Aitium Designer 6 0中文版FPGA设计教程——EDA工具应用丛书 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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闫胜利，袁芳革 著

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• 设计教程
• Altium

店铺： 广影图书专营店

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121026164

商品编码：29729130771

包装：平装

出版时间：2006-05-01

基本信息

书名：Aitium Designer 6 0中文版FPGA设计教程——EDA工具应用丛书

定价：29.00元

作者：闫胜利,袁芳革

出版社：电子工业出版社

出版日期：2006-05-01

ISBN：9787121026164

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书以Potel*高端版本Altium Designer 6.0为开发平台，详细介绍了VHDL语言的语法基础、模块设计方法以及测试平台程序的编写方法。以多个实际设计实例为线索，从多个角度详细地介绍了在Alitum Designer6.0系统中设计FPGA项目的步骤。以NanoBoard-NB1开发器和系统中虚拟仪器的使用方法。
本书以可作为大专院校电子类、计算机类、自动化类、机电类专业的教材或教学参考书，也可供数字电子电路设计人员和大规模集成电路设计工程师参考。

目录

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章 Altium Designer 6.0简介
1.1 Protel软件的新高端版本Altium Designer 6.0介绍
1.2 Altium Designer 6.0特点
1.3 Altium Designer 6.0的安装与激活
1.4 Altium Designer 6.0中文版FPGA设计环境简介
1.5 思考与练习
第2章 创建FPGA项目及系统参数设置
2.1 创建FPGA项目
2.2 Altium Designer 6.0FPGA设计环境简介
2.3 系统参数优先设定
2.4 FPGA系统参数优先设定
2.5 仿真波形参数设置
2.6 思考与练习
第3章 VHDL语言程序设计基础
3.1 FPGA的基本结构
3.2 VHDL语言简介
3.3 VHDL程序设计的基本结构
3.4 VHDL语言的标识符
3.5 VHDL的对象
3.6 标准数据类型
3.7 用户自定义数据类型
3.8 VHDL的运算操作符及表达式
3.9 属性的描述与定义
3.10 思考与练习
第4章 VHDL语法基础
4.1 VHDL语言的顺序语句
4.2 并行语句（concurrent_statements）
4.3 思考与练习
第5章 VHDL程序中的信号处理
第6章 系统仿真及测试程序设计
第7章 VHDL语言设计FPGA实例
第8章 设计项目的逻辑综合
第9章 FPGA综合布线设计实例
0章 NanoBoard-NB1开发器
1章 嵌入式系统设计
2章 设备控制器和虚拟仪器
附录
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《FPGA设计与验证：从基础到高级应用》 一、 前言 在数字化浪潮席卷全球的今天，硬件设计正经历着前所未有的变革。现场可编程门阵列（FPGA）以其灵活的设计、高效的性能以及快速的原型开发能力，已成为电子系统设计领域不可或缺的关键技术。从通信基站、高性能计算到嵌入式系统、人工智能加速，FPGA的应用范围日益广泛，对FPGA设计人才的需求也持续增长。 然而，FPGA的设计过程并非一蹴而就，它涉及复杂的硬件描述语言（HDL）、精密的逻辑设计、严谨的仿真验证以及高效的综合与布局布线。掌握FPGA设计，意味着需要深入理解数字逻辑原理，熟练运用EDA（Electronic Design Automation）工具，并具备将理论转化为实际硬件的能力。 本书旨在为读者提供一套系统、深入的FPGA设计与验证教程。我们不局限于某一款特定的EDA工具，而是侧重于FPGA设计的核心概念、通用方法论以及在不同应用场景下的实践技巧。通过本书的学习，读者将能够构建扎实的FPGA设计理论基础，掌握从概念到实现的全流程，并能够应对实际工程中的各种挑战，成为一名具备独立FPGA设计与验证能力的专业人才。 二、 目标读者 本书适合以下人群： 在校学生： 计算机科学、电子工程、自动化等相关专业的学生，希望系统学习FPGA设计，为未来的职业发展打下坚实基础。 初入FPGA行业的工程师： 对FPGA设计有初步了解，希望系统学习并提升设计技能，快速适应实际工作需求。 有一定FPGA经验的设计师： 希望深入理解FPGA设计中的高级概念、优化技巧以及验证方法，进一步提升设计水平。 对嵌入式系统、数字信号处理、硬件加速等领域感兴趣的技术爱好者： 渴望掌握FPGA这一强大的硬件平台，实现自己的创新想法。 三、 本书特色 1. 理论与实践深度结合： 本书在讲解FPGA设计核心概念的同时，辅以大量的实例分析和代码示例。我们强调理论知识在实际设计中的应用，帮助读者理解“为什么”以及“如何做”。 2. 通用性与前瞻性： 我们不拘泥于特定EDA工具的界面操作，而是聚焦于FPGA设计的通用语言（如Verilog HDL或VHDL，本书主要以Verilog HDL为例）、通用流程和通用设计思想。这使得本书的学习内容能够适用于市面上主流的FPGA厂商（如Xilinx、Intel/Altera等）及其对应的EDA工具，同时具备长久的参考价值。 3. 系统化的设计流程讲解： 从需求分析、架构设计、HDL编码、仿真验证，到综合、实现、时序约束、板级调试，本书系统地梳理了FPGA设计的完整流程，确保读者能够理解每个环节的关键点和相互关系。 4. 深入的验证方法论： 验证是FPGA设计成功的关键。本书将详细介绍静态时序分析（STA）、动态仿真（Simulation）以及更高级的验证技术（如Assertion-based Verification, ABV），帮助读者构建健壮、高效的验证平台。 5. 关注设计优化与性能提升： 如何提高设计性能、降低功耗、减小面积？本书将探讨各种设计优化策略，包括算法优化、RTL编码优化、综合与布局布线指导，以及如何通过时序约束来指导工具优化。 6. 涵盖典型应用场景： 为了让读者更好地理解FPGA的实际应用，本书将穿插介绍一些FPGA在不同领域的典型应用，如高速接口设计、DSP应用、状态机设计、总线协议实现等。 7. 易于理解的语言风格： 本书力求用清晰、简洁、易懂的语言解释复杂的技术概念，避免使用过多晦涩的专业术语，并辅以图示和表格，方便读者理解和记忆。 四、 内容概要 本书内容结构如下，涵盖FPGA设计的各个关键方面： 第一部分：FPGA设计基础 第一章：FPGA技术概览 什么是FPGA？FPGA的构成（LUT、FF、BRAM、DSP Slice等）。 FPGA与ASIC、CPLD的比较。 FPGA的发展历程与未来趋势。 FPGA的应用领域与市场现状。 第二章：硬件描述语言（Verilog HDL）入门 Verilog HDL基础语法：模块、端口、数据类型、运算符。 结构化语句：`assign`，过程块 (`always`)。 基本逻辑单元建模：组合逻辑（门电路、多路选择器、加法器、寄存器）和时序逻辑（触发器、计数器、移位寄存器）。 参数化设计与可重用性。 第三章：数字逻辑基础回顾与FPGA实践 组合逻辑设计原则：无竞争、无冒险。 时序逻辑设计原则：时钟域、同步设计、建立/保持时间。 状态机（FSM）设计：有限状态机原理、Mealy型和Moore型状态机。 流水线设计：提高数据吞吐量。 异步复位与同步复位。 第二部分：FPGA设计流程与EDA工具应用 第四章：FPGA设计开发流程详解 需求分析与规格定义。 架构设计与模块划分。 RTL编码（Verilog HDL）。 行为级仿真（Behavioral Simulation）。 综合（Synthesis）。 静态时序分析（STA）。 实现（Implementation）：布局（Placement）与布线（Routing）。 门级仿真（Gate-Level Simulation）。 生成比特流文件（Bitstream Generation）。 下载与硬件调试。 第五章：仿真与验证 仿真器的作用与基本原理。 Testbench的设计：激励生成、信号监视、检查点。 结构化Testbench设计。 覆盖率的概念与度量。 断言（Assertions）简介。 常用的仿真技巧与调试方法。 第六章：综合（Synthesis） 综合的本质：RTL代码到门级网表的转换。 综合工具的工作原理。 综合约束（Constraints）的重要性：时钟约束、输入/输出延迟约束。 综合报告的解读：资源使用、时序违例。 影响综合结果的关键因素：编码风格、工具选项。 第七章：实现（Implementation）与时序约束 布局（Placement）与布线（Routing）的概念。 时序违例的原因分析（建立时间、保持时间）。 时序约束（Timing Constraints）的详细讲解： 时钟定义与派生。 输入/输出端口延迟约束。 伪路径（False Path）与多周期路径（Multicycle Path）。 时序报告的分析与解读。 提高设计时序性能的方法：流水线、逻辑优化、约束优化。 第八章：FPGA设计中的高级主题 低功耗设计技术。 时钟管理（Clocking）：时钟域交叉（CDC）问题与解决方法。 嵌入式IP核（Embedded IP Cores）的应用：RAM、ROM、PLL/MMCM等。 DSP Slice的应用：乘法器、MAC单元。 第三部分：FPGA设计实践与应用 第九章：接口设计实例 GPIO（通用输入输出）接口设计。 UART（通用异步收发器）设计与仿真。 SPI（串行外设接口）或I2C（集成电路总线）设计。 SDRAM/DDR接口基础概念（不深入细节，侧重应用）。 第十章：通信与总线协议 AXI（Advanced eXtensible Interface）总线简介与应用。 PCIe（Peripheral Component Interconnect Express）基础（概念与应用）。 高速串行接口（SerDes）基础概念。 第十一章：数字信号处理（DSP）在FPGA中的应用 FFT（快速傅里叶变换）算法在FPGA中的实现思路。 FIR/IIR滤波器设计原理与FPGA实现。 CORDIC算法介绍。 第十二章：嵌入式系统中的FPGA ARM+FPGA异构系统简介。 FPGA作为协处理器。 片上系统（SoC FPGA）设计概览。 第十三章：FPGA设计验证的进阶 形式验证（Formal Verification）简介。 基于断言的验证（ABV）技术。 UVM（Universal Verification Methodology）简介（概念层面）。 第十四章：FPGA性能优化与调试技巧 代码优化：如何编写高效的RTL代码。 工具优化：理解综合与实现工具的优化策略。 板级调试：逻辑分析仪、示波器在FPGA调试中的应用。 常见FPGA设计问题的排查。 五、 结语 FPGA设计是一个充满挑战与乐趣的领域。本书提供了一个全面、系统的学习框架，但真正的精通，离不开持续的学习、实践和探索。我们鼓励读者在学习本书内容的同时，积极动手实践，利用FPGA开发板，将书中的理论知识转化为实际的设计。 希望本书能成为您在FPGA设计道路上的得力助手，帮助您掌握核心技能，自信地迎接未来的硬件设计挑战，并最终在这一激动人心的领域取得成功。 六、 附录（可能包含） 常用FPGA术语表 FPGA开发板选型建议 在线资源与社区推荐

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作为一名已经工作了几年、但一直停留在中低端FPGA项目的工程师，我急切需要一本能帮我跨越技术鸿沟的书籍。市面上很多教程要么过于偏向学术研究，充满了深奥的理论推导，要么就是针对特定器件或特定软件版本的“保姆式”操作手册，生命周期短。这本《Aitium Designer 6.0 中文版 FPGA 设计教程》似乎找到了一个很好的平衡点。我注意到它在讲解底层技术概念时，总是能巧妙地将其与EDA工具的具体功能挂钩。例如，在讨论流水线（Pipelining）优化时，它会立刻展示在工具的综合报告中，这种结构是如何影响寄存器数量和时序路径的。此外，这本书的语言风格非常务实，没有过多的渲染气氛，直奔主题。这对我这种时间宝贵、需要快速解决实际问题的读者来说，是极大的福音。我特别期待它后面关于高级调试技术和自顶向下设计方法的章节，希望能够从中学习到更成熟的设计方法论，而不是仅仅停留在写写小模块、跑跑仿真这种初级阶段。

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我对这本教程的期待主要集中在“工具应用”这个关键词上。在我看来，现代FPGA设计已经进入了高度依赖软件辅助的时代，一个项目从RTL编写到最终比特流生成，每一个环节都离不开EDA套件的深度参与。我希望这本书能提供超越基础“点鼠标”操作的见解。我已经初步翻阅了关于IP核生成和复用的部分，感觉比我过去自己摸索要规范得多。书里似乎提到了一些关于参数化设计和自动化脚本生成（TCL脚本）的内容，这正是目前我工作流程中效率低下的主要瓶颈。如果它能提供一套高效管理大型设计、实现版本控制和跨团队协作的工具使用经验，那这本书的价值就体现出来了。我不关心它具体是针对哪家公司的工具，但我更看重它传授的设计思想是否具有普适性。总而言之，我更看重它在“提升工程效率和设计质量”方面的指导作用，而不是单纯停留在软件功能的介绍层面。

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Aitium Designer 6.0 中文版 FPGA 设计教程——EDA 工具应用丛书 这本书我刚入手没多久，主要因为我对FPGA这块儿一直有点发憷，总觉得里面的概念特别抽象，不像传统的软件编程那样直观。我之前试着跟着网上的视频教程学过一些基础，但总感觉不够系统，很多底层原理一跳过去，学完后还是云里雾里。所以看到这本教程的定位是“EDA 工具应用丛书”，我就心动了，因为我明白，在FPGA领域，光懂硬件描述语言（HDL）是不够的，如何熟练驾驭那些复杂的EDA工具链才是王道。我目前翻阅了前几章，最让我惊喜的是它对工具界面和常用功能的介绍，非常细致。比如，关于项目配置文件的建立，不同的时序约束设置方法，书里都有专门的章节进行图文并茂的讲解，这对于初学者来说简直是救命稻草。我过去在设置管脚约束时经常搞错，导致仿真和实际硬件跑不起来，现在通过这本书的指导，我发现了很多我之前忽略掉的细节。而且，它似乎很注重理论与实践的结合，每一部分的操作讲解后，都会附带一个小的设计实例，让人可以立刻上手验证。这种手把手的教学方式，极大地缓解了我对复杂软件操作的恐惧感。这本书的排版也很清晰，没有那种堆砌晦涩术语的感觉，读起来比较流畅。

评分☆☆☆☆☆

坦率地说，我购买这本教程的主要目的是想快速提升我对Xilinx或Intel（Altera）平台下主流综合和实现工具的使用熟练度。我之前参与过一些原型验证项目，但每次面对那些庞大的设计文件和错综复杂的流程时，效率总是提不上去，主要精力都消耗在了如何让工具“听话”而不是集中在算法优化上。这本书给我的第一印象是它非常注重“流程化”和“标准化”的指导。它没有把重点放在教你如何写出最优雅的Verilog代码（那类书市面上已经很多了），而是聚焦于如何利用工具的各项功能，例如约束管理、静态时序分析（STA）、功耗估算，以及如何高效地调试和迭代设计。尤其让我眼前一亮的是，它详细讲解了如何解读那些晦涩难懂的报告文件，比如时序违规的定位和修复策略。过去，我看到STA报告里的各种“Worst Negative Slack”就头疼，不知道从何下手。这本书似乎提供了一套系统的排查思路，指导读者一步步去分析是哪个逻辑单元或布线延迟导致了问题。这种偏向于工程实践的讲解方式，对于渴望从“会写代码”跨越到“能交付”的工程师来说，价值是巨大的。

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这本书的“中文版”标签对我来说有着特殊的意义。很多优秀的EDA技术资料都是外文原著，翻译过来后，技术术语的理解和对应到实际软件界面上的操作经常会出现偏差，导致学习效率低下。而这本教程从一开始就是针对中文读者，在专业词汇的选取和对应工具界面元素的标注上，无疑会更加精准和贴合国人的学习习惯。我特别留意了关于仿真调试的部分，通常这是最容易让人感到挫败的环节。我希望能看到它如何引导读者有效地使用波形查看器、设置断点、以及如何处理多线程或多时钟域下的信号同步问题。以往我总是在仿真器里迷失方向，希望这本书能提供一套清晰的调试心法，让我能更快地定位到设计中的逻辑错误，而不是仅仅依赖于不断的修改代码和重新编译。这种专注于解决实际工程痛点的编排思路，是它区别于其他偏理论书籍的关键所在。