EDA技术与实验 9787111213147 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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付文红，花汉兵 著

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• EDA技术
• 集成电路设计
• 数字电路
• 实验教学
• 电子设计自动化
• Verilog
• VHDL
• FPGA
• 可编程逻辑器件
• 电路分析

店铺： 广影图书专营店

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111213147

商品编码：29723349240

包装：平装

出版时间：2007-06-01

基本信息

书名:EDA技术与实验

定价：24.00元

售价：16.3元,便宜7.7元,折扣67

作者:付文红,花汉兵

出版社：机械工业出版社

出版日期：2007-06-01

ISBN：9787111213147

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.381kg

编辑推荐

内容提要

本书主要介绍了模拟电路和数字电路中的典型电路。章介绍了Multisim7仿真软件的使用方法，第2章介绍了半导体器件——二极管、三极管和场效应管特性的仿真测试方法，第3章给出了分立元件放大电路（包括单级放大电路、多级放大电路、差动放大电路、功率放大电路等）的仿真分析和设计方法，第4章是集成运算放大电路及其应用电路的仿真设计，第5章介绍了MAX PLUSII软件的使用方法，第6章介绍了VHDL硬件描述语言在数字电路设计中的应用，第7章给出了数字系统的EDA设计方法与实践应用。
本书紧密地将理论和实际相结合，注重提高学生分析问题和解决问题的能力，可作为高等院校电子信息类专业高年级本科生和研究生的教材和学习参考资料。

目录

前言
绪论
章 Multisim7 仿真软件
1.1 Multisim7的软件特点
1.2 Multisim7基本界面
1.3 元件库介绍
1.4 仪表工具库
1.5 仿真分析方法
第2章 半导体器件
2.1 半导体二极管
2.2 半导体三极管
2.3 场效应三极管输出特性曲线和转移特性曲线的测试实验
第3章 分立元件放大电路
3.1 单级放大电路
3.2 差动放大电路的仿真实验
3.3 多级放大电路的仿真实验
3.4 功率放大电路的仿真实验
第4章 集成运算放大电路及其应用电路
4.1 集成运算放大电路的信号运算电路
4.2 集成运算放大电路的信号处理电路
4.3 集成运算放大电路的信号发生电路
第5章 MAX PLUSII软件应用
5.1 MAX PLUSII软件安装运行
5.2 MAX PLUSII软件设计流程
5.3 图形输入设计过程
5.4 文本设计输入法
5.5 可调参数元件lpm的使用
第6章 VHDL硬件描述语言
6.1 VHDL语言的基本组成
6.2 VHDL语言的基本要素
6.3 VHDL语言基本描述语句
6.4 组合逻辑电路的VHDL描述
6.5 时序逻辑电路的VHDL描述
第7章 数字系统EDA设计与实践
7.1 多功能数字钟的EDA设计
7.2 直接数字频率合成器的EDA设计
参考文献

作者介绍

文摘

序言

EDA技术与实验 9787111213147 数字逻辑设计与实现：从原理到实践的探索 本书深入剖析了电子设计自动化（EDA）技术的核心概念与实践应用，旨在为读者构建一套全面而扎实的数字逻辑设计理论体系。EDA技术是现代集成电路设计、系统级芯片（SoC）开发以及嵌入式系统实现不可或缺的基石。它通过软件工具自动化了繁复的电路设计、验证和实现过程，极大地提高了设计效率和产品质量。本书将引领读者从最基础的数字逻辑原理出发，逐步深入到复杂数字系统的设计流程，并通过大量的实验环节，将理论知识转化为实际的设计能力。 第一部分：数字逻辑基础与EDA工具入门 本部分将为读者打下坚实的数字逻辑理论基础，这是理解后续EDA技术和设计实践的前提。 二进制系统与逻辑门： 从最基本的二进制数表示、逻辑运算（AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR）入手，阐述这些基本逻辑门如何构筑起数字世界的基石。我们将详细讲解真值表、布尔代数以及逻辑表达式的化简方法，这些都是进行逻辑设计的基础工具。 组合逻辑电路设计： 学习如何设计和分析各种组合逻辑电路，例如译码器、编码器、多路选择器、加法器、减法器等。我们将探讨如何将实际问题抽象成逻辑功能，并利用布尔代数和卡诺图等方法进行优化设计。 时序逻辑电路设计： 引入时序逻辑的概念，讲解触发器（D触发器、JK触发器、T触发器、SR触发器）的工作原理及其在存储和状态转移中的作用。我们将学习如何设计寄存器、计数器、移位寄存器等时序电路，以及理解时钟信号在数字系统中的关键作用。 状态机设计： 深入研究有限状态机（FSM）的设计，包括摩尔型（Moore）和米利型（Mealy）状态机的区别与应用。我们将学习如何从需求描述中提取状态和转移条件，并将其转化为硬件描述语言（HDL）代码，实现复杂的控制逻辑。 EDA工具概览与安装： 介绍当前主流的EDA工具集，如Xilinx Vivado、Intel Quartus Prime等，并提供详细的安装指南，帮助读者搭建实验环境。我们将简要介绍这些工具的主要模块，包括原理图输入、HDL编辑器、仿真器、综合工具、布局布线器和编程器等。 第一个HDL设计： 通过一个简单的示例，如LED闪烁或按键控制，引导读者完成第一个基于硬件描述语言（Verilog或VHDL）的设计。读者将学习如何编写HDL代码，进行行为级仿真，并理解综合和实现的基本流程。 第二部分：硬件描述语言（HDL）进阶与逻辑综合 本部分将重点介绍两种主流的硬件描述语言——Verilog和VHDL，并深入探讨逻辑综合的概念和技术。 Verilog HDL详解： 系统性地讲解Verilog语言的语法和语义，包括模块的定义、端口声明、数据类型（reg, wire, integer等）、运算符、赋值语句（blocking, non-blocking）、过程块（always, initial）、任务和函数等。通过大量的代码示例，读者将掌握Verilog在描述组合逻辑和时序逻辑方面的能力。 VHDL详解： 同样系统性地讲解VHDL语言的语法和语义，包括实体（entity）、架构（architecture）、端口、数据类型（std_logic, integer等）、信号、变量、过程、函数、组件实例化等。通过与Verilog的对比，帮助读者理解不同HDL语言的特点，并能根据项目需求选择合适的语言。 HDL代码风格与设计模式： 强调编写高质量HDL代码的重要性，包括代码的可读性、可维护性和可重用性。介绍一些通用的设计模式，如流水线（pipeline）、状态机驱动设计、复用设计等，以提高设计效率和电路性能。 逻辑综合原理： 深入阐述逻辑综合的过程，包括逻辑优化（逻辑冗余消除、门级网络优化）和技术映射（将抽象逻辑映射到目标FPGA或ASIC库单元）。我们将讨论如何通过HDL代码的编写方式影响综合结果，以及常用的综合约束（timing constraints, area constraints）的设置。 综合工具的使用： 详细介绍如何使用EDA工具中的综合模块，包括设置综合选项、运行综合任务、查看综合报告（报告中包含逻辑网表、资源使用情况、时序信息等）。 第三部分：仿真、验证与时序分析 本部分将聚焦于数字电路设计的关键环节——仿真与验证，以及理解和优化电路的时序性能。 仿真技术与流程： 详细介绍数字电路仿真的重要性，包括行为级仿真、门级仿真。讲解如何编写测试平台（testbench），为设计模块提供激励信号（stimulus），并监测输出结果。我们将讨论各种激励生成技术，如随机激励、覆盖率分析等。 波形查看器与调试： 掌握使用EDA工具提供的波形查看器来分析仿真结果，定位设计中的错误。学习如何设置断点、单步执行仿真，以及分析信号波形中的异常。 形式验证基础： 简要介绍形式验证的概念，包括模型检测和等价性检查，以及它们在验证复杂设计的中的应用。 时序约束与分析： 讲解时序约束的概念，如时钟周期、建立时间（setup time）、保持时间（hold time）、传播延迟（propagation delay）等。学习如何设置时序约束，以及使用EDA工具进行静态时序分析（STA）。 时序违例的识别与解决： 分析时序报告，识别建立时间和保持时间违例。提供针对性的优化策略，如修改HDL代码、调整综合选项、插入寄存器、修改时钟频率等，以满足设计时序要求。 第四部分：FPGA实现与实验 本部分将把前面学到的理论知识和HDL设计能力转化为在FPGA开发板上的实际应用。 FPGA架构与工作原理： 介绍FPGA（Field-Programmable Gate Array）的基本结构，包括逻辑单元（LUT, Flip-Flops）、布线资源、输入输出块（IOB）等。讲解FPGA如何通过配置比特流实现特定的逻辑功能。 FPGA开发流程： 详细介绍将HDL设计部署到FPGA的完整流程，包括综合、实现（布局布线）以及生成比特流。 目标FPGA开发板介绍： 介绍常用的FPGA开发板，例如基于Xilinx Artix-7、Intel Cyclone V等平台的开发板，以及板载的LED、按键、数码管、VGA接口、UART接口等外设。 实验设计与操作： 提供一系列循序渐进的实验项目，涵盖从简单的LED控制、数码管显示，到复杂的UART通信、VGA图像显示、简单的CPU设计等。每个实验都包含详细的设计目标、硬件连接图、HDL代码示例、仿真步骤、实现步骤以及结果分析。 实验调试与优化： 指导读者如何将设计下载到FPGA板上进行在线调试，包括使用ILA（Integrated Logic Analyzer）等硬件调试工具来观测实时信号，以及根据实际运行情况进行代码和实现策略的优化。 第五部分：进阶主题与项目实践 本部分将涉及更深入的设计技术和实际项目案例，帮助读者提升工程实践能力。 IP核的使用与集成： 介绍IP核（Intellectual Property Core）的概念，以及如何使用和集成预设计的IP核，例如IP核生成器生成的IP核（如AXI接口、DSP模块、内存控制器等）或第三方IP核。 低功耗设计入门： 简要介绍FPGA低功耗设计的一些基本方法，如时钟门控、电压调节等。 嵌入式系统中的EDA： 探讨EDA技术在嵌入式系统开发中的应用，例如软核处理器（如NIOS II, MicroBlaze）的设计与集成，以及通过FPGA实现SoC平台。 项目案例分析： 选取一些典型的EDA应用项目进行深入分析，例如数字信号处理器（DSP）的FPGA实现、图像处理加速器、通信接口模块等，展示EDA技术在解决实际工程问题中的强大能力。 未来发展趋势： 展望EDA技术的发展方向，如人工智能在EDA中的应用、更高级别的抽象设计方法、面向特定应用的专用集成电路（ASIC）设计流程等。 通过本书的学习，读者不仅能掌握EDA技术的核心原理和操作技能，更能培养出独立完成复杂数字逻辑系统设计的能力，为未来在集成电路、嵌入式系统、计算机硬件等领域的深入研究和职业发展奠定坚实的基础。本书强调理论与实践相结合，通过丰富的实验项目，让读者在动手实践中巩固知识，积累经验，最终成为一名优秀的数字逻辑设计工程师。

评分☆☆☆☆☆

如果让我总结一下这本书的“气质”，我会用“务实”和“全面”来形容。它不像某些学术论文那样追求理论的极致推导，而是聚焦于如何利用现有的EDA工具链，高效地实现一个功能完善的数字系统。书中对不同工艺节点的特性对设计造成的影响有所提及，虽然没有展开到半导体物理层面，但足以让一个数字电路设计者意识到，电路的物理实现细节是不能被完全忽略的。最让我印象深刻的是它对设计规范和约束的强调。在EDA世界里，规则就是一切，没有清晰的约束，工具就不知道该如何优化你的设计。这本书详细解释了诸如功耗约束、面积约束、时序裕量管理等关键概念，并展示了如何在HDL代码中嵌入这些约束，以及如何在后端流程中监控这些指标的达标情况。这种从前端描述到后端实现之间的闭环反馈机制，是现代集成电路设计高效运作的核心。因此，这本书不仅仅是在教你怎么“写”代码，更是在教你怎么“规范地”设计，确保你的设计不仅仅能工作，而且能以最优的性能在目标硬件上稳定运行。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉更像是一份厚重的工程手册，而不是一本轻松的入门读物。它没有刻意去迎合“零基础入门”的口号，而是直面了数字电子设计自动化领域本身的复杂性和专业性。我尤其赞赏作者对于设计流程中“验证”环节的重视程度。在现今的芯片设计中，验证工作量往往占据了整个项目周期的绝大部分，这本书并没有将仿真和验证仅仅作为一两个章节的附属内容，而是将其贯穿于整个设计实践之中。例如，如何构建高效的自检自恢复（BIST）结构，如何利用高级的断言（Assertion-based Verification）来捕获难以发现的异步错误，这些深入的内容在其他同类书中往往是缺失或者一带而过。通过细致地剖析这些实践层面的技巧，读者能够真切体会到“一次成功”的设计是多么困难，以及严谨的验证方法论是多么不可或缺。这对于那些准备在IC设计领域深耕的人来说，无疑提供了宝贵的、经过实战检验的经验财富，能够帮助他们少走很多弯路，避免在初期的项目交付中因为验证不足而陷入困境。

评分☆☆☆☆☆

这本《EDA技术与实验》确实是电子工程领域一本不容忽视的教材。我当初选择它，很大程度上是冲着它的实验驱动的学习理念去的。老实说，很多理论书籍读起来枯燥乏味，感觉知识点是孤立的，但这本书的编排明显更注重实践应用。它没有停留在晦涩的逻辑门和布尔代数层面，而是迅速引导读者进入实际的EDA工具操作。初学者可能会觉得一开始上手有些挑战，毕竟要同时掌握设计思想和软件操作规范，但一旦跨过这个门槛，你会发现之前模糊的数字电路概念突然变得立体起来了。特别是关于FPGA的资源分配和时序约束那几个章节，作者的讲解非常细致，图文并茂地展示了综合与布局布线的关键步骤，避免了太多不必要的学术术语堆砌，更像是一位经验丰富的工程师在手把手带你走流程。这本书最大的价值在于，它成功地架起了理论学习和工程实践之间的鸿沟，让“设计”不再是纸上谈兵，而是可以被验证、被调试的真实过程。对于想进入硬件描述语言（HDL）和可编程逻辑器件（PLD）领域的学生和工程师来说，这本书的实验指导部分简直就是一份珍贵的“作战地图”。我个人认为，如果能配合书中的案例，自己动手多跑几遍综合和仿真，对理解现代数字系统设计流程的帮助是立竿见影的。

评分☆☆☆☆☆

从一个注重用户体验的角度来看，这本书的排版和插图质量是相当令人满意的。在技术书籍中，清晰的图例是理解复杂概念的生命线，而《EDA技术与实验》在这方面做得相当出色。那些复杂的时序图、状态机转移图，以及EDA软件界面关键模块的截图，都标注得非常清晰，字体和线条的粗细拿捏得恰到好处，即使用眼睛疲劳时快速浏览，也能抓住核心信息。我记得在讲解特定的测试平台（Testbench）搭建时，书中提供的代码块格式规范，并且关键代码都有行注释或旁注解释其功能，这大大加快了我的学习进度。相比于那些只有大段文字堆砌、图表模糊不清的旧版教材，这本书明显更贴合当前电子设计领域对“可视化学习”的要求。当然，技术书籍的生命周期总是短暂的，新版本的EDA工具层出不穷，但我相信本书所传授的核心设计哲学和算法思想是具有长期价值的。即便是工具界面更新了，只要理解了背后的原理，迁移到新工具上只是时间问题，而不是从零开始。这本书的这种“面向原理”的教学方式，是其最大的优点之一。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，这本书的深度和广度都超出了我最初的预期，尤其是对于现代集成电路设计流程的梳理，做得非常到位。我过去接触的EDA资料大多只关注某一个工具或某一个模块，比如单纯讲Verilog语法，或者只介绍仿真流程。但这本书厉害的地方在于它提供了一个自上而下的系统视角，从系统级需求分析如何分解到寄存器传输级（RTL），再到最终的门级网表生成，整个链条被清晰地串联了起来。阅读过程中，我特别欣赏它在讲解高级设计概念时，会适时地穿插一些业界常见的设计模式和陷阱分析。比如，在讨论层次化设计和模块复用时，它并没有简单地给出一个标准范例，而是深入分析了如何处理跨模块的时钟域同步问题，这在实际项目中是极其关键的一环。虽然有些读者可能会觉得前半部分的电路基础回顾略显冗长，但我认为这是为了保证后续EDA工具操作的正确性所做的必要铺垫。毕竟，如果连基本的时序逻辑单元都不清楚，盲目地用HDL描述硬件，最终得到的很可能是一个无法实现或者性能极差的设计。总而言之，这是一本结构严谨、内容详实的工具书兼教材，非常适合希望系统化学习现代数字IC设计方法的读者。