电子设计自动化 (EDA) 技术

第1章 电子设计自动化(EDA)基础 1 1.1 基本概念 1 1.1.1 EDA的定义 1 1.1.2 EDA的技术特点 2 1.1.3 EDA的主要内容 3 1.2 EDA的发展及其工业应用 5 1.2.1 EDA的发展阶段及特点 5 1.2.2 EDA技术的工业应用 6 1.3 基于EDA的数字系统设计 9 1.3.1 数字系统的基本框架 9 1.3.2 数字系统设计方法 9 1.3.3 EDA设计流程 10 习题与思考 12 第2章 可编程逻辑器件 13 2.1 可编程逻辑器件基础 13 2.1.1 基本概念 13 2.1.2 PLD器件的发展 14 2.1.3 PLD的结构特点与分类 16 2.2 典型CPLD器件 17 2.2.1 MAX7000S系列器件 18 2.2.2 ISP系列器件 21 2.2.3 MAX Ⅱ系列器件 24 2.3 典型FPGA器件 27 2.3.1 Cyclone Ⅲ系列器件 27 2.3.2 Lattice XP2系列器件 30 习题与思考 33 第3章 VHDL程序设计 34 3.1 VHDL程序结构 34 3.1.1 程序基本结构 34 3.1.2 实体设计 35 3.1.3 结构体设计 38 3.1.4 复杂结构体的描述方法 43 3.2 VHDL语言的对象 51 3.2.1 VHDL的命名规则 51 3.2.2 VHDL的基本对象 51 3.2.3 数据类型 53 3.2.4 数据类型转换 57 3.2.5 词法单元 59 3.2.6 运算操作符 60 3.3 VHDL的并行语句 64 3.3.1 进程语句(PROCESS) 64 3.3.2 WAIT语句 67 3.3.3 BLOCK语句 69 3.3.4 子程序和子程序调用语句 70 3.3.5 并行断言语句 73 3.3.6 并行赋值语句 74 3.3.7 通用模块与元件 78 3.3.8 生成语句(GENERATE) 81 3.4 顺序语句 85 3.4.1 IF语句 85 3.4.2 CASE语句 88 3.4.3 LOOP语句 90 3.4.4 其他顺序语句 94 3.5 VHDL的程序组织 95 3.5.1 子程序重载 95 3.5.2 程序库及设计 97 3.6 元件配置 100 3.6.1 体内配置 100 3.6.2 体外配置 102 3.6.3 直接例化 103 习题与思考 104 第4章 EDA开发工具 106 4.1 EDA设计过程 106 4.1.1 功能与需求分析 106 4.1.2 框架设计 106 4.1.3 构成模块设计 107 4.1.4 系统实现及分析 107 4.2 典型EDA工具Quartus Ⅱ 108 4.2.1 主界面 108 4.2.2 项目创建 109 4.2.3 图形及文本编辑 112 4.2.4 设计编译 126 4.2.5 设计仿真 127 4.2.6 器件及引脚分配 132 4.3 基于Quartus Ⅱ的专用集成电路设计 134 4.3.1 设计分析 134 4.3.2 项目创建 135 4.3.3 设计输入 136 4.3.4 项目编译与仿真设置 145 4.3.5 仿真分析 146 4.3.6 器件与引脚分配 148 4.3.7 器件编程 150 习题与思考 151 第5章 典型逻辑电路设计 152 5.1 典型组合逻辑电路设计 152 5.1.1 译码电路 152 5.1.2 编码电路 157 5.1.3 加法电路 163 5.1.4 减法电路 168 5.1.5 乘法电路 174 5.1.6 除法电路 178 5.2 典型时序逻辑电路设计 183 5.2.1 二进制计数电路 183 5.2.2 脉冲发生电路 189 5.2.3 串并转换电路 193 5.2.4 并串转换电路 198 习题与思考 202 第6章 典型接口与工业控制电路设计 203 6.1 可编程并行接口电路 203 6.1.1 逻辑功能与分析 203 6.1.2 电路的VHDL描述 204 6.1.3 电路实现 209 6.1.4 电路测试及分析 210 6.2 可编程定时/计数电路 213 6.2.1 逻辑功能与分析 213 6.2.2 电路的VHDL描述 218 6.2.3 电路实现 225 6.2.4 电路测试及分析 227 6.3 SPI总线接口器件 232 6.3.1 逻辑功能与分析 232 6.3.2 电路的VHDL描述 233 6.3.3 电路实现 236 6.3.4 电路测试与分析 238 6.4 单轴交流伺服驱动控制电路 240 6.4.1 控制原理与功能分析 240 6.4.2 电路的VHDL描述 243 6.4.3 电路实现 253 6.4.4 电路测试及分析 254 6.5 两轴联动控制电路设计 261 6.5.1 控制原理与功能分析 261 6.5.2 两轴联动控制器件的VHDL描述 265 6.5.3 电路实现 273 6.5.4 电路测试及分析 275 习题与思考 281 参考文献 283