EDA技术及应用

第1章 EDA技术概述 1 1.1 EDA技术 1 1.1.1 EDA技术的概念 1 1.1.2 EDA技术的发展 1 1.1.3 EDA技术的特点 3 1.1.4 EDA技术的应用 3 1.2 EDA基础知识 3 1.2.1 可编程逻辑器件 3 1.2.2 可编程逻辑语言 4 1.2.3 常用EDA工具 5 1.3 EDA设计流程 6 本章小结 8 习题 8 第2章 可编程逻辑器件特性与应用 10 2.1 可编程逻辑器件概述 10 2.1.1 可编程逻辑器件的发展 10 2.1.2 可编程逻辑器件的分类 11 2.1.3 可编程逻辑器件的基础 12 2.2 可编程逻辑器件的基本结构 13 2.2.1 简单PLD的基本结构 13 2.2.2 CPLD的基本结构 16 2.2.3 FPGA的基本结构 17 2.2.4 FPGA和CPLD的比较 20 2.3 FPGA/CPLD的编程与配置 21 2.3.1 JTAG方式的编程 21 2.3.2 PC并行口配置FPGA 23 2.3.3 Altera公司的可编程逻辑器件的 配置/编程 23 本章小结 24 习题 25 第3章 QuartusⅡ的使用 26 3.1 QuartusⅡ软件概述 26 3.1.1 QuartusⅡ软件的开发流程 26 3.1.2 QuartusⅡ软件的功能与特点 27 3.1.3 QuartusⅡ软件的安装 28 3.2 QuartusⅡ原理图输入设计 30 3.2.1 应用基本元件库设计1位全加器 31 3.2.2 应用MAX + plus Ⅱ老式宏函数 设计分频器 43 3.2.3 应用宏功能模块设计十进制 计数器译码显示 44 3.2.4 应用层次化设计法设计4位 二进制加法器 49 3.3 QuartusⅡ文本编辑输入设计 51 3.3.1 二选一数据选择器的文本输入设计 52 3.3.2 8线-3线编码器的文本输入设计 54 3.3.3 D触发器的文本输入设计 55 本章小结 56 习题 57 实训项目 57 第4章 VHDL基础 67 4.1 VHDL概述 67 4.1.1 VHDL的起源 67 4.1.2 常用的硬件描述语言比较 67 4.1.3 VHDL的特点 69 4.2 VHDL的描述结构 70 4.2.1 库 70 4.2.2 程序包 71 4.2.3 实体 71 4.2.4 结构体 74 4.2.5 配置 74 4.3 VHDL的描述方式 75 4.3.1 行为描述方式 75 4.3.2 数据流描述方式 76 4.3.3 结构描述方式 77 4.3.4 描述方式比较 78 4.4 VHDL的语言要素 82 4.4.1 VHDL的文字规则 82 4.4.2 VHDL的数据对象 84 4.4.3 VHDL的数据类型 87 4.4.4 VHDL的操作符 89 本章小结 90 习题 91 实训项目 95 第5章 VHDL语句 99 5.1 顺序语句 99 5.1.1 赋值语句 100 5.1.2 IF语句 101 5.1.3 CASE语句 103 5.1.4 LOOP语句 106 5.1.5 NEXT语句 109 5.1.6 EXIT语句 110 5.1.7 WAIT语句 112 5.1.8 RETURN语句 114 5.1.9 NULL语句 115 5.2 并行语句 115 5.2.1 并行信号赋值语句 116 5.2.2 进程语句 119 5.2.3 块语句 120 5.2.4 元件例化语句 123 5.2.5 生成语句 126 5.2.6 断言语句 130 5.3 属性语句 132 5.3.1 数值类属性 132 5.3.2 函数类属性 134 5.3.3 信号类属性 135 5.3.4 数据区间类属性 136 5.3.5 用户定义属性 137 5.4 子程序 137 5.4.1 过程(Procedure) 138 5.4.2 函数(Function) 138 本章小结 140 习题 140 实训项目 145 第6章 有限状态机设计 151 6.1 有限状态机概述 151 6.1.1 有限状态机的概念及特点 151 6.1.2 有限状态机的分类 152 6.1.3 有限状态机的结构 152 6.1.4 有限状态机的设计流程 156 6.2 Moore型状态机的设计 157 6.2.1 单进程Moore型状态机 157 6.2.2 多进程Moore型状态机 158 6.3 Mealy型状态机的设计 162 本章小结 163 习题 164 实训项目 167 第7章 常用逻辑电路的VHDL 程序设计 173 7.1 常用组合逻辑电路设计 173 7.1.1 门电路 173 7.1.2 加法器 176 7.1.3 减法器 178 7.1.4 编码器 180 7.1.5 译码器 184 7.1.6 多路选择器 187 7.1.7 比较器 189 7.1.8 乘法器 191 7.2 常用时序逻辑电路设计 193 7.2.1 触发器 193 7.2.2 锁存器 198 7.2.3 计数器 200 7.2.4 分频器 204 7.2.5 寄存器 210 本章小结 213 习题 213 实训项目 216 第8章 VHDL设计应用实例 220 8.1 节日彩灯控制器 220 8.1.1 原理分析 220 8.1.2 设计方案 220 8.1.3 功能实现 220 8.2 电子密码锁 225 8.2.1 原理分析 225 8.2.2 设计方案 225 8.2.3 功能实现 225 8.3 数字频率计 228 8.3.1 原理分析 228 8.3.2 设计方案 228 8.3.3 功能实现 229 8.4 篮球赛24秒计时器 233 8.4.1 原理分析 233 8.4.2 设计方案 234 8.4.3 功能实现 234 8.5 出租车计价器设计 235 8.5.1 原理分析 235 8.5.2 设计方案 235 8.5.3 功能实现 236 本章小结 241 习题 242 实训项目 244 附录1　实训电路结构图 250 附录2 芯片引脚对照表 258 参考文献 260