EDA是当今世界上最先进的电子电路设计技术,它的重要作用逐步被我国的产业界、科技界和教育界认可。本书分为8章,包括EDA技术概述、EDA工具软件的使用方法、VHDL、Verilog HDL、常用EDA工具软件、可编程逻辑器件、EDA技术的应用以及EDA技术实验及综合设计。另外,附录部分介绍了友晶ED2 EDA实验开发系统的使用方法。
江国强,桂林电子科技大学信息科技学院教授,从事数字逻辑电路、计算机原理和EDA技术教学,是广西区数字逻辑电路精品课程建设项目负责人。
第1章 EDA技术概述
1.1 EDA技术及发展
1.2 EDA设计流程
1.2.1 设计准备
1.2.2 设计输入
1.2.3 设计处理
1.2.4 设计校验
1.2.5 器件编程
1.2.6 器件测试和设计验证
1.3 硬件描述语言
1.3.1 VHDL
1.3.2 Verilog HDL
1.3.3 AHDL
1.4 可编程逻辑器件
1.5 常用EDA工具
1.5.1 设计输入编辑器
1.5.2 仿真器
1.5.3 HDL综合器
1.5.4 适配器(布局布线器)
1.5.5 下载器(编程器)
本章小结
思考题和习题1
第2章 EDA工具软件的使用方法
2.1 Quartus II软件的主界面
2.2 Quartus II的图形编辑输入法
2.2.1 编辑输入图形设计文件
2.2.2 编译设计文件
2.2.3 仿真设计文件
2.2.4 编程下载设计文件
2.3 Quartus II宏功能模块的 使用方法
2.3.1 设计原理
2.3.2 编辑输入顶层设计文件
2.3.3 仿真顶层设计文件
2.3.4 图形文件的转换
2.4 嵌入式逻辑分析仪的使用方法
2.4.1 打开SignalTap II编辑窗口
2.4.2 调入节点信号
2.4.3 参数设置
2.4.4 文件存盘
2.4.5 编译与下载
2.4.6 运行分析
2.5 嵌入式锁相环的设计方法
2.5.1 嵌入式锁相环的设计
2.5.2 嵌入式锁相环的仿真
2.5.3 使用嵌入式逻辑分析仪观察嵌入式锁相环的设计结果
2.6 设计优化
2.6.1 面积与速度的优化
2.6.2 时序约束与选项设置
2.6.3 Fitter设置
2.7 Quartus II的RTL阅读器
本章小结
思考题和习题2
第3章 VHDL
3.1 VHDL设计实体的基本结构
3.1.1 库、程序包
3.1.2 实体
3.1.3 结构体
3.1.4 配置
3.1.5 基本逻辑器件的VHDL描述
3.2 VHDL语言要素
3.2.1 VHDL文字规则
3.2.2 VHDL数据对象
3.2.3 VHDL数据类型
3.2.4 VHDL的预定义数据类型
3.2.5 IEEE预定义的标准逻辑位和矢量
3.2.6 用户自定义数据类型方式
3.2.7 VHDL操作符
3.2.8 VHDL的属性
3.3 VHDL的顺序语句
3.3.1 赋值语句
3.3.2 流程控制语句
3.3.3 WAIT语句
3.3.4 ASSERT(断言)语句
3.3.5 NULL(空操作)语句
3.4 并行语句
3.4.1 PROCESS(进程)语句
3.4.2 块语句
3.4.3 并行信号赋值语句
3.4.4 子程序和并行过程调用语句
3.4.5 元件例化(COMPONENT)语句
3.4.6 生成语句
3.5 VHDL的库和程序包
3.5.1 VHDL库
3.5.2 VHDL程序包
3.6 VHDL设计流程
3.6.1 编辑VHDL源程序
3.6.2 设计8位计数显示译码电路顶层文件
3.6.3 编译顶层设计文件
3.6.4 仿真顶层设计文件
3.6.5 下载顶层设计文件
3.7 VHDL仿真
3.7.1 VHDL仿真支持语句
3.7.2 VHDL测试平台软件的设计
本章小结
思考题和习题3
第4章 Verilog HDL
4.1 Verilog HDL设计模块的基本结构
4.1.1 模块端口定义
4.1.2 模块内容
4.2 Verilog HDL的词法
4.2.1 空白符和注释
4.2.2 常数
4.2.3 字符串
4.2.4 关键词
4.2.5 标识符
4.2.6 操作符
4.2.7 Verilog HDL数据对象
4.3 Verilog HDL的语句
4.3.1 赋值语句
4.3.2 条件语句
4.3.3 循环语句
4.3.4 结构声明语句
4.3.5 语句的顺序执行与并行执行
4.4 不同抽象级别的Verilog HDL模型
4.4.1 Verilog HDL的门级描述
4.4.2 Verilog HDL的行为级描述
4.4.3 用结构描述实现电路系统设计
4.5 Verilog HDL设计流程
4.5.1 编辑Verilog HDL源程序
4.5.2 设计BCD加法器电路顶层文件
4.5.3 编译顶层设计文件
4.5.4 仿真顶层设计文件
4.5.5 下载顶层设计文件
4.6 Verilog HDL仿真
4.6.1 Verilog HDL仿真支持语句
4.6.2 Verilog HDL测试平台软件的设计
本章小结
思考题和习题4
第5章 常用EDA工具软件
5.1 ModelSim
5.1.1 ModelSim的图形用户交互方式
5.1.2 ModelSim的交互命令方式
5.1.3 ModelSim的批处理工作方式
5.1.4 ModelSim与Quartus II的接口
5.1.5 在Quartus II 13.0中使ModelSim仿真
5.2 基于MATLAB/DSP Builder 的DSP模块设计
5.2.1 设计原理
5.2.2 建立MATLAB设计模型
5.2.3 MATLAB模型仿真
5.2.4 Signal Compiler使用方法
5.2.5 使用ModelSim仿真
5.2.6 DSP Builder的层次设计
5.3 Qsys系统集成软件
5.3.1 Qsys的硬件开发
5.3.2 Qsys系统的编译与下载
5.4 Nios II嵌入式系统开发软件
5.4.1 Nios II的硬件开发
5.4.2 生成Nios II硬件系统
5.4.3 Nios II系统的调试
5.4.4 Nios II的常用组件与编程
5.4.5 基于Nios II的Qsys系统应用
本章小结
思考题和习题5
第6章 可编程逻辑器件
6.1 PLD的基本原理
6.1.1 PLD的分类
6.1.2 阵列型PLD
6.1.3 现场可编程门阵列FPGA
6.1.4 基于查找表(LUT)的结构
6.2 PLD的设计技术
6.2.1 PLD的设计方法
6.2.2 在系统可编程技术
6.2.3 边界扫描技术
6.3 PLD的编程与配置
6.3.1 CPLD的ISP方式编程
6.3.2 使用PC的并口配置FPGA
6.4 Altera公司的PLD系列产品简介
6.4.1 Altera高端Stratix FPGA系列
6.4.2 Altera中端FPGA的Arria系列
6.4.3 Altera低成本FPGA的Cyclone系列
6.4.4 Altera SoC FPGA系列
6.4.5 Altera低成本MAX系列
6.4.6 Altera硬件拷贝HardCopy ASIC系列
本章小结
思考题和习题6
第7章 EDA技术的应用
7.1 组合逻辑电路设计应用
7.1.1 运算电路设计
7.1.2 编码器设计
7.1.3 译码器设计
7.1.4 数据选择器设计
7.1.5 数据比较器设计
7.1.6 ROM的设计
7.2 时序逻辑电路设计应用
7.2.1 触发器设计
7.2.2 锁存器设计
7.2.3 移位寄存器设计
7.2.4 计数器设计
7.2.5 随机读写存储器RAM的设计
7.3 基于EDA的数字系统设计
7.3.1 计时器的设计
7.3.2 万年历的设计
7.3.3 8位十进制频率计设计
本章小结
思考题和习题7
附录A Altera DE2开发板使用方法 278
A.1 Altera DE2开发板的结构
A.2 DE2开发板的实验模式与目标芯片的引脚连接
A.3 DE2开发板实验的操作
A.3.1 编辑
A.3.2 编译
A.3.3 仿真
A.3.4 引脚锁定
A.3.5 编程下载
A.3.6 硬件验证
A.4 DE2开发板的控制嵌板
A.4.1 打开控制嵌板
A.4.2 设备检测
附录B Quartus II的宏函数和强函数
B.1 宏函数
B.2 强函数
参考文献
说实话,刚拿到《EDA技术与应用(第5版)》时,我还在犹豫这本书是否真的能满足我日益增长的学习需求。毕竟,EDA技术日新月异,理论知识更新换代的速度非常快。然而,当我深入阅读之后,我不得不承认,这本书给我带来了巨大的惊喜。它最大的亮点在于,能够将那些原本可能令人望而生畏的复杂概念,用一种相当直观和易于理解的方式呈现出来。例如,在讨论时序约束和时序违例的诊断时,作者不仅仅是讲解了相关的命令和报告,更重要的是,通过大量的图示和流程图,将一个“看不见摸不着”的时序问题“具象化”了,让我能一目了然地看到信号的传播路径、延迟以及可能出现的问题。此外,书中对各种EDA工具的使用技巧也有不少介绍,虽然不是每个工具都覆盖到,但对于目前行业内主流的几款工具,都进行了相当程度的阐述,这对于我这种需要频繁与工具打交道的工程师来说,无疑是雪中送炭。书中还对验证方法学进行了深入探讨,包括事务级抽象、覆盖率驱动验证等,这些都是当前IC设计验证领域最热门的知识点,能够掌握这些,无疑会大大提升我的工作效率和验证质量。
评分我是一名在校研究生,在接触《EDA技术与应用(第5版)》之前,我对EDA的认识仅限于书本上的理论知识,缺乏实践经验。这本书的出现,简直是打开了我通往实际应用的大门。它以非常系统化的方式,从最基础的硬件描述语言(HDL)教学开始,逐步深入到复杂的逻辑设计、时序分析、以及最后的物理实现。我最喜欢的是,书中为每一个重要的概念都提供了清晰的流程图和详细的步骤说明,这对于初学者来说至关重要。我跟着书中的例子,尝试在仿真器上运行代码,分析波形,调试错误,每一步都感觉自己离实际的芯片设计又近了一步。书中关于验证策略的章节也给我留下了深刻的印象,它教会了我如何系统地设计测试用例,如何有效地检查设计的正确性,这对于我未来的毕业设计和科研工作都将起到重要的指导作用。而且,这本书的排版和插图都非常精良,阅读体验极佳,让人在学习知识的同时,也能享受到一种视觉上的愉悦。
评分终于读完了这本《EDA技术与应用(第5版)》!作为一名刚刚入行不久的数字IC设计新人,这本书简直是我职业生涯中的“定海神针”。最让我印象深刻的是,作者在讲解基础概念时,并没有生硬地罗列公式和术语,而是通过大量贴近实际的例子,将抽象的逻辑门、时序分析、状态机设计等内容变得鲜活起来。尤其是在讲解Verilog HDL和VHDL的语法时,书中给出的代码示例清晰明了,结构完整,并且附带了详细的讲解,让我能够轻松理解每行代码的含义和作用。更重要的是,书中还穿插了许多关于低功耗设计、时钟树综合、布局布线等进阶话题的介绍,虽然不像基础部分那样深入,但足以让我对整个EDA流程有一个宏观的认识,知道自己在这个庞大的体系中处于什么位置,以及未来可能的发展方向。很多时候,我会在阅读遇到瓶颈的时候翻开这本书,总能找到一些启发,帮助我理清思路,解决遇到的问题。它就像一本百科全书,涵盖了EDA领域里最核心、最常用的知识点,而且更新迭代速度也很快,第五版的内容明显比我之前看过的老版本更加贴合当前行业的发展趋势。
评分经过一段时间的研读,《EDA技术与应用(第5版)》这本书给了我很大的触动。我一直对集成电路设计领域充满热情,但总是感觉自己缺乏一个清晰的系统性认识。这本书恰好填补了我的这一空白。它并没有一味地追求最新最前沿的技术,而是扎实地从EDA技术的核心展开,详细阐述了从前端设计到后端实现的全过程。我尤其欣赏书中关于时序约束和静态时序分析(STA)部分的讲解,作者用非常生动的比喻和图示,将抽象的时序概念变得易于理解,并且还深入讲解了如何根据STA报告来定位和解决时序问题,这对我解决实际设计中的时序瓶颈非常有帮助。此外,书中对低功耗设计技术和片上调试(On-Chip Debugging)方法的介绍,也让我对现代芯片设计的复杂性和挑战有了更深的认识。这本书不仅仅是一本教材,更像是一位经验丰富的工程师在分享他的宝贵经验,字里行间都充满了对工程实践的深刻理解和独到见解,让我受益匪浅。
评分这本《EDA技术与应用(第5版)》真的让我受益匪浅!作为一个经验相对丰富的工程师,我一直寻求能够加深对EDA理论理解并拓展应用视野的读物。这本书在这一点上做得非常出色。它不仅仅是对基础知识的简单梳理,更是对EDA技术在实际项目中所扮演角色的深刻剖析。在讲解逻辑综合和后端设计的章节中,作者非常注重对设计意图和工具实现之间的关系的阐述,让我明白了为什么某些设计风格在综合后会产生意想不到的结果,以及如何通过调整设计来优化性能和功耗。书中还包含了许多关于FPGA和ASIC设计的对比分析,以及在不同应用场景下选择哪种技术的考量因素,这些都是我在实际工作中经常会遇到的问题。尤其让我赞赏的是,书中对于物理实现过程的介绍,从门级网表的生成到最终的版图设计,都进行了比较详细的说明,这让我对整个芯片设计流程的理解更加全面和深刻。这本书的语言风格严谨而不失可读性,既有学术论文的深度,又不乏工程实践的指导意义,堪称是一本不可多得的参考书。
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