EDA技术及应用项目化教程（高职） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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田延娟 著

图书标签:

• EDA技术
• EDA应用
• 项目化教学
• 高职教育
• 电子设计自动化
• 电路设计
• 数字电路
• 模拟电路
• 实践教学
• 案例分析

出版社： 西安电子科技大学出版社

ISBN：9787560648408

版次：1

商品编码：12339485

包装：平装

开本：16

出版时间：2018-04-01

用纸：胶版纸

内容简介

本书根据理实一体化教学的需要，采用项目教学法编排内容，对EDA技术和相关知识作了系统和完整的介绍。全书分为三部分，介绍了Multisim 13、Protel DXP 2004和Quartus Ⅱ三种主流软件，具体的教学内容分为8个实践性强的项目：Multisim 13软件概述、 Multisim 13在模拟电路中的应用、 Multisim 13在数字电路中的应用、三极管流水灯的绘制、单片机小系统PCB电路的设计、元件库的创建和管理、一位全加器的设计、可控计数器的设计等。本书注重在项目学习中培养学生严谨细致的工作作风，提高学生操作软件的能力、综合应用技能的能力以及PCB设计岗位适应能力。

本书实用性强，可作为高职高专电子信息类、电气类、自动化类等相关专业的教材，对从事相应工作的工程技术人员也具有参考价值。

《EDA技术与应用：原理、实践与创新》 内容简介： 本书全面深入地探讨了电子设计自动化（EDA）技术的核心原理、关键技术以及在现代电子工程领域的广泛应用。旨在为读者提供一个扎实的技术基础，培养解决实际工程问题的能力，并激发在EDA领域的创新思维。全书结构清晰，内容翔实，理论与实践相结合，适合电子工程、微电子学、计算机科学与技术等相关专业的学生、研究人员以及从事电子产品设计、开发和制造的工程师阅读。 第一部分：EDA技术基础 第一章：引言：EDA技术及其发展 EDA的定义与范畴： 详细阐述EDA（Electronic Design Automation）的内涵，即利用计算机软件工具来完成电子系统的设计、验证、仿真、布局布线、版图生成及可制造性分析等一系列自动化过程。介绍EDA技术涵盖的范围，从逻辑设计到物理实现，再到后端验证。 EDA技术的发展历程： 回顾EDA技术从早期手工绘图到现代高度集成化、智能化的发展脉络。梳理关键技术节点，如逻辑综合、静态时序分析（STA）、物理验证（DRC/LVS）、低功耗设计等的发展演变，以及FPGA和ASIC设计流程的演变。 EDA技术的重要性与应用领域： 强调EDA技术在缩短产品上市时间、降低设计成本、提高设计精度和可靠性方面的关键作用。列举EDA技术在通信、计算机、消费电子、汽车电子、航空航天、医疗器械等众多领域的广泛应用实例，突出其作为现代电子工业基石的地位。 EDA工具链概览： 简要介绍当前主流的EDA工具供应商及其核心产品系列，如Synopsys、Cadence、Mentor Graphics（Siemens EDA）等。概述一个典型的EDA设计流程中可能涉及到的各种工具类型，为后续章节的深入讲解奠定基础。 学习EDA技术的意义与方法： 引导读者认识学习EDA技术的价值，并提出有效的学习路径和方法，强调理论理解与实践操作并重。 第二章：数字逻辑设计与硬件描述语言（HDL） 数字电路基础回顾： 简要回顾数字逻辑门、组合逻辑电路（如编码器、译码器、多路选择器、加法器）和时序逻辑电路（如触发器、寄存器、计数器）的基本概念与工作原理。 硬件描述语言（HDL）概述： 介绍HDL（Hardware Description Language）作为描述和仿真数字硬件电路的标准语言。重点介绍两种主流HDL：VHDL和Verilog HDL。 Verilog HDL入门： 基本语法与结构： 讲解Verilog的基本语法，包括模块（module）、端口（port）、数据类型（reg, wire, integer等）、运算符、赋值语句（阻塞与非阻塞）、条件语句（if-else, case）、循环语句（for, while）。 行为级建模： 演示如何使用Verilog描述电路的行为，例如时序控制、状态机设计等。 数据流建模： 讲解如何使用连续赋值语句描述组合逻辑电路，如assign语句。 结构级建模： 演示如何通过实例化子模块来构建层次化设计。 VHDL入门（可选）： （可根据读者需求选择性讲解或作为补充） 基本语法与结构： 讲解VHDL的基本语法，包括实体（entity）、架构（architecture）、库（library）、包（package）、数据类型（std_logic, integer等）、进程（process）、信号（signal）、变量（variable）。 行为级建模： 演示如何使用VHDL描述电路的行为。 数据流建模： 讲解如何使用 concurrent assignment 描述组合逻辑。 结构级建模： 演示如何通过组件实例化构建层次化设计。 HDL设计原则与风格： 强调编写可综合（synthesizable）HDL代码的重要性，介绍良好的编码风格，如模块化、参数化、可读性、注释等，以提高设计效率和代码质量。 HDL仿真基础： 介绍HDL仿真在设计验证中的作用，讲解仿真波形、testbench（测试平台）的编写以及基本仿真流程。 第三章：可编程逻辑器件（PLD）与FPGA设计流程 PLD概述： 介绍可编程逻辑器件（Programmable Logic Device）的概念，包括CPLD（Complex Programmable Logic Device）和FPGA（Field-Programmable Gate Array）的基本原理和结构。 FPGA架构详解： 查找表（LUT）： 讲解LUT作为FPGA基本逻辑单元的原理。 触发器（Flip-Flops）： 介绍FPGA内部的寄存器单元。 可编程互连资源（Interconnects）： 讲解FPGA内部如何实现逻辑单元之间的连接。 I/O模块（IOBs）： 介绍FPGA的输入/输出接口。 时钟管理模块（Clock Management Tiles, CMTs）： 讲解PLL（Phase-Locked Loop）、MMCM（Mixed-Mode Clock Manager）等在时钟生成和分配中的作用。 专用硬核（Hard Cores）： 介绍FPGA中集成的固定功能硬件模块，如DSP Slice、Block RAM、PCIe接口、高速串行收发器（SerDes）等。 FPGA设计流程： 详细介绍一个典型的FPGA设计流程： 需求分析与系统设计： 明确设计目标和功能需求。 HDL编码： 使用Verilog或VHDL编写设计代码。 功能仿真： 使用仿真工具验证HDL代码的功能正确性。 综合（Synthesis）： 将HDL代码转化为门级网表（netlist），指定目标FPGA器件。介绍综合工具的基本功能和约束（constraints）的应用。 适配（Place & Route）： 将门级网表映射到FPGA的物理资源上，并确定互连路径。介绍布局布线的基本概念和目标。 静态时序分析（STA）： 在适配后，对设计进行时序分析，检查是否满足时序约束。 时序仿真（Timing Simulation）： 基于适配后的时序模型进行仿真，验证时序性能。 生成比特流（Bitstream Generation）： 将设计文件转化为FPGA可下载的配置文件。 硬件调试与实现： 将比特流下载到FPGA开发板上，进行实际硬件调试。 FPGA开发工具链： 介绍主流FPGA厂商（如Xilinx/AMD, Intel/Altera）的开发套件（如Vivado, Quartus Prime）及其主要功能。 FPGA实现约束（Constraints）： 详细讲解时序约束（时钟周期、输入输出延迟）、物理约束（引脚分配、区域限制）等在FPGA设计中的重要性，以及如何编写和应用约束文件（如XDC）。 第二部分：EDA高级技术与应用 第四章：ASIC设计流程与后端实现 ASIC设计概述： 介绍ASIC（Application-Specific Integrated Circuit）与FPGA的区别，强调ASIC的可定制性、高性能和低功耗优势，以及其高昂的开发成本和周期。 ASIC设计流程： 详细阐述ASIC设计从前端到后端的完整流程： 前端设计（Front-end Design）： 系统级设计与架构： 定义芯片功能和架构。 RTL设计： 使用HDL编写功能级代码。 逻辑综合（Logic Synthesis）： 将RTL代码转换为门级网表，使用标准单元库（Standard Cell Libraries）。 功能验证（Functional Verification）： 采用仿真、形式验证等方法确保功能正确。 静态时序分析（STA）： 在网表级别进行时序检查。 后端设计（Back-end Design）： 物理综合（Physical Synthesis）： 结合物理信息进行优化。 布局（Placement）： 将标准单元放置到芯片版图上。 布线（Routing）： 连接标准单元之间的信号线。 时钟树综合（Clock Tree Synthesis, CTS）： 构建低偏斜的时钟网络。 功耗分析（Power Analysis）： 评估芯片的功耗。 信号完整性分析（Signal Integrity Analysis）： 检查信号串扰、反射等问题。 版图验证（Physical Verification）： 包括设计规则检查（DRC）和版图与原理图一致性检查（LVS）。 可制造性设计（Design for Manufacturability, DFM）： 考虑制造工艺的限制。 标准单元库（Standard Cell Libraries）： 介绍标准单元库的概念，包括逻辑门、触发器、缓冲器等基本单元，以及它们的工艺依赖性。 版图设计工具： 简要介绍后端设计中常用的版图编辑器和自动化工具。 ASIC验证方法： 讨论ASIC设计中更为严苛的验证要求，包括仿真、形式验证（Formal Verification）、模型检验（Model Checking）等。 第五章：低功耗EDA技术 低功耗设计的挑战与重要性： 阐述在移动设备、物联网、高性能计算等领域，功耗已成为关键的设计指标。 功耗分析方法： 静态功耗与动态功耗： 分别介绍两种功耗来源。 EDA工具的功耗分析： 介绍如何利用EDA工具进行功耗测量和预测。 低功耗设计技术： 门控时钟（Clock Gating）： 讲解如何通过选择性地关闭时钟信号来降低动态功耗。 多电压域（Multi-Voltage Domains）： 介绍如何为芯片的不同区域设置不同的电压，以降低功耗。 电源门控（Power Gating）： 阐述如何通过关闭电源来大幅降低待机功耗。 动态电压与频率调整（DVFS）： 介绍如何根据工作负载动态调整芯片的电压和频率。 低功耗IP核： 介绍设计中如何选用和集成低功耗IP。 低功耗EDA工具： 介绍支持低功耗设计的EDA工具和流程。 第六章：高性能与高可靠性设计 时序约束与优化： 静态时序分析（STA）深入： 详细讲解建立时间（Setup Time）、保持时间（Hold Time）违例的成因与解决方法。 时序报告的解读与优化： 如何分析STA报告，找到时序瓶颈，并进行优化（如调整逻辑、添加缓冲器、优化布局布线）。 时钟树综合（CTS）与时钟抖动（Clock Jitter）： 探讨时钟信号在芯片内部的传输及其对时序的影响。 信号完整性（SI）与电源完整性（PI） 信号串扰（Crosstalk）与反射（Reflection）： 分析信号在传输线上的干扰和反射现象。 电源噪声（Power Noise）与电压降（IR Drop）： 探讨电源网络的稳定性和电流分配。 EDA工具的SI/PI分析： 介绍如何利用仿真工具进行SI/PI分析，以及相应的版图设计和布线规则。 可靠性设计： 抗ESD（Electrostatic Discharge）设计： 介绍如何防止静电损坏。 抗EMI（Electromagnetic Interference）设计： 讨论电磁干扰的防护措施。 冗余设计与纠错码： 探讨提高系统容错能力的方法。 第七章：EDA在验证中的应用 验证的重要性与挑战： 强调验证在整个芯片设计周期中的关键地位，以及随着芯片复杂度增加，验证工作量呈指数级增长的挑战。 仿真验证： 行为级仿真： 验证HDL代码的功能。 门级仿真： 验证综合后的网表。 时序仿真： 验证时序性能。 Testbench设计： 结构化Testbench： 讲解如何组织Testbench以提高效率和可维护性。 约束随机验证（Constrained-Random Verification）： 介绍利用生成随机激励来覆盖更多的设计场景。 断言（Assertions）： 讲解如何使用断言来检查设计在特定条件下的行为。 形式验证（Formal Verification）： 形式等价性检查（Formal Equivalence Checking, FEC）： 验证不同设计阶段（如RTL与门级）之间的功能一致性。 模型检验（Model Checking）： 验证设计是否满足特定的属性。 仿真加速技术： 介绍硬件仿真（Hardware Emulation）和FPGA原型验证（FPGA Prototyping）等加速验证的方法。 第八章：EDA工具的应用实践 FPGA开发环境实战： 以某主流FPGA开发套件（如Xilinx Vivado或Intel Quartus Prime）为例： 创建工程与配置： 演示创建新工程，设置目标器件，导入源文件。 HDL代码编写与编辑： 演示编写Verilog/VHDL代码，使用代码编辑器和自动补全功能。 功能仿真与波形查看： 演示如何运行仿真，创建Testbench，并查看仿真波形。 约束文件的编写与应用： 演示编写XDC/QSF文件，指定引脚、时钟约束。 综合、适配与实现： 演示执行综合、布局布线过程，观察设计报告。 时序分析与优化： 演示解读时序报告，查找时序违例，并尝试简单的优化。 生成比特流与下载： 演示生成配置文件，通过JTAG或SD卡下载到FPGA开发板。 硬件调试： 演示使用ILA（Integrated Logic Analyzer）等工具进行硬件信号调试。 ASIC设计流程简化演示（可选，侧重于前端）： 使用某个EDA综合工具（如Synopsys Design Compiler或Cadence Genus）： 加载标准单元库与IP核。 读取RTL代码。 设置时序与功耗约束。 执行逻辑综合，生成门级网表。 生成网表、功耗报告、时序报告。 典型EDA应用项目演示： 基于FPGA的数字信号处理模块实现（如FIR滤波器、FFT）。 基于FPGA的简单SoC（System on Chip）设计（如CPU与内存接口）。 低功耗设计示例。 第九章：EDA技术的未来发展趋势 人工智能（AI）与机器学习（ML）在EDA中的应用： 探讨AI/ML如何辅助设计流程，例如在综合、布局布线、验证和故障预测中的作用。 高级封装与3D IC设计： 介绍异构集成、Chiplet等新兴技术对EDA工具链提出的新挑战。 云端EDA： 探讨EDA工具和服务向云平台迁移的趋势，以及其带来的优势。 低代码/无代码EDA： 讨论降低EDA使用门槛的技术和方向。 新兴应用领域： EDA技术在量子计算、生物电子学、先进驾驶辅助系统（ADAS）等领域的潜在应用。 附录： 常用EDA术语表。 常见EDA工具命令速查。 推荐阅读与参考资料。 本书力求从基础概念入手，逐步深入到高级技术和实际应用，通过大量的实例和实践指导，帮助读者建立起对EDA技术的全面认识，并掌握使用EDA工具进行电子系统设计和开发的能力，为从事高职相关专业的学习和未来的职业发展打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，这本书的定位非常精准。“高职”两个字，让我觉得它不是那种高高在上的学术理论书，而是真正为我们这类学生量身定制的。我一直在想，学EDA技术，最终还是要落地到实际的应用上，所以“项目化教程”这个概念对我来说非常重要。我希望这本书能够像一个经验丰富的导师，通过一系列生动的项目案例，引导我们一步步深入EDA的世界。我期待书中能包含一些从小到大、由浅入深的实践项目，例如，从简单的逻辑门电路设计，到复杂的微处理器核的实现，甚至是通信系统的设计。我希望每个项目都能有清晰的目录结构，详细的项目背景介绍，明确的设计目标，以及一步步的操作指导。最好还能提供相关的源代码、设计文件，以及仿真和调试的指导。我非常看重学习过程中的“成就感”，而完成一个个具体项目，无疑是最能带来这种感觉的。这本书如果能做到这一点，那它将是我的首选学习材料。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，首先吸引我的是它的实用性。书名中的“高职”二字，直接点明了其目标读者群体，这让我觉得内容会更加接地气，更贴合我们实际工作和学习的需求。我个人认为，对于高职学生来说，理论知识固然重要，但更关键的是能够将这些知识转化为实际操作能力。这本书的“项目化教程”定位，恰好满足了这一需求。我特别希望书中能够通过一系列精心设计的项目，将EDA技术的各个知识点串联起来，让读者在完成项目的过程中，不知不觉地掌握相关的理论和技能。例如，可以设计一些常见的嵌入式系统开发项目，或者数字信号处理项目，让读者能够亲手搭建和调试整个系统。如果书中还能提供详细的项目说明文档，包括项目目标、技术要求、实现步骤、关键技术点解析，甚至是项目优化建议，那将极大地提升学习效率。我非常看重这种“做中学”的学习模式，因为它能有效地提高动手能力和解决实际问题的能力，这对于我们未来的就业至关重要。

评分☆☆☆☆☆

这款图书的“项目化教程”风格，正是我一直在寻找的学习方式。我尝试过一些EDA方面的书籍，但往往内容过于理论化，读起来有些晦涩难懂，而且很难将书本知识与实际项目联系起来。这本书的标题直接打出了“项目化”，这让我看到了希望。我希望书中能够精选一些具有代表性的EDA项目，从最基础的原理讲解，到具体的设计流程，再到最后的实现和验证，都能够做到详尽细致。例如，书中是否能够包含一些关于数字电路设计、FPGA开发、PCB布局布线等方面的实际项目？我非常期待能够看到完整的项目流程，包括需求分析、系统框图绘制、详细设计、代码编写（Verilog/VHDL）、仿真调试，以及最终在硬件平台上的实现。如果书中还能提供一些项目实践中的常见问题解答和解决方案，那对我们来说将是巨大的帮助。我希望通过这本书，能够真正地理解EDA技术在实际工程中的应用，并培养独立完成EDA项目的能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的“项目化教程”理念，让我眼前一亮。我一直觉得，学习EDA技术，不能仅仅停留在理论层面，动手实践是关键。尤其对于高职学生来说，掌握实际操作技能，能够快速投入到工作中，才是最重要的。这本书名中的“项目化”三个字，恰好击中了我的痛点。我希望书中能够提供一系列真实的项目案例，从选题、设计、实现到调试，都能给出详尽的指导。例如，是否能够包含一些关于嵌入式系统硬件设计、FPGA加速器开发、或者一些经典的数字信号处理算法的实现项目？我希望每个项目都能配有清晰的流程图、详细的设计文档、可执行的代码，以及仿真和硬件验证的步骤。如果书中还能提供一些关于项目开发过程中可能遇到的各种问题的解决方案，以及一些提高设计效率的技巧，那将对我非常有帮助。我期待这本书能够成为我学习EDA技术的“敲门砖”，让我能够快速掌握EDA技术的精髓，并将其运用到实际工作中。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计很有吸引力，色彩搭配比较鲜明，标题字体也很大方，一眼就能看出是关于EDA技术的，整体感觉很专业，也很符合高职院校的教学需求。我一直对电子设计自动化技术很感兴趣，但市面上相关的书籍很多，我比较看重内容是否贴近实际应用，以及是否易于理解。这款书名中的“项目化教程”几个字让我觉得非常实在，我希望它能通过具体的项目来讲解EDA的各个环节，而不是枯燥的理论堆砌。我特别希望看到书中能有经典的EDA项目案例，比如FPGA的项目设计，从需求分析、方案设计到代码编写、仿真调试，再到硬件实现，能够一步步地带领读者完成。这样不仅能帮助我们理解EDA工具的使用，更能培养解决实际问题的能力。如果书中还能包含一些常用的EDA软件（如Vivado, Quartus等）的操作指南，并提供相应的源代码和仿真波形，那就更完美了。我非常期待这本书能成为我学习EDA技术的得力助手，帮助我打下坚实的理论基础，并掌握扎实的实践技能，为未来的职业发展做好准备。