EDA是當今世界上最先進的電子電路設計技術,它的重要作用逐步被我國的産業界、科技界和教育界認可。本書分為8章,包括EDA技術概述、EDA工具軟件的使用方法、VHDL、Verilog HDL、常用EDA工具軟件、可編程邏輯器件、EDA技術的應用以及EDA技術實驗及綜閤設計。另外,附錄部分介紹瞭友晶ED2 EDA實驗開發係統的使用方法。
江國強,桂林電子科技大學信息科技學院教授,從事數字邏輯電路、計算機原理和EDA技術教學,是廣西區數字邏輯電路精品課程建設項目負責人。
第1章 EDA技術概述
1.1 EDA技術及發展
1.2 EDA設計流程
1.2.1 設計準備
1.2.2 設計輸入
1.2.3 設計處理
1.2.4 設計校驗
1.2.5 器件編程
1.2.6 器件測試和設計驗證
1.3 硬件描述語言
1.3.1 VHDL
1.3.2 Verilog HDL
1.3.3 AHDL
1.4 可編程邏輯器件
1.5 常用EDA工具
1.5.1 設計輸入編輯器
1.5.2 仿真器
1.5.3 HDL綜閤器
1.5.4 適配器(布局布綫器)
1.5.5 下載器(編程器)
本章小結
思考題和習題1
第2章 EDA工具軟件的使用方法
2.1 Quartus II軟件的主界麵
2.2 Quartus II的圖形編輯輸入法
2.2.1 編輯輸入圖形設計文件
2.2.2 編譯設計文件
2.2.3 仿真設計文件
2.2.4 編程下載設計文件
2.3 Quartus II宏功能模塊的 使用方法
2.3.1 設計原理
2.3.2 編輯輸入頂層設計文件
2.3.3 仿真頂層設計文件
2.3.4 圖形文件的轉換
2.4 嵌入式邏輯分析儀的使用方法
2.4.1 打開SignalTap II編輯窗口
2.4.2 調入節點信號
2.4.3 參數設置
2.4.4 文件存盤
2.4.5 編譯與下載
2.4.6 運行分析
2.5 嵌入式鎖相環的設計方法
2.5.1 嵌入式鎖相環的設計
2.5.2 嵌入式鎖相環的仿真
2.5.3 使用嵌入式邏輯分析儀觀察嵌入式鎖相環的設計結果
2.6 設計優化
2.6.1 麵積與速度的優化
2.6.2 時序約束與選項設置
2.6.3 Fitter設置
2.7 Quartus II的RTL閱讀器
本章小結
思考題和習題2
第3章 VHDL
3.1 VHDL設計實體的基本結構
3.1.1 庫、程序包
3.1.2 實體
3.1.3 結構體
3.1.4 配置
3.1.5 基本邏輯器件的VHDL描述
3.2 VHDL語言要素
3.2.1 VHDL文字規則
3.2.2 VHDL數據對象
3.2.3 VHDL數據類型
3.2.4 VHDL的預定義數據類型
3.2.5 IEEE預定義的標準邏輯位和矢量
3.2.6 用戶自定義數據類型方式
3.2.7 VHDL操作符
3.2.8 VHDL的屬性
3.3 VHDL的順序語句
3.3.1 賦值語句
3.3.2 流程控製語句
3.3.3 WAIT語句
3.3.4 ASSERT(斷言)語句
3.3.5 NULL(空操作)語句
3.4 並行語句
3.4.1 PROCESS(進程)語句
3.4.2 塊語句
3.4.3 並行信號賦值語句
3.4.4 子程序和並行過程調用語句
3.4.5 元件例化(COMPONENT)語句
3.4.6 生成語句
3.5 VHDL的庫和程序包
3.5.1 VHDL庫
3.5.2 VHDL程序包
3.6 VHDL設計流程
3.6.1 編輯VHDL源程序
3.6.2 設計8位計數顯示譯碼電路頂層文件
3.6.3 編譯頂層設計文件
3.6.4 仿真頂層設計文件
3.6.5 下載頂層設計文件
3.7 VHDL仿真
3.7.1 VHDL仿真支持語句
3.7.2 VHDL測試平颱軟件的設計
本章小結
思考題和習題3
第4章 Verilog HDL
4.1 Verilog HDL設計模塊的基本結構
4.1.1 模塊端口定義
4.1.2 模塊內容
4.2 Verilog HDL的詞法
4.2.1 空白符和注釋
4.2.2 常數
4.2.3 字符串
4.2.4 關鍵詞
4.2.5 標識符
4.2.6 操作符
4.2.7 Verilog HDL數據對象
4.3 Verilog HDL的語句
4.3.1 賦值語句
4.3.2 條件語句
4.3.3 循環語句
4.3.4 結構聲明語句
4.3.5 語句的順序執行與並行執行
4.4 不同抽象級彆的Verilog HDL模型
4.4.1 Verilog HDL的門級描述
4.4.2 Verilog HDL的行為級描述
4.4.3 用結構描述實現電路係統設計
4.5 Verilog HDL設計流程
4.5.1 編輯Verilog HDL源程序
4.5.2 設計BCD加法器電路頂層文件
4.5.3 編譯頂層設計文件
4.5.4 仿真頂層設計文件
4.5.5 下載頂層設計文件
4.6 Verilog HDL仿真
4.6.1 Verilog HDL仿真支持語句
4.6.2 Verilog HDL測試平颱軟件的設計
本章小結
思考題和習題4
第5章 常用EDA工具軟件
5.1 ModelSim
5.1.1 ModelSim的圖形用戶交互方式
5.1.2 ModelSim的交互命令方式
5.1.3 ModelSim的批處理工作方式
5.1.4 ModelSim與Quartus II的接口
5.1.5 在Quartus II 13.0中使ModelSim仿真
5.2 基於MATLAB/DSP Builder 的DSP模塊設計
5.2.1 設計原理
5.2.2 建立MATLAB設計模型
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的層次設計
5.3 Qsys係統集成軟件
5.3.1 Qsys的硬件開發
5.3.2 Qsys係統的編譯與下載
5.4 Nios II嵌入式係統開發軟件
5.4.1 Nios II的硬件開發
5.4.2 生成Nios II硬件係統
5.4.3 Nios II係統的調試
5.4.4 Nios II的常用組件與編程
5.4.5 基於Nios II的Qsys係統應用
本章小結
思考題和習題5
第6章 可編程邏輯器件
6.1 PLD的基本原理
6.1.1 PLD的分類
6.1.2 陣列型PLD
6.1.3 現場可編程門陣列FPGA
6.1.4 基於查找錶(LUT)的結構
6.2 PLD的設計技術
6.2.1 PLD的設計方法
6.2.2 在係統可編程技術
6.2.3 邊界掃描技術
6.3 PLD的編程與配置
6.3.1 CPLD的ISP方式編程
6.3.2 使用PC的並口配置FPGA
6.4 Altera公司的PLD係列産品簡介
6.4.1 Altera高端Stratix FPGA係列
6.4.2 Altera中端FPGA的Arria係列
6.4.3 Altera低成本FPGA的Cyclone係列
6.4.4 Altera SoC FPGA係列
6.4.5 Altera低成本MAX係列
6.4.6 Altera硬件拷貝HardCopy ASIC係列
本章小結
思考題和習題6
第7章 EDA技術的應用
7.1 組閤邏輯電路設計應用
7.1.1 運算電路設計
7.1.2 編碼器設計
7.1.3 譯碼器設計
7.1.4 數據選擇器設計
7.1.5 數據比較器設計
7.1.6 ROM的設計
7.2 時序邏輯電路設計應用
7.2.1 觸發器設計
7.2.2 鎖存器設計
7.2.3 移位寄存器設計
7.2.4 計數器設計
7.2.5 隨機讀寫存儲器RAM的設計
7.3 基於EDA的數字係統設計
7.3.1 計時器的設計
7.3.2 萬年曆的設計
7.3.3 8位十進製頻率計設計
本章小結
思考題和習題7
附錄A Altera DE2開發闆使用方法 278
A.1 Altera DE2開發闆的結構
A.2 DE2開發闆的實驗模式與目標芯片的引腳連接
A.3 DE2開發闆實驗的操作
A.3.1 編輯
A.3.2 編譯
A.3.3 仿真
A.3.4 引腳鎖定
A.3.5 編程下載
A.3.6 硬件驗證
A.4 DE2開發闆的控製嵌闆
A.4.1 打開控製嵌闆
A.4.2 設備檢測
附錄B Quartus II的宏函數和強函數
B.1 宏函數
B.2 強函數
參考文獻
說實話,剛拿到《EDA技術與應用(第5版)》時,我還在猶豫這本書是否真的能滿足我日益增長的學習需求。畢竟,EDA技術日新月異,理論知識更新換代的速度非常快。然而,當我深入閱讀之後,我不得不承認,這本書給我帶來瞭巨大的驚喜。它最大的亮點在於,能夠將那些原本可能令人望而生畏的復雜概念,用一種相當直觀和易於理解的方式呈現齣來。例如,在討論時序約束和時序違例的診斷時,作者不僅僅是講解瞭相關的命令和報告,更重要的是,通過大量的圖示和流程圖,將一個“看不見摸不著”的時序問題“具象化”瞭,讓我能一目瞭然地看到信號的傳播路徑、延遲以及可能齣現的問題。此外,書中對各種EDA工具的使用技巧也有不少介紹,雖然不是每個工具都覆蓋到,但對於目前行業內主流的幾款工具,都進行瞭相當程度的闡述,這對於我這種需要頻繁與工具打交道的工程師來說,無疑是雪中送炭。書中還對驗證方法學進行瞭深入探討,包括事務級抽象、覆蓋率驅動驗證等,這些都是當前IC設計驗證領域最熱門的知識點,能夠掌握這些,無疑會大大提升我的工作效率和驗證質量。
評分經過一段時間的研讀,《EDA技術與應用(第5版)》這本書給瞭我很大的觸動。我一直對集成電路設計領域充滿熱情,但總是感覺自己缺乏一個清晰的係統性認識。這本書恰好填補瞭我的這一空白。它並沒有一味地追求最新最前沿的技術,而是紮實地從EDA技術的核心展開,詳細闡述瞭從前端設計到後端實現的全過程。我尤其欣賞書中關於時序約束和靜態時序分析(STA)部分的講解,作者用非常生動的比喻和圖示,將抽象的時序概念變得易於理解,並且還深入講解瞭如何根據STA報告來定位和解決時序問題,這對我解決實際設計中的時序瓶頸非常有幫助。此外,書中對低功耗設計技術和片上調試(On-Chip Debugging)方法的介紹,也讓我對現代芯片設計的復雜性和挑戰有瞭更深的認識。這本書不僅僅是一本教材,更像是一位經驗豐富的工程師在分享他的寶貴經驗,字裏行間都充滿瞭對工程實踐的深刻理解和獨到見解,讓我受益匪淺。
評分這本《EDA技術與應用(第5版)》真的讓我受益匪淺!作為一個經驗相對豐富的工程師,我一直尋求能夠加深對EDA理論理解並拓展應用視野的讀物。這本書在這一點上做得非常齣色。它不僅僅是對基礎知識的簡單梳理,更是對EDA技術在實際項目中所扮演角色的深刻剖析。在講解邏輯綜閤和後端設計的章節中,作者非常注重對設計意圖和工具實現之間的關係的闡述,讓我明白瞭為什麼某些設計風格在綜閤後會産生意想不到的結果,以及如何通過調整設計來優化性能和功耗。書中還包含瞭許多關於FPGA和ASIC設計的對比分析,以及在不同應用場景下選擇哪種技術的考量因素,這些都是我在實際工作中經常會遇到的問題。尤其讓我贊賞的是,書中對於物理實現過程的介紹,從門級網錶的生成到最終的版圖設計,都進行瞭比較詳細的說明,這讓我對整個芯片設計流程的理解更加全麵和深刻。這本書的語言風格嚴謹而不失可讀性,既有學術論文的深度,又不乏工程實踐的指導意義,堪稱是一本不可多得的參考書。
評分我是一名在校研究生,在接觸《EDA技術與應用(第5版)》之前,我對EDA的認識僅限於書本上的理論知識,缺乏實踐經驗。這本書的齣現,簡直是打開瞭我通往實際應用的大門。它以非常係統化的方式,從最基礎的硬件描述語言(HDL)教學開始,逐步深入到復雜的邏輯設計、時序分析、以及最後的物理實現。我最喜歡的是,書中為每一個重要的概念都提供瞭清晰的流程圖和詳細的步驟說明,這對於初學者來說至關重要。我跟著書中的例子,嘗試在仿真器上運行代碼,分析波形,調試錯誤,每一步都感覺自己離實際的芯片設計又近瞭一步。書中關於驗證策略的章節也給我留下瞭深刻的印象,它教會瞭我如何係統地設計測試用例,如何有效地檢查設計的正確性,這對於我未來的畢業設計和科研工作都將起到重要的指導作用。而且,這本書的排版和插圖都非常精良,閱讀體驗極佳,讓人在學習知識的同時,也能享受到一種視覺上的愉悅。
評分終於讀完瞭這本《EDA技術與應用(第5版)》!作為一名剛剛入行不久的數字IC設計新人,這本書簡直是我職業生涯中的“定海神針”。最讓我印象深刻的是,作者在講解基礎概念時,並沒有生硬地羅列公式和術語,而是通過大量貼近實際的例子,將抽象的邏輯門、時序分析、狀態機設計等內容變得鮮活起來。尤其是在講解Verilog HDL和VHDL的語法時,書中給齣的代碼示例清晰明瞭,結構完整,並且附帶瞭詳細的講解,讓我能夠輕鬆理解每行代碼的含義和作用。更重要的是,書中還穿插瞭許多關於低功耗設計、時鍾樹綜閤、布局布綫等進階話題的介紹,雖然不像基礎部分那樣深入,但足以讓我對整個EDA流程有一個宏觀的認識,知道自己在這個龐大的體係中處於什麼位置,以及未來可能的發展方嚮。很多時候,我會在閱讀遇到瓶頸的時候翻開這本書,總能找到一些啓發,幫助我理清思路,解決遇到的問題。它就像一本百科全書,涵蓋瞭EDA領域裏最核心、最常用的知識點,而且更新迭代速度也很快,第五版的內容明顯比我之前看過的老版本更加貼閤當前行業的發展趨勢。
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