EDA技術及應用(第三版)（簡體書）

《EDA技術及應用:VHDL版(第3版)》內容分為五個部分，前四部分為正文，共七章，第五部分為附錄。第一部分概括地闡述了EDA技術及應用的有關問題（第1章）；第二部分比較全面地介紹了EDA技術的主要內容，包括EDA的物質基礎——Lattice、Altera和Xilinx公司主流大規模可編程邏輯器件FPGA／CPL.D的品種規格、性能參數、組成結構及原理（第2章），EDA的主流表達方式——VHDL，的編程基礎（第3章），EDA的設計開發軟件——QutrtusII8.0、ISESuite10.1 、ispl..EVER8.1 、Synpli母PRO7.6 、ModelSimSE6.0等五個常用EDA工具軟件的安裝與使用（第4章），EDA的實驗開發系統——通用EDA實驗開發系統的基本組成、工作原理、性能指標及GW48型EDA實驗開發系統的結構及使用方法（第5章）；第三部分提供了12個綜合性的EDA應用設計實例（第6章），包括數字信號處理、智能控制、神經網絡中經常用到的高速PID控制器、FIR濾波器、CORDIC算法的應用等實例；第四部分是EDA技術實驗（第7章）；第五部分是附錄，包括常用FPGA／CPID管腳圖、利用WWW進行EDA資源的檢索等內容。
《EDA技術及應用:VHDL版(第3版)》可供高等院校電子工程、通信工程、自動化、計算機應用、儀器儀表等信息工程類及相近專業的本科生或研究生使用，也可作為相關人員的自學參考書。
《EDA技術及應用:VHDL版(第3版)》配有電子教案，有需要者可登錄出版社網站下載。

《EDA技術及應用:VHDL版(第3版)》是普通高等教育“十一五”國家級規劃教材。

第1章 緒論
1.1 EDA技術的涵義
1.2 EDA技術的發展歷程
1.3 EDA技術的主要內容
1.3.1 大規模可編程邏輯器件
1.3.2 硬件描述語言(m)L)
1.3.3 EDA軟件開發工具
1.3.4 EDA實驗開發系統
1.4 EDA軟件系統的構成
1.5 EDA工具的發展趨勢
1.6 EDA的工程設計流程
1.6.1 FPGA／CPI..D工程設計流程
1.6.2 ASIC工程設計流程
1.7 數字系統的設計
1.7.1 數字系統的設計模型
1.7.2 數字系統的設計方法
1.7.3 數字系統的設計準則
1.7.4 數字系統的設計步驟
1.8 EDA技術的應用展望
習題

第2章 大規模可編程邏輯器件
2.1 可編程邏輯器件概述
2.1.1 PLD的發展進程
2.1.2 PLD的分類方法
2.1.3 常用CPL.D和FPGA標識的含義
2.2 Lattice公司的CPID和FPGA器件
2.2.1 Lattice公司的CPLD和FPGA概述
2.2.2 ispI~SI／pL.SI系列CPL。D結構
2.2.3 ispMACH系列CPLD結構
2.2.4 EC／ECP系列FPGA結構
2.2.5 XP／XP2系列FPGA結構
2.2.6 MachXO系列FPGA結構
2.3 Altera公司的CPID和FPGA器件
2.3.1 Altera公司的CPLD和FPGA概述
2.3.2 MAX系列CP[D結構
2.3.3 MAXII系列CPLD結構
2.3.4 Cyclone系列FPGA結構
2.3.5 Stratix系列FPGA結構
2.4 Xilinx公司的CPLD和FPGA器件
2.4.1 Xilinx公司的CPLD和FPGA楣述
2.4.2 XC9500系列CPLD結構
2.4.3 CoolRunner系列CPLD結構
2.4.4 Spartan系列FPGA結構
2.4.5 Virtex系列FPGA結構
2.5 CPID和FPGA的編程與配置
2.5.1 CPID和FPGA的編程配置
2.5.2 CPLD和FPGA的下載接口
2.5.3 CPID器件的編程電路
2.5.4 FPGA器件的配置電路
2.6 FPGA和CPID的開發應用選擇
習題

第3章 VHDL編程基礎
3.1 概述
3.1.1 常用硬件描述語言簡介
3.1.2 VHDI..的優點
3.1.3 VHDI..程序設計約定
3.2 VHDL.程序基本結構
3.2.1 VHDL。程序設計舉例
3.2.2 VHDL，程序的基本結構
3.2.3 庫、程序包使用說明
3.2.4 實體描述
3.2.5 結構體描述
3.2.6 結構體配置
3.3 VHDL語言要素
3.3.1 VHDL文字規則
3.3.2 VHDL數據對象
3.3.3 VHDL數據類型
3.3.4 VHDL操作符
3.4 VHDL順序語句
3.4.1 賦值語句
3.4.2 轉向控制語句
3.4.3 等待語句
3.4.4 子程序調用語句
3.4.5 返回語句
3.4.6 空操作語句
3.4.7 其他語句和說明
3.5 VHDI.，并行語句
3.5.1 進程語句
3.5.2 塊語句
3.5.3 并行信號賦值語句
3.5.4 并行過程調用語句
3.5.5 元件例化語句
3.5.6 生成語句
3.6 子程序
3.6.1 函數
3.6.2 重載函數
3.6.3 過程
3.6.4 重載過程
3.7 程序包
3.8 VHDL.描述風格
3.8.1 行為描述
3.8.2 數據流描述
3.8.3 結構描述
3.9 基本邏輯電路設計
3.9.1 組合邏輯電路設計
3.9.2 時序邏輯電路設計
3.9.3 存儲器電路設計
3.10狀態機的VHDL.設計
3.10.1 狀態機的基本結構和功能
3.10.2 一般狀態機的VHDL設計
3.10.3摩爾狀態機的VHDL設計
3.10.4 米立狀態機的VHDL設計
習題

第4章 常用EDA工具軟件操作指南
4.1 常用EDA工具軟件安裝指南
4.2 常用EDA工具軟件操作用例
4.2.1 4位十進制計數器電路
4.2.2 計數動態掃描顯示電路
4.2.3 EDA仿真測試模型及程序
4.3 AlteraQuartusII操作指南
4.3.1 QuartusII的初步認識
4.3.2 QuartusII的基本操作
4.3.3 Quartus1I的綜合操作
4.3.4 QuartuslI的SOPC開發
4.4 XilinxISEDesignSuite操作指南
4.4.1 XilinxISE的初步認識
4.4.2 ISESuite的基本操作
4.4 13ISESuite的綜合操作
4.5 LatticeispI.,EVEL操作指南
4.5.1 ispLEVEL的初步認識
4.5.2 ispLEVE[。的基本操作
4.5.3 ispl.,EVEL，的綜合操作
4.6 SynplicitySynplifyPRO操作指南
4.6.1 SynplifyPRO的使用步驟
4.6.2 SynplifyPRO的使用實例
4.7 Mentor.GraphicsModelSim操作指南
4.7.1 ModelSim的使用步驟
4.7.2 ModelSim的使用實例
習題

第5章 EDA實驗開發系統
5.1 通用EDA實驗開發系統概述
5.1.1 EDA實驗開發系統的基本組成
5.1.2 EDA實驗開發系統的性能指標
5.1.3 通用EDA實驗開發系統的工作原理
5.1.4 通用EDA實驗開發系統的使用方法
5.2 GW48型：EDA實驗開發系統的使用
5.2.1 GW48型EDA實驗開發系統介紹
5.2.2 GW48實驗電路結構圖
5.2.3 GW48系統結構圖信號名與芯片引腳對照表
5.2.4 GW48型EDA實驗開發系統使用實例
習題

第6章 VHDL設計應用實例
6.1 8位加法器的設計
6.2 8位乘法器的設計
6.3 8位除法器的設計
6.4 PWM信號發生器的設計
6.5 數字頻率計的設計
6.6 數字秒表的設計
6.7 單片機總線接口電路的設計
6.8 交通燈信號控制器的設計
6.9 高速PID控制器的設計
6.10 FIR濾波器的設計
6.11 CORDIC算法的應用設計
6.12 鬧鐘系統的設計
6.12.1 系統設計思路
6.12.2 VHDL源程序
6.12.3 仿真結果驗證
6.12.4 邏輯綜合分析
6.12.5 硬件邏輯驗證
習題

第7章 EDA技術實驗
7.1 實驗一：8位加法器的設計
7.2 實驗二：序列檢測器的設計
7.3 實驗三：PWM信號發生器的設計
7.4 實驗四：數字頻率計的設計
7.5 實驗五：數字秒表的設計
7.6 實驗六：交通信號燈控制器的設計
7.7 實驗報告范例
附錄1 常用FPGA／CPLD管腳圖
附錄2 利用WWW進行EDA資源的
檢索
主要參考文獻

1.2 0世紀70年代的計算機輔助設計GAD階段
早期的電子系統硬件設計采用的是分立元件，隨著集成電路的出現和應用，硬件設計進入到發展的初級階段。初級階段的硬件設計大量選用中、小規模標準集成電路。人們將這些器件焊接在電路板上，做成初級電子系統，對電子系統的調試是在組裝好的PCB（Painted Circuit Board）板上進行的。
由于設計師對圖形符號使用數量有限，因此傳統的手工布圖方法無法滿足產品復雜性的要求，更不能滿足工作效率的要求。這時，人們開始將產品設計過程中高度重復性的繁雜勞動，如布圖布線工作，用二維圖形編輯與分析的CAD工具替代，最具代表性的產品就是美國ACCEI。公司開發的。Tango布線軟件。20世紀70年代，是EDA技術發展初期，由于PCB布圖布線工具受到計算機工作平臺的制約，其支持的設計工作有限且性能比較差。
2.2 0世紀80年代的計算機輔助工程設計CAE階段
初級階段的硬件設計是用大量不同型號的標準芯片實現電子系統設計的。隨著微電子工藝的發展，相繼出現了集成上萬只晶體管的微處理器、集成幾十萬直到上百萬儲存單元的隨機存儲器和只讀存儲器。此外，支持定制單元電路設計的硅編輯、掩膜編程的門陣列，如標準單元的半定制設計方法以及可編程邏輯器件（PAI。和GAL）等一系列微結構和微電子學的研究成果都為電子系統的設計提供了新天地。因此，可以用少數幾種通用的標準芯片實現電子系統的設計。
伴隨著計算機和集成電路的發展，EDA技術進入到計算機輔助工程設計階段。20世紀80年代初推出的EDA工具則以邏輯模擬、定時分析、故障仿真、自動布局和布線為核心，重點解決電路設計沒有完成之前的功能檢測等問題。利用這些工具，設計師能在產品制作之前預知產品的功能與性能，能生成制造產品的相關文件，使設計階段對產品性能的分析前進了一大步。
如果說20世紀70年代的自動布局布線的CAD工具代替了設計工作中繪圖的重復勞動，那么，20世紀80年代出現的具有自動綜合能力的CAE工具則代替了設計師的部分工作，對保證電子系統的設計，制造出最佳的電子產品起著關鍵的作用。到了20世紀80年代後期，EDA工具已經可以進行設計描述、綜合與優化和設計結果驗證等工作。CAE階段的EDA工具不僅為成功開發電子產品創造了有利條件，而且為高級設計人員的創造性勞動提供了方便。但是，大部分從原理圖出發的EDA工具仍然不能適應復雜電子系統的設計要求，而且具體化的元件圖形制約著優化設計。