀者深入理解電子設計自動化核心技術的傑齣著作。它摒棄瞭枯燥乏味的理論堆砌,而是以一種非常貼近實際工程應用的方式,層層深入地剖析瞭EDA的精髓。我特彆喜歡書中關於驗證技術的部分,作者詳細介紹瞭功能驗證、形式驗證和性能驗證等不同驗證方法的原理、適用場景以及常用的驗證平颱。他對驗證環境的搭建和測試用例的設計也給齣瞭很多實用的建議,這對我目前正在從事的芯片驗證工作非常有指導意義。此外,書中對於流片前後的設計流程銜接也進行瞭詳細的說明,包括如何進行物理驗證、如何處理sign-off等環節,這些都是實際工程中至關重要的部分。閱讀這本書,我不僅學到瞭具體的技術知識,更重要的是,我學會瞭如何站在全局的角度去審視和規劃整個電子設計流程,以及如何將不同的EDA工具有效地整閤起來,以實現高效、高質量的設計。這本書為我打開瞭一扇通往更深層次的EDA世界的大門。
評分最近入手瞭一本備受矚目的技術巨著,它猶如一座知識的寶庫,深入淺齣地揭示瞭電子設計自動化(EDA)這一精密領域的方方麵麵。從最初的概念引入,到復雜的算法實現,再到前沿的工具鏈集成,作者以其深厚的功底和獨到的視角,為讀者構建瞭一個清晰而全麵的學習路徑。書中對於不同EDA工具在實際項目中的應用場景分析尤為精彩,讓我對那些曾經感覺高不可攀的專業名詞有瞭直觀的認識。尤其令我印象深刻的是,作者在講解邏輯綜閤和布局布綫等核心環節時,並沒有止步於理論的闡述,而是通過大量的圖示和案例分析,將抽象的工藝流程具象化,讓我在理解過程中的每一步都仿佛置身於一個真實的芯片設計實驗室。這種“手把手”式的教學方式,極大地降低瞭學習的門檻,讓即使是初涉此領域的我也能快速掌握關鍵技能。而且,書中對新技術趨勢的預測也相當有遠見,為我規劃未來的學習方嚮提供瞭寶貴的參考。它不僅僅是一本書,更像是一位經驗豐富的導師,循循善誘,引導我在EDA的世界裏不斷探索和成長。
評分近期通讀瞭一本深入剖析電子設計自動化技術的專著,這本書的獨特之處在於其宏觀與微觀相結閤的敘事方式。它並非僅僅羅列各種技術名詞,而是將EDA技術置於整個電子産業發展的宏觀背景下進行解讀,讓我們理解這些技術是如何驅動摩爾定律的延續,以及如何賦能物聯網、人工智能等新興領域的。同時,在微觀層麵,書中對EDA算法的原理和實現進行瞭非常細緻的講解,例如在布局布綫算法中,作者對模擬退火、遺傳算法等優化技術的原理和應用進行瞭深入的探討,並附有相應的僞代碼示例,這對於我理解這些復雜算法的內在邏輯起到瞭至關重要的作用。更難得的是,本書還非常關注EDA工具的演進和發展趨勢,對於新興的AI輔助設計等前沿技術也進行瞭前瞻性的介紹,這讓我對未來電子設計的發展方嚮有瞭更清晰的認識。這本書就像一位博學的老師,不僅傳授知識,更引領我們思考,激發我們對這個領域的無限熱情和探索欲。
評分不得不說,這本書給我帶來瞭非常深刻的學習體驗。它以一種極為清晰和係統的方式,梳理瞭電子設計自動化的整個技術體係。我一直對FPGA的設計流程感到有些模糊,尤其是對於如何將HDL代碼高效地轉化為門級網錶,以及後續的物理實現過程,總覺得隔著一層紗。然而,在閱讀瞭書中關於邏輯綜閤和布局布綫的章節後,我終於理清瞭其中的脈絡。作者用大量的圖例和對比分析,生動地展示瞭不同的綜閤選項和布綫策略對設計性能和麵積的影響,讓我對如何優化設計有瞭直觀的認識。而且,書中還深入探討瞭時序約束的設置技巧,以及如何利用靜態時序分析(STA)來發現和解決潛在的時序問題。這些內容對於我實際項目中的FPGA設計工作提供瞭極大的幫助。這本書不僅僅是知識的搬運工,更是經驗的傳遞者,它教會瞭我如何從理論走嚮實踐,如何有效地利用EDA工具來解決實際的設計難題。
評分這本書給我的感覺就像是在一片浩瀚的技術海洋中找到瞭一張精確的航海圖。它係統地梳理瞭整個電子設計流程,從需求分析到最終的物理驗證,每個階段的重點、難點以及常用的技術手段都進行瞭詳盡的闡述。我尤其欣賞書中在講解後端設計時,對於寄生參數提取、時序分析和功耗優化等關鍵議題的深度挖掘。作者不僅列舉瞭各種理論模型,還深入分析瞭不同算法的優劣以及在實際應用中可能遇到的問題,並給齣瞭有效的解決方案。我曾經在某個項目的設計後期遇到過時序收斂的難題,讀完相關章節後,豁然開朗,找到瞭突破瓶頸的關鍵。書中關於標準單元庫的構建和使用,以及對EDA工具的定製化開發,也給瞭我很多啓發。它不僅僅是在介紹技術,更是在傳授一種解決問題的思維方式。我能感受到作者在編寫此書時,是將自己多年的實踐經驗凝練其中,力求為讀者提供最實用、最前沿的指導。對於任何希望在電子設計領域有所建樹的工程師來說,這本書都是不可或缺的寶藏。
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