EDA技术与VHDL pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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潘松，黄继业 著

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• 集成电路
• 电子工程
• 设计方法学
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店铺： 广影图书专营店

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302093640

商品编码：29729446110

包装：平装

出版时间：2005-07-01

基本信息

书名:EDA技术与VHDL

定价：39.00元

售价：26.5元,便宜12.5元,折扣67

作者:潘松,黄继业

出版社：清华大学出版社

出版日期：2005-07-01

ISBN：9787302093640

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.681kg

编辑推荐

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内容提要

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本书系统地介绍了基于FPGA/CPLD应用开发的EDA技术和硬件描述语言VHDL，将VHDL的基础知识、编程技巧和实用方法与实际工程开发技术在先进的EDA设计平台Quartus II上很好地结合起来，使读者能通过本书的学习迅速地了解并掌握EDA技术的基本理论和工程开发实用技术，并为后续的深入学习和发展打下坚实的理论与实践基础。
依据高校课堂教学和实验操作的规律与要求，并以提高学生的实际工程设计能力为目的，全书主要内容依次为EDA技术与VHDL的基本知识、FPGA/CPLD目标器件的结构原理、VHDL实用方法和设计深入、原理图输入方法、状态机设计、LPM宏功能模块使用方法、EDA设计优化，其中EDA技术综合设计与典型应用介绍了IP核的应用、电子设计竞赛项目开发、电机控制、VGA显示控制、高速采样等。除个别章节外，各章都安排了相应的习题和针对性强的实验和设计示例。书中列举的VHDL示例，都经编译通过或经硬件测试。
本书主要面向高等院校本专科EDA技术和VHDL语言基础课，可作为电子工程、通信、自动化、计算机、信息工程、仪器仪表等学科专业的课堂授课教材或实验指导课的主要参考书，同时也可作为电子设计竞赛、FPGA开发应用的自学参考书。
对于授课教师还能获赠本书CAI教学课件与实验指导课件（含实验示例源程序）。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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现代电子系统设计与实现：原理、方法与实践 这是一本深入探讨现代电子系统设计与实现的全方位指南。全书以清晰的逻辑结构，系统地阐述了从概念构思到最终成品实现的各个关键环节，旨在为读者提供扎实的理论基础、实用的工程方法以及富有洞察力的实践经验。本书适合于电子工程、计算机科学、自动化以及相关领域的学生、研究人员和工程师。 第一部分：电子系统设计基础 本部分将奠定读者理解复杂电子系统设计的坚实基础。我们将从最基本的数字逻辑门电路入手，逐步深入到更高级的逻辑设计原理。 数字逻辑基础： 介绍布尔代数、逻辑门（AND, OR, NOT, XOR等）、组合逻辑电路（加法器、多路选择器、译码器等）以及时序逻辑电路（触发器、寄存器、计数器等）的核心概念。通过大量图示和真值表，帮助读者透彻理解这些基本构建模块的功能和工作方式。 数字系统架构： 探讨大型数字系统的基本组成，包括微处理器、存储器、输入/输出接口等。分析不同架构的优缺点，例如RISC与CISC的对比，以及流水线技术如何提升处理器性能。 硬件描述语言（HDL）概述： 介绍使用硬件描述语言进行电子系统设计的重要性。我们将简要提及行业内主流的HDL及其在现代设计流程中的地位，为后续章节的深入讲解做好铺垫。 逻辑综合与优化： 解释逻辑综合的过程，即如何将抽象的HDL描述转化为可实现的门级网表。重点介绍各种优化技术，例如面积优化、速度优化和功耗优化，以及它们在实际设计中权衡取舍的策略。 时序分析： 深入讲解时序约束，包括建立时间（setup time）、保持时间（hold time）、时钟偏斜（clock skew）等。介绍时序分析工具的功能，以及如何识别和解决时序违例问题，确保设计的可靠运行。 物理实现与布局布线： 阐述设计从逻辑网表到最终物理版图的转化过程。介绍布局（placement）和布线（routing）的挑战，以及EDA工具在这一过程中的作用。讨论不同工艺节点对物理设计的影响。 仿真与验证： 强调仿真在验证设计正确性中的关键作用。介绍不同类型的仿真（行为仿真、门级仿真、后仿真），以及如何编写有效的测试激励（testbench）来覆盖各种设计场景。 第二部分：高级数字系统设计方法 在掌握了基础知识后，本部分将带领读者进入更高级、更具挑战性的设计领域，重点关注现代电子系统设计中不可或缺的高层抽象和验证技术。 有限状态机（FSM）设计： 深入探讨Mealy型和Moore型状态机的设计方法，包括状态图的绘制、状态编码的优化以及状态机的实现。通过实际案例，展示FSM在控制逻辑设计中的广泛应用，例如协议处理、通信接口控制等。 处理器架构与设计： 详细剖析现代微处理器的工作原理，包括指令集架构（ISA）的选择、流水线技术（超流水线、乱序执行、分支预测）的应用、缓存层次结构的设计以及内存管理单元（MMU）的功能。 片上系统（SoC）设计： 介绍SoC的概念及其组成部分，包括CPU核、DSP核、GPU核、各种硬件加速器以及接口模块（如PCIe, USB, Ethernet）。重点讨论IP核的集成、总线协议（如AXI, AHB）的应用以及系统级验证的挑战。 功耗与低功耗设计技术： 探讨电子系统功耗的来源，以及低功耗设计在移动设备、嵌入式系统中的重要性。介绍各种低功耗技术，例如时钟门控（clock gating）、功率门控（power gating）、动态电压和频率调整（DVFS）等。 可靠性与容错设计： 讨论电子系统在运行过程中可能遇到的各种失效机制，例如单粒子翻转（SEU）、电迁移（electromigration）等。介绍冗余技术、纠错码（ECC）等容错设计方法，以提高系统的可靠性和稳定性。 形式化验证技术： 介绍形式化验证的概念，即使用数学方法来证明设计的正确性。深入讲解模型检测（model checking）和定理证明（theorem proving）等形式化验证技术，以及它们在验证关键模块和协议时的强大能力。 半定制与全定制设计： 对比半定制（ASIC）和全定制（FPGA）设计流程的优劣势，以及它们适用的应用场景。深入讲解全定制设计流程中的版图设计、版图验证（DRC, LVS）等关键步骤。 第三部分：实践案例与前沿探索 本部分将通过具体的实践案例，巩固读者所学知识，并引导读者关注当前电子系统设计领域的最新发展和未来趋势。 高性能通信接口设计： 以高速串行通信接口（如PCIe, USB 3.0）的设计为例，讲解如何应用各种高级设计技术来满足高性能要求，包括信号完整性分析、通道建模、均衡技术等。 嵌入式系统设计与应用： 选取一个典型的嵌入式系统项目（如物联网设备、智能家电控制器），演示从需求分析、系统架构设计、硬件实现到软件集成的完整流程。 现代处理器设计实践： 通过一个简化的RISC-V处理器核的设计与验证案例，让读者亲身体验处理器核心的设计挑战，并了解最新的处理器架构技术。 人工智能（AI）硬件加速器设计： 探讨专门为AI算法（如深度学习）设计的硬件加速器，例如卷积神经网络（CNN）加速器、循环神经网络（RNN）加速器等，并分析其设计中的关键技术和挑战。 异构计算与系统集成： 介绍如何在一个系统中集成不同类型的计算单元（CPU, GPU, FPGA, ASIC），以实现最优的性能和功耗。讨论异构计算的编程模型和系统级优化策略。 FPGA应用与开发： 深入介绍FPGA（现场可编程门阵列）的技术原理，以及如何利用FPGA进行快速原型开发、硬件加速和特定应用定制。讲解FPGA的开发流程，包括HDL设计、综合、布局布线以及比特流生成。 面向未来的设计挑战： 探讨当前电子系统设计面临的最新挑战，例如超越摩尔定律的瓶颈、新兴材料的应用、量子计算的潜力等，并展望未来的设计趋势。 本书注重理论与实践相结合，力求使读者在掌握核心概念的同时，也能够获得解决实际工程问题的能力。大量的图示、表格和清晰的逻辑推导，将帮助读者循序渐进地理解复杂的技术内容。通过阅读本书，您将能够更自信地参与到现代电子系统的设计与实现过程中，并为未来的技术发展贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，当我翻开这本书时，最初被其厚度和内容密度所震慑。它绝非那种浮光掠影、仅停留在表面概念介绍的入门读物。相反，它像是一位经验丰富的老教授，带着一丝不苟的严谨，将电子设计自动化（EDA）的精髓，层层剥开，细致入微地呈现给读者。书中对设计约束（Constraints）的讲解尤其令人印象刻。作者没有将约束视为一个孤立的设置项，而是将其置于整个时序收敛和功耗优化的宏大背景下去讨论，展示了不同约束策略对最终硬件性能的决定性影响。这种将理论与实践紧密结合的叙事方式，使得抽象的优化目标变得具体可操作。我尤其喜欢其中穿插的案例分析，它们并非脱离实际的理想化模型，而是充满了真实项目中的“陷阱”与“捷径”，这对于想将理论知识快速转化为工程能力的实践者而言，是无价之宝。读完相关章节，我感觉自己对芯片实现的物理限制有了更深刻的敬畏和理解。

评分☆☆☆☆☆

这是一本极其详尽且深入的专业书籍，对于任何希望在数字系统设计领域深耕的工程师或学生来说，都是一份不可多得的宝藏。书中对EDA工具链的讲解，从概念的引入到实际操作的每一个步骤，都处理得极为细致，仿佛手把手地带着读者完成了整个设计流程的构建。尤其是对设计流程中各个阶段的权衡与优化，书中提供了大量前沿的见解和实用的技巧。我特别欣赏作者在解释复杂算法和硬件描述语言（HDL）的抽象概念时所展现出的清晰度与耐心。它不仅仅罗列了工具的功能，更重要的是阐述了“为什么”要以某种方式进行设计和验证，这种对底层原理的深刻剖析，使得读者能够举一反三，应对未知的挑战。阅读此书，我感觉自己仿佛拥有了一张精确的地图，能够自信地穿越庞大而复杂的电子设计自动化世界，避免了许多初学者容易陷入的弯路，极大地提升了我的设计效率和对设计质量的把控能力。这本书无疑是教科书级别的典范，其内容的深度和广度，足以支撑起一个完整的专业课程体系。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构安排堪称精妙，逻辑流淌得自然而流畅，每向前推进一章，都像是解决了前一个阶段遗留的关键问题，从而为下一个更复杂的挑战做好准备。它成功地架起了一座桥梁，连接了高层次的系统架构思想与底层的门级网表实现细节。我深感震撼于作者在阐述多工艺节点设计差异时的洞察力，这方面的知识往往是其他通用教材所欠缺的“干货”。例如，书中对低功耗设计的深入探讨，不仅涵盖了门控（Gating）等基础技术，还深入到了更精细的电压和频率调控策略，并辅以相应的EDA工具脚本示例，这种层次感极强的技术剖析，极大地拓宽了我对现代IC设计复杂性的认识。对我而言，这本书更像是一本高级研修手册，它强迫我跳出单纯的“代码编写”思维，转而用系统级的“性能-面积-功耗”（PPA）权衡角度去看待每一个设计决策。

评分☆☆☆☆☆

这本书的文字风格虽然严谨专业，但绝不枯燥晦涩，反而散发着一种对电子设计艺术的热情。作者善于运用类比和形象化的语言，将那些看似晦涩难懂的优化算法，转化成读者可以理解的具象概念。例如，在讨论布局布线阶段的拥塞管理时，书中对“资源争夺”的描述，生动得仿佛在描述一场交通规划的难题。更值得称赞的是，书中对最新行业趋势的捕捉非常敏锐，它并没有停留在几年前的标准流程上，而是将目光投向了未来设计挑战，并提前布局了应对策略。这使得这本书不仅是回顾现有技术的工具书，更是一份展望未来EDA发展方向的指南。对于渴望站在行业前沿的工程师来说，这本书的附加价值就在于这份前瞻性，它确保了我们今天学习的内容，在未来相当长一段时间内都保持其相关性和指导意义。

评分☆☆☆☆☆

我必须指出，这本书的价值在于其跨越了单一工具的局限性，提供了一个整体化的设计哲学。在阅读过程中，我注意到作者反复强调的“设计意图的保持”这一核心理念。在复杂的后端流程中，如何确保优化后的网表仍然忠实地反映了最初的结构化意图，是许多项目失败的关键点。书中对形式验证（Formal Verification）和仿真覆盖率的讨论，远超出了标准教程的深度，它们被置于设计收敛的最后一道防线来审视，强调了自动化验证在确保设计正确性方面的不可替代性。这种对“正确性”的执着追求，贯穿了全书的始终。对于那些在追求设计速度的同时，却常常牺牲质量的团队来说，这本书提供了一个强有力的理论支撑和实践路线图，指导我们如何构建一个既快速又健壮的设计流程。它让我重新审视了自己以往的验证方法，并立即着手进行改进。