本書是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)技術(shù)的基礎(chǔ)教材。全書共7章,主要內(nèi)容包括:EDA技術(shù)概述與可編程邏輯器件、工具軟件MAX?+?plus Ⅱ / Quartus Ⅱ、工具硬件SOPC簡(jiǎn)介、Verilog HDL硬件描述語(yǔ)言、VHDL硬件描述語(yǔ)言、程序設(shè)計(jì)實(shí)例、EDA實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)。
本書作為電子信息類專業(yè)EDA技術(shù)基礎(chǔ)教材,以基礎(chǔ)知識(shí)適度與結(jié)構(gòu)體系鮮明為編寫原則,注意了各部分知識(shí)的活化聯(lián)系,重點(diǎn)突出,難度適中?紤]到應(yīng)用型本科院校的特點(diǎn)和實(shí)際情況,對(duì)例題與習(xí)題做了精選,在保證必要的基本訓(xùn)練的基礎(chǔ)上,適當(dāng)降低其難度,努力拓寬知識(shí)面,盡量反映最新科技發(fā)展概況。
本書適合作為高等院校電子信息類專業(yè)相關(guān)課程的教材,也可作為高職高專院校電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化課程的教材或參考書,還可作為自學(xué)考試或函授教材。
★ 本書作者精心制作了配套課件與課程資源可供老師選用(在出版社網(wǎng)站下載)。
本書內(nèi)容符合教育部“高等教育面向21世紀(jì)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革計(jì)劃”的基本要求,是編者在總結(jié)教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,為高等工科院校電子信息類專業(yè)編寫的EDA課程(或可編程邏輯器件設(shè)計(jì)課程)教材。本書內(nèi)容包括EDA技術(shù)概述與可編程邏輯器件、工具軟件MAX+plusII/QuartusII、工具硬件SOPC簡(jiǎn)介、VerilogHDL硬件描述語(yǔ)言、VHDL硬件描述語(yǔ)言、程序設(shè)計(jì)實(shí)例、EDA實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì),主要介紹常見(jiàn)的可編程邏輯器件、常用的設(shè)計(jì)軟件MAX+plusII/QuartusII、硬件描述語(yǔ)言VerilogHDL和VHDL以及EDA技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。
本書由三所高校的教師在四年教學(xué)改革的基礎(chǔ)上,總結(jié)、提煉、豐富、改編現(xiàn)有教材而完成,目的就是幫助讀者學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)數(shù)字系統(tǒng)的硬件描述語(yǔ)言,并熟悉工具軟件MAX+plusII和QuartusII。在編寫過(guò)程中我們力求突出以下特點(diǎn):
(1)有關(guān)EDA技術(shù)及可編程邏輯器件只做簡(jiǎn)單的介紹,因?yàn)橛写罅康馁Y料可以供讀者參考,只是出于完整性的考慮在教材中適當(dāng)體現(xiàn)。
。2)語(yǔ)言通俗易懂,內(nèi)容力求精練,避免晦澀難懂的敘述。
。3)教材中涉及的實(shí)例力求簡(jiǎn)單明了,針對(duì)性強(qiáng)。
當(dāng)然,要想達(dá)到很高的設(shè)計(jì)水平,還需要讀者進(jìn)行更專業(yè)的培訓(xùn)和訓(xùn)練。一本教材不能解決所有的問(wèn)題,本書僅供讀者入門學(xué)習(xí)之用,能起到拋磚引玉之功效是作者的心愿。
本書是面向電子信息類專業(yè)的教材,根據(jù)我們教學(xué)的實(shí)踐,建議理論授課學(xué)時(shí)數(shù)為32學(xué)時(shí),實(shí)踐課程為16學(xué)時(shí),課程設(shè)計(jì)為16學(xué)時(shí)。不同院?梢愿鶕(jù)自身的實(shí)際需求對(duì)書中內(nèi)容加以取舍。當(dāng)然,不僅僅局限于本書給出的實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)題目,根據(jù)學(xué)生掌握的難易程度,教師也可以自行設(shè)計(jì)其他題目。
本書由三所高校老師聯(lián)合編寫,重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院何春燕老師編寫第2章、第5章,重慶三峽學(xué)院電子與信息工程學(xué)院劉毓副教授編寫第4章、第7章,重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院黃穎老師編寫第1章,重慶工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程學(xué)院李生好副教授編寫第3章,重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院高飛副教授編寫第6章。全書由何春燕老師統(tǒng)稿、定稿。
由于編者水平有限,書中難免有不足和考慮不周之處,敬請(qǐng)使用本書的師生與其他讀者批評(píng)指正,以便修訂時(shí)改進(jìn)。
非常感謝所有關(guān)心本書編寫的學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)、同事給予我們的支持與幫助。
第1章 EDA技術(shù)概述與可編程邏輯器件
1.1 EDA技術(shù)
1.1.1 EDA技術(shù)的含義
1.1.2 EDA技術(shù)的發(fā)展歷程
1.1.3 EDA的應(yīng)用
1.1.4 EDA技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
1.2 EDA軟件系統(tǒng)的構(gòu)成
1.2.1 電子電路設(shè)計(jì)與仿真工具
1.2.2 PCB設(shè)計(jì)軟件
1.2.3 IC設(shè)計(jì)軟件
1.2.4 PLD設(shè)計(jì)工具
1.2.5 其他EDA軟件
1.3 硬件描述語(yǔ)言
1.3.1 HDL的發(fā)展歷程
1.3.2 HDL的特點(diǎn)
1.3.3 VHDL系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)
1.3.4 Verilog HDL的優(yōu)點(diǎn)
1.4 可編程邏輯器件
1.4.1 可編程邏輯器件概述
1.4.2 PLD的分類
1.4.3 PLD產(chǎn)品介紹
1.4.4 PLD的配置
1.4.5 可編程邏輯器件的發(fā)展歷史及未來(lái)趨勢(shì)
第2章 工具軟件MAx+plus II/Quartus II
2.1 常用軟件
2.2 MAX+plus II軟件的使用
2.3 MAX+plus II原理圖輸入使用示例
2.3.1 建立文件
2.3.2 編譯環(huán)節(jié)
2.3.3 功能仿真設(shè)計(jì)文件
2.3.4 編程下載設(shè)計(jì)文件
2.4 Quarlus II軟件的使用
2.4.1 建立工程
2.4.2 設(shè)計(jì)輸入
2.4.3 電路仿真
第3章 工具硬件SOPC簡(jiǎn)介
3.1 EDA/SOPC開(kāi)發(fā)系統(tǒng)
3.2 硬件使用驗(yàn)證示例
3.2.1 建立工程
3.2.2 選擇器件
3.2.3 新建VHDL文件
3.2.4 編譯環(huán)節(jié)
3.2.5 仿真功能設(shè)計(jì)文件
3.2.6 編程下載文件
3.2.7 硬件結(jié)果觀察
第4章 Verilog HDL硬件描述語(yǔ)言
4.1 Verilog的基本語(yǔ)法
4.1.1 簡(jiǎn)單的Verilog HDL膜塊
4.1.2 數(shù)據(jù)類型及其常量、變量
4.1.3 Verilog HDL操作符
4.1.4 過(guò)程語(yǔ)句
4.1.5 賦值語(yǔ)句
4.1.6 塊語(yǔ)句
4.1.7 條件語(yǔ)句
4.1.8 選擇語(yǔ)句
4.1.9 循環(huán)語(yǔ)句
4.2 Verilog HDL的描述風(fēng)格
4.2.1 結(jié)構(gòu)型描述
4.2.2 數(shù)據(jù)流型描述
4.2.3 行為型描述
4.3 Verilog HDL的任務(wù)與函數(shù)
4.3.1 任務(wù)(Task)
4.3.2 函數(shù)(Function)
4.3.3 任務(wù)和函數(shù)的聯(lián)系與區(qū)別
4.3.4 系統(tǒng)自定義任務(wù)和函數(shù)
第5章 VHDL硬件描述語(yǔ)言
5.1 VHDL程序結(jié)構(gòu)
5.1.1 庫(kù)(LIBRARY)
5.1.2 程序包(PACKAGE)
5.1.3 實(shí)體(ENTITY)
5.1.4 結(jié)構(gòu)體(ARCHITECn5RE)
5.1.5 塊語(yǔ)句結(jié)構(gòu)(BLOCK)
5.1.6 進(jìn)程(PROCESS)
5.1.7 子程序(SUBPROGRAM)
5.1.8 配置(CONFIGURATION)
5.2 VHDL語(yǔ)言要素
5.2.1 VHDL文字規(guī)則
5.2.2 VHDL數(shù)據(jù)對(duì)象
5.2.3 VHDL數(shù)據(jù)類型
5.2.4 VHDL操作符
5.3 VHDL順序語(yǔ)句
5.3.1 賦值語(yǔ)句
5.3.2 流程控制語(yǔ)句
5.3.3 WAIT語(yǔ)句
5.3.4 子程序調(diào)用語(yǔ)句
5.3.5 返回語(yǔ)句(RETURN)
5.3.6 空操作語(yǔ)句(NIULL)
5.4 VHDL并行語(yǔ)句
5.4.1 進(jìn)程語(yǔ)句
5.4.2 塊語(yǔ)句
5.4.3 并行信號(hào)賦值語(yǔ)句
5.4.4 并行過(guò)程調(diào)用語(yǔ)句
5.4.5 元件例化語(yǔ)句
5.4.6 類屬映射語(yǔ)句
5.4.7 生成語(yǔ)句
5.5 VHDL描述風(fēng)格
5.5.1 行為描述
5.5.2 數(shù)據(jù)流描述
5.5.3 結(jié)構(gòu)描述
5.6 仿真
5.6.1 VHDL仿真
5.6.2 VHDL系統(tǒng)級(jí)仿真
5.7 綜合
5.7.1 VHDL綜合
5.7.2 優(yōu)化技術(shù)
5.7.3 調(diào)度和分配
5.7.4 綜合器
第6章 程序設(shè)計(jì)實(shí)例
6.1 Veritog程序?qū)嵗?br />
6.1.1 常見(jiàn)組合邏輯電路的設(shè)計(jì)
6.1.2 常見(jiàn)時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)
6.1.3 Verilog綜合設(shè)計(jì)實(shí)例
6.2 VHDL程序?qū)嵗?br />
第7章 EDA實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)
7.1 課程實(shí)驗(yàn)部分
7.1.1 MAX+plus II/Quartus II軟件圖形設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)一 MAX+plus II/Quartus II軟件應(yīng)用
實(shí)驗(yàn)二 奇偶檢測(cè)電路設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)三 同步計(jì)數(shù)器74161的應(yīng)用
實(shí)驗(yàn)四 數(shù)據(jù)選擇器74151的應(yīng)用
實(shí)驗(yàn)五 3→8譯碼器
7.1.2 MAX+plus II/Quartus II軟件VHDL設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)六 VHDL欺件設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)七 編碼器
實(shí)驗(yàn)八 數(shù)據(jù)比較器
實(shí)驗(yàn)九 組合邏輯電路的VHDL描述
實(shí)驗(yàn)十 計(jì)數(shù)器
實(shí)驗(yàn)十一 數(shù)字時(shí)鐘
7.2 課程設(shè)計(jì)部分
設(shè)計(jì)一 BCD碼加法器
設(shè)計(jì)二 四位全加器
設(shè)計(jì)三 出租車計(jì)費(fèi)器
設(shè)計(jì)四 數(shù)字秒表
設(shè)計(jì)五 交通燈控制器
設(shè)計(jì)六 四人搶答器
設(shè)計(jì)七 四位并行乘法器
設(shè)計(jì)八 步長(zhǎng)可變的加減法計(jì)數(shù)器
設(shè)計(jì)九 VGA彩條發(fā)生器
附錄 試驗(yàn)箱接口資源I/O對(duì)照表
參考文獻(xiàn)