EDA技術與應用(全國普通高等院校電子信息規劃教材) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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關可 著

圖書標籤:

• EDA
• 集成電路
• 數字電路
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• Verilog
• VHDL
• 電路設計
• 電子信息
• 教材
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店鋪： 博學精華圖書專營店

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302302681

商品編碼：29750663637

包裝：平裝

齣版時間：2012-12-01

基本信息

書名:EDA技術與應用(全國普通高等院校電子信息規劃教材)

定價：22.00元

售價：15.4元,便宜6.6元,摺扣70

作者:關可

齣版社：清華大學齣版社

齣版日期：2012-12-01

ISBN：9787302302681

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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　　《eda技術與應用》以altera公司的ep1c3型fpga為藍本，詳細介紹瞭ep1c3的內部結構及功能設計、altera的fpga設計工具quartusii的設計方法以及vhdl硬件描述語言，並通過相應的實例分析、實例設計和拓展思維訓練三個環節，引導讀者能夠快速掌握fpga的設計方法和設計理念，並通過訓練逐步提高自己的設計水平。在每章後麵還附有習題，便於讀者學習和教學使用。

　　《eda技術與應用》可以作為高等院校電子工程、通信、工業自動化、計算機應用技術等學科的本科生或研究生的電子設計或eda技術課程的教材和實驗指導書，也可作為相關專業技術人員的參考書。

目錄

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章 緒論

1.1 pld的分類

1.2 pld設計的基本流程

1.2.1 設計輸入

1.2.2 設計綜閤

1.2.3 仿真驗證

1.2.4 設計實現

1.2.5 下載驗證

1.3 pld設計的常用工具

1.3.1 altera公司設計開發工具

1.3.2 xilinx公司設計開發工具

1.4 pld技術發展趨勢

習題

第2章 ep1c3型fpga結構

2.1 邏輯陣列塊

2.1.1 lab連接

2.1.2 lab控製信號

2.2 邏輯單元

2.2.1 lut鏈和寄存器鏈

.2.2.2 addnsub信號

2.2.3 le操作模式

2.3 多路徑互連

2.3.1 行互連

2.3.2 列互連

2.4 嵌入式存儲器

2.4.1 存儲器模式

2.4.2 奇偶位支持

2.4.3 移位寄存器支持

2.4.4 存儲器大小配置

2.4.5 字節使能

2.4.6 控製信號和m4k接口

2.4.7 獨立時鍾模式

2.4.8 輸入/輸齣時鍾模式

2.4.9 讀/寫時鍾模式

2.4.10 單端口模式

2.5 全局時鍾網絡和鎖相環

2.5.1 全局時鍾網絡

2.5.2 雙用途時鍾管腳

2.5.3 組閤資源

2.5.4 鎖相環

2.5.5 時鍾的倍頻和分頻

2.5.6 外部時鍾輸入

2.5.7 外部時鍾輸齣

2.5.8 時鍾反饋

2.5.9 相移

2.5.10 鎖定檢測信號

2.5.11 可編程占空比

2.5.12 控製信號

2.6 輸入/輸齣結構

2.6.1 外部ram接口

2.6.2 ddr sdram和fcram

2.6.3 可編程驅動能力

2.6.4 可編程上拉電阻

2.7 ieee標準1149.1 (jtag）邊界掃描支持

習題

第3章 基於quartus ii的fpga設計方法

3.1 quartus ii軟件的設計輸入

3.1.1 文本編輯器

3.1.2 模塊和符號編輯器

3.1.3 megawizard插件管理器

3.1.4 quartus ii支持的其他設計輸入

3.2 quartus ii軟件的設計約束

3.2.1 分配編輯器

3.2.2 引腳規劃器

3.2.3 settings對話框

3.2.4 分配設計分區

3.2.5 導入分配

3.2.6 驗證引腳分配

3.3 quartus ii軟件的設計綜閤

3.3.1 analysis & synthesis功能選項設置

3.3.2 查看綜閤結果

3.3.3 漸進式綜閤

3.4 布局布綫

3.4.1 布局布綫設置

3.4.2 查看布局布綫結果

3.4.3 優化布局布綫結果

3.5 仿真

3.6 時序分析

3.6.1 標準時序分析器的使用

3.6.2 timequest時序分析

3.7 時序逼近

3.7.1 使用時序逼麵布局圖

3.7.2 使用時序優化嚮導

3.7.3 使用網錶優化實現時序逼近

3.7.4 使用logiclock區域達到時序逼近

3.7.5 使用設計空間管理器達到時序逼近

3.7.6 使用漸進式編譯達到時序逼近

3.8 功耗分析

3.8.1 使用powerplay功耗分析器分析功耗

3.8.2 使用powerplay早期功耗估算器

3.9 編程和配置

3.9.1 匯編器assembler的使用

3.9.2 使用programmer對一個或多個器件編程

3.10 調試

3.10.1 signaltap ii邏輯分析器的使用

3.10.2 使用外部邏輯分析儀

3.10.3 使用signalprobe

3.10.4 使用在係統存儲器內容編輯器

習題

第4章 vhdl硬件描述語言

4.1 基於硬件描述語言的數字電路設計方法

4.2 硬件設計語言概述

4.3 vhdl語言的基本結構

4.3.1 實體

4.3.2 結構體

4.3.3 結構體的3種子結構

4.3.4 包、庫和配置

4.4 vhdl語言要素

4.4.1 vhdl的文字規則

4.4.2 vhdl的數據對象

4.4.3 vhdl的數據類型

4.4.4 vhdl的運算操作符

4.4.5 vhdl的主要描述語句

4.5 基本邏輯電路設計

4.6 使用quartus ii的vhdl語言設計實例

4.6.1 quartus ii軟件的開發流程概述

4.6.2 quartus ii對第三方軟件的支持

4.6.3 quartus ii開發平颱的vhdl語言設計實例

習題

第5章 fpga設計實例

5.1 開發係統簡介

5.1.1 硬件符號功能說明

5.1.2 開發係統電路結構

5.1.3 其他硬件資源

5.1.4 開發係統使用前設置

5.2 原理圖輸入的簡單組閤邏輯設計

5.2.1 1位全加器設計

5.2.2 4選1數據選擇器的設計

5.3 簡單時序電路設計

5.3.1 d觸發器設計

5.3.2 具有異步清零和同步使能4位十進製加法計數器設計

5.3.3 數控分頻器的設計

5.3.4 移位運算器設計

5.4 數碼管驅動電路設計

5.4.1 7段數碼顯示譯碼器設計

5.4.2 8位數碼掃描顯示電路

5.5 復雜fpga設計

5.5.1 序列檢測器設計

5.5.2 8位十六進製頻率計設計

5.6 宏模塊設計及測試

5.6.1 dds正弦信號發生器功能

5.6.2 簡易dds正弦信號發生器設計

5.6.3 使用signaltap ii對簡易dds信號發生器實時測試

5.6.4 拓展訓練

參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《大數據時代下的數據探索與洞察》 一、 序言 我們正身處一個信息爆炸的時代，數據以前所未有的速度和規模增長，滲透到我們生活的方方麵麵。從商業決策到科學研究，從社會治理到個人生活，數據的價值日益凸顯。然而，海量數據的價值並非唾手可得，它需要我們深入地去挖掘、去理解、去釋放。本書《大數據時代下的數據探索與洞察》正是應運而生，旨在為讀者提供一套係統、實用的方法論和技術工具，幫助我們駕馭數據洪流，從中提取有價值的洞察，為決策提供科學依據，為創新驅動提供源泉。 本書並非一本枯燥的理論堆砌，而是以實踐為導嚮，以問題為中心，通過清晰的邏輯、生動的案例，引領讀者一步步走進數據世界。我們將從數據的本質齣發，探討數據的多樣性、復雜性以及蘊含的潛在信息，並重點介紹如何通過一係列探索性數據分析（EDA）技術，揭示數據的內在規律，發現隱藏的模式，識彆異常點，並最終轉化為富有洞察力的見解。 二、 數據探索性分析（EDA）的核心理念與方法論 在深入探討具體的技術之前，理解EDA的核心理念至關重要。EDA並非僅僅是數據的可視化，而是對數據進行初步的、審慎的審視，以期在進行建模和深入分析之前，能夠對數據有一個全麵的瞭解。其核心目標在於： 理解數據結構與特徵： 瞭解數據的維度、數據類型、缺失值、重復值等基本屬性，為後續處理奠定基礎。 發現數據分布與模式： 探索數據的集中趨勢、離散程度、分布形態，識彆潛在的周期性、趨勢性或聚類性模式。 檢測數據質量問題： 識彆數據中的異常值、離群點、不一緻性等，為數據清洗和預處理提供依據。 檢驗假設與發現關聯： 驗證初步的業務假設，探索不同變量之間的相關性，為特徵選擇和模型構建提供方嚮。 激發新的洞察與問題： 在探索過程中，往往能發現意料之外的現象，從而産生新的研究思路或業務問題。 本書將圍繞上述核心目標，係統性地介紹EDA的方法論，包括： 1. 數據概覽與摘要統計： 數值型數據： 計算均值、中位數、眾數、標準差、方差、偏度、峰度等描述性統計量，全麵把握數據的集中趨勢、離散程度和分布形態。 類彆型數據： 計算頻率、百分比，瞭解各類彆齣現的次數和比例。 缺失值分析： 統計缺失值的比例、位置，識彆缺失模式，為處理策略提供參考。 唯一值分析： 識彆具有唯一值的變量，判斷其在分析中的價值。 2. 數據可視化技術： 單變量可視化： 直方圖（Histogram）： 展示數值型數據的分布情況，觀察其形狀、峰值和離散程度。 箱綫圖（Box Plot）： 直觀展示數據的中位數、四分位數、異常值，便於比較不同組彆數據的分布。 密度圖（Density Plot）： 平滑的直方圖，更清晰地展示數據的分布麯綫。 條形圖（Bar Chart）： 展示類彆型數據的頻率或比例。 餅圖（Pie Chart）： 展示類彆型數據占總體的比例，但應謹慎使用，避免信息冗餘。 雙變量可視化： 散點圖（Scatter Plot）： 展示兩個數值型變量之間的關係，觀察是否存在綫性、非綫性或其他模式。 分組散點圖： 在散點圖的基礎上，根據類彆變量對數據進行分組，觀察不同類彆下的關係。 綫圖（Line Plot）： 展示數據隨時間或其他有序變量的變化趨勢，常用於時間序列分析。 熱力圖（Heatmap）： 展示兩個類彆變量之間的關聯強度，或多個數值變量之間的相關性矩陣。 箱綫圖與分組： 比較不同類彆下數值型變量的分布差異。 多變量可視化： 配對圖（Pair Plot）： 同時展示多個變量之間的兩兩關係圖，快速掃描變量間的關聯。 三維散點圖： 展示三個數值變量之間的關係。 平行坐標圖（Parallel Coordinates Plot）： 用於可視化高維數據集，展示多個維度上的數據模式。 3. 特徵工程與轉換： 特徵創建： 基於現有特徵，通過組閤、計算等方式創建新的、更有意義的特徵，如： 日期/時間特徵提取： 從日期時間戳中提取年、月、日、星期、小時等。 比率特徵： 計算兩個數值型變量的比值。 多項式特徵： 創建變量的平方、立方等，以捕捉非綫性關係。 特徵轉換： 對現有特徵進行變換，以滿足模型要求或改善數據分布，如： 對數變換（Log Transformation）： 緩解數據偏斜，使數據更接近正態分布。 平方根變換（Square Root Transformation）： 類似對數變換，用於處理偏斜數據。 標準化（Standardization）： 將數據縮放到均值為0，方差為1的範圍，使不同量綱的特徵具有可比性。 歸一化（Normalization）： 將數據縮放到[0, 1]或[-1, 1]的範圍。 類彆變量編碼： 將類彆型變量轉換為數值型，以便模型處理，如： 獨熱編碼（One-Hot Encoding）： 為每個類彆創建一個新的二元變量。 標簽編碼（Label Encoding）： 為每個類彆分配一個唯一的整數。 4. 異常值檢測與處理： 基於統計的方法： Z-score、IQR（四分位距）方法。 基於可視化方法： 箱綫圖、散點圖。 基於模型的方法： Isolation Forest、One-Class SVM等（將簡要介紹其原理和應用場景）。 異常值處理策略： 刪除、替換（均值、中位數、眾數）、截斷等。 5. 相關性分析： Pearson相關係數： 度量兩個數值型變量之間的綫性相關強度和方嚮。 Spearman秩相關係數： 度量兩個變量之間的單調關係。 Kendall Tau相關係數： 另一種度量單調關係的指標。 相關性矩陣可視化（熱力圖）： 直觀展示變量之間的相關性。 三、 實踐應用場景與案例分析 本書將通過豐富的實際案例，將EDA技術與具體的業務場景相結閤，幫助讀者理解如何在真實世界中應用這些方法。我們將覆蓋以下領域的案例： 商業智能與市場營銷： 分析用戶購買行為，識彆高價值客戶群體。 探索産品銷售趨勢，預測未來銷量。 評估營銷活動效果，優化廣告投放策略。 理解用戶反饋，改進産品和服務。 金融風控與欺詐檢測： 識彆異常交易模式，預防金融欺詐。 分析信用評分數據，評估客戶信用風險。 監測市場波動，預測股票價格走勢（局限性說明）。 醫療健康與疾病研究： 探索疾病發生與環境、生活方式的關聯。 分析患者數據，識彆疾病早期預警信號。 評估治療方案效果。 科學研究與數據挖掘： 在天文學、生物學、社會學等領域，通過EDA發現新的科學規律。 對海量文本數據進行初步探索，提取主題和情感。 在每個案例中，我們將詳細展示： 1. 問題定義： 清晰闡述所要解決的業務或研究問題。 2. 數據準備： 介紹數據的來源、格式、預處理步驟。 3. EDA過程： 逐步展示如何運用上述EDA技術進行探索，並解釋每一步的觀察和發現。 4. 洞察提煉： 將EDA的結果轉化為有意義的業務洞察或科學見解。 5. 後續步驟： 簡要說明EDA的結果如何指導後續的建模、實驗設計或其他分析工作。 四、 探索性數據分析的工具與實踐 本書將以Python語言為主要編程工具，並結閤其強大的數據科學庫，如Pandas、NumPy、Matplotlib、Seaborn等，來演示EDA的過程。讀者將學習如何： 使用Pandas進行數據讀取、清洗、轉換和結構化操作。 運用Matplotlib和Seaborn繪製各種類型的圖錶，實現高效的數據可視化。 理解不同圖錶類型適用的場景，並能根據數據特點選擇最佳的可視化方式。 在Notebook環境中（如Jupyter Notebook）進行交互式的數據探索。 五、 總結與展望 數據探索性分析（EDA）是數據科學流程中不可或缺的關鍵環節。它不僅能夠幫助我們深入理解數據，發現潛在的模式和問題，更能激發新的思路，為更高級的分析和建模奠定堅實的基礎。本書旨在提供一個全麵而實用的EDA指南，希望能夠幫助讀者掌握駕馭數據的能力，在信息時代做齣更明智的決策，驅動創新與進步。 隨著數據技術的不斷發展，EDA的方法和工具也在不斷演進。本書的內容將緊跟時代步伐，介紹最新的技術和趨勢，並鼓勵讀者在實踐中不斷探索與創新。數據是未來的石油，而EDA則是提煉這石油的關鍵技術，掌握它，將為您在各個領域打開新的可能性。

評分☆☆☆☆☆

我得承認，這本書的敘述風格非常“學術化”，可以說是教科書的典範，但也因此在可讀性上稍微欠缺瞭一點點火候。如果把它和市麵上那些以項目驅動、手把手教你搭建一個最小係統為例的書籍相比，這本書更像是站在上帝視角俯瞰整個EDA領域的全景圖。舉個例子，在講解Verilog HDL的語法特性時，它不會直接給齣“請這樣寫纔能通過仿真”的捷徑，而是會深入探討為什麼某些結構在硬件實現上會産生冗餘或者性能瓶頸。這種深入骨髓的剖析，對於提升讀者的設計哲學至關重要，但對於那些急需快速上手做一個具體項目的工程師來說，可能會覺得有些拐彎抹角。我個人更偏愛這種求本溯源的寫法，因為它能避免我們陷入工具的限製，讓我們明白，工具是為人服務的，理解背後的原理纔能真正駕馭復雜的係統。不過，初學者可能會在麵對第一章關於數字邏輯基礎的復習時感到有些吃力，因為這部分內容處理得相當精煉，像是寫給已經有一定基礎的人看的快速迴顧。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我最大的感受是它的“係統性”和“前瞻性”。它不像一本過時的工具手冊，而是像一份不斷更新的行業標準參考。在講解完傳統的ASIC設計流程後，它緊接著對新興的領域，比如軟硬件協同設計（SoC集成）和低功耗設計策略進行瞭相當深入的探討。我尤其關注瞭其中關於功耗優化的章節，作者詳細列舉瞭從門級到係統級的各種減低功耗的技術，並給齣瞭相應的HDL實現建議，而不是泛泛而談“要考慮功耗”。這種對當前行業熱點和未來趨勢的把握，使得這本書的價值超越瞭單純的知識傳授，更像是一種職業發展的指引。它要求讀者不僅要會用工具，更要思考如何站在更高的架構層麵去規劃一個復雜的數字係統，這對於希望在EDA領域深耕的專業人士來說，是極其寶貴的財富。讀完這本書，感覺視野一下子開闊瞭許多，對整個電子設計生態鏈的理解也更加立體和深入瞭。

評分☆☆☆☆☆

這本書，坦白說，剛拿到手的時候，我有點被它的厚度和密集的公式嚇到瞭。我本來以為會是一本比較偏嚮實踐操作的書籍，畢竟現在市麵上的很多教材都強調“做中學”。但翻開目錄，看到那些從底層原理、數學推導到算法實現的章節，我就知道這本《EDA技術與應用》不是鬧著玩的。它更像是一本紮實的理論基石，試圖把電子設計自動化（EDA）的方方麵麵都給捋清楚。比如在描述FPGA設計流程時，它沒有急於展示Vivado或者Quartus的界麵操作，而是花瞭大篇幅去解釋綜閤和布局布綫背後的邏輯優化算法。對於我這種基礎知識還算牢固，但想深挖內核的讀者來說，這種深度是令人欣慰的，但也意味著閱讀過程需要極高的專注度和耐心。很多細節地方，比如時序分析中的建立時間和保持時間裕度計算，作者都給齣瞭非常詳盡的數學模型支撐，不像有些教材隻是簡單地提及“要滿足時序要求”，然後就一筆帶過瞭。這本教材在構建知識體係的完整性上做得非常齣色，它把EDA從一個工具箱，還原成瞭一門嚴謹的工程學科。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的過程中，我深刻體會到作者在內容組織上的匠心獨運，它不僅僅是在介紹“如何使用”EDA軟件，更側重於“如何設計”高效的硬件結構。尤其是在涉及到高層次綜閤（HLS）的那幾個章節，處理得尤為精彩。作者並沒有停留在介紹HLS工具能做什麼，而是詳細對比瞭不同抽象層次的代碼如何映射到底層的資源分配上，比如循環展開、流水綫化對時延和資源消耗的具體影響。這部分內容，在其他教材中常常被一筆帶過，被視為“黑箱操作”，但在這裏，它被拆解得非常透徹。我特彆欣賞它在案例選擇上的剋製，沒有堆砌那些花哨的Demo，而是選取瞭那些能夠清晰展示設計權衡（Trade-off）的核心模塊，比如高性能的FIR濾波器或者狀態機優化。這使得讀者在學習時，能夠把注意力集中在設計思想的交流上，而不是被具體的代碼細節分散精力。這本書更像是一本內功心法秘籍，而非招式套路大全。

評分☆☆☆☆☆

說實話，這本書的排版和圖示，在現代教材中算是中規中矩，但缺乏一些能抓住眼球的視覺元素。很多復雜的信號流圖和狀態圖，雖然內容準確無誤，但如果能用更現代、更清晰的配色和布局來呈現，讀起來的體驗會更輕鬆一些。我常常需要在對照著文字反復琢磨那些抽象的框圖，纔能完全理解某個模塊之間的交互邏輯。特彆是涉及到物理層麵的設計，比如版圖規劃和信號完整性分析的部分，我感覺如果能配上一些實際PCB截麵的放大圖或者仿真結果的可視化分析圖，那效果會更直觀。這本書的優勢在於其內容的廣度和深度，但如果能在視覺傳達上下更多功夫，將那些艱澀的概念用更直觀的方式“畫”齣來，那麼它對於自學者來說，無疑會更加友好瞭。目前來看，它更適閤在有經驗的教師指導下進行深入研讀。