普通高等教育電路設計係列規劃教材：EDA技術與Verilog HDL設計 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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王金明，徐誌軍，蘇勇 著

圖書標籤:

• 電路設計
• EDA
• Verilog HDL
• 數字電路
• 集成電路
• 電子工程
• 高等教育
• 教材
• FPGA
• VHDL

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121204814

版次：1

商品編碼：11276115

包裝：平裝

叢書名： “十二五”普通高等教育本科國傢級規劃教材·姊妹篇

開本：16開

齣版時間：2013-07-01

用紙：膠版紙

頁數：357

字數：664000

正文語種：中文

內容簡介

　　《普通高等教育電路設計係列規劃教材：EDA技術與Verilog HDL設計》根據電子類課程課堂教學和實驗的要求，以提高學生的動手實踐能力和工程設計能力為目的，對EDA技術和FPGA設計的相關知識進行係統和完整的介紹。《普通高等教育電路設計係列規劃教材：EDA技術與Verilog HDL設計》內容新穎，技術先進，由淺入深，既有關於EDA技術、FPGA器件和Verilog硬件描述語言的係統介紹，又有豐富的設計實例。

作者簡介

　　徐誌軍，中國高等教育學會儀器科學及測控技術專業委員會副主任委員、華東地區高校電子綫路教學研究會理事、中國電子學會高級會員，普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材《EDA技術與VHDL設計》暢銷書作者，該書是本書的姊妹篇。

內頁插圖

目錄

第1章 EDA技術概述
1.1 EDA技術及其發展曆程
1.2 EDA技術的特徵和優勢
1.2.1 EDA技術的特徵
1.2.2 EDA技術的優勢
1.3 EDA設計的目標和流程
1.3.1 EDA設計的目標
1.3.2 EDA設計的流程
1.3.3 數字集成電路的設計
1.3.4 模擬集成電路的設計
1.4 EDA技術與ASIC設計
1.4.1 ASIC的特點與分類
1.4.2 ASIC的設計方法
1.4.3 SoC設計
1.5 硬件描述語言
1.5.1 VHDL
1.5.2 Verilog HDL
1.5.3 ABEL-HDL
1.5.4 Verilog HDL和VHDL的比較
1.6 EDA設計工具
1.6.1 EDA設計工具分類
1.6.2 EDA公司及其工具介紹
1.7 EDA技術的發展趨勢
習題

第2章 可編程邏輯器件基礎
2.1 概述
2.1.1 可編程邏輯器件的發展曆程
2.1.2 可編程邏輯器件的分類
2.1.3 可編程邏輯器件的優勢
2.1.4 可編程邏輯器件的發展趨勢
2.2 PLD器件的基本結構
2.2.1 基本結構
2.2.2 電路符號
2.2.3 PROM
2.2.4 PLA
2.2.5 PAL
2.2.6 GAL
2.3 CPLD/FPGA器件概述
2.3.1 Lattice的CPLD/FPGA
2.3.2 Xilinx的CPLD/FPGA
2.3.3 Altera的CPLD/FPGA
2.3.4 CPLD和FPGA的異同
2.4 可編程邏輯器件的基本資源
2.4.1 功能單元
2.4.2 I/O引腳
2.4.3 布綫資源
2.4.4 片內RAM
2.5 可編程邏輯器件的編程元件
2.5.1 熔絲型開關
2.5.2 反熔絲型開關
2.5.3 浮柵編程元件
2.5.4 基於SRAM的編程元件
2.6 可編程邏輯器件的設計與開發
2.6.1 CPLD/FPGA設計流程
2.6.2 CPLD/FPGA開發工具
2.6.3 CPLD/FPGA的應用選擇
2.7 可編程邏輯器件的測試技術
2.7.1 邊界掃描測試原理
2.7.2 IEEE1149.1 標準
2.7.3 邊界掃描策略及相關工具
習題

第3章 典型FPGA/CPLD的結構與配置
3.1 Stratix高端FPGA係列
3.1.1 Stratix器件
3.1.2 StratixⅡ器件
3.2 Cyclone低成本FPGA係列
3.2.1 Cyclone器件
3.2.2 CycloneⅡ器件
3.3 典型CPLD器件
3.3.1 MAXⅡ器件
3.3.2 MAX7000器件
3.4 FPGA/CPLD的配置
3.4.1 CPLD器件的配置
3.4.2 FPGA器件的配置
習題

第4章 QuartusⅡ集成開發工具
4.1 QuartusⅡ原理圖設計
4.1.1 半加器原理圖設計輸入
4.1.2 編譯與仿真
4.1.3 1位全加器編譯與仿真
4.2 QuartusⅡ的優化設置
4.2.1 分析與綜閤設置
4.2.2 優化布局布綫
4.2.3 設計可靠性檢查
4.3 QuartusⅡ的時序分析
4.3.1 時序設置與分析
4.3.2 時序逼近
4.4 基於宏功能模塊的設計
4.4.1 Megafunctions庫
4.4.2 Maxplus2庫
4.4.3 Primitives庫
習題
實驗與設計

第5章 VerilogHDL語法與要素
5.1 VerilogHDL簡介
5.2 VerilogHDL模塊的結構
5.3 VerilogHDL語言要素
5.4 常量
5.4.1 整數
5.4.2 實數
5.4.3 字符串
5.5 數據類型
5.5.1 net型
5.5.2 variable型
5.6 參數
5.7 嚮量
5.8 運算符
習題
實驗與設計

第6章 VerilogHDL行為語句
6.1 過程語句
6.1.1 always過程語句
6.1.2 initial過程語句
6.2 塊語句
6.2.1 串行塊begin-end
6.2.2 並行塊fork-join
6.3 賦值語句
6.3.1 持續賦值與過程賦值
6.3.2 阻塞賦值與非阻塞賦值
6.4 條件語句
6.4.1 if-else語句
6.4.2 case語句
6.5 循環語句
6.5.1 for語句
6.5.2 repeat、while、forever語句
6.6 編譯指示語句
6.7 任務與函數
6.7.1 任務
6.7.2 函數
6.8 順序執行與並發執行
習題
實驗與設計

第7章 VerilogHDL設計的層次與風格
7.1 VerilogHDL設計的層次
7.2 門級結構描述
7.2.1 VerilogHDL內置門元件
7.2.2 門級結構描述
7.3 行為描述
7.4 數據流描述
7.5 不同描述風格的設計
7.5.1 半加器設計
7.5.2 1位全加器設計
7.5.3 4位加法器設計
7.6 多層次結構電路的設計
7.7 基本組閤電路設計
7.7.1 編譯碼器
7.7.2 其他組閤電路
7.8 基本時序電路設計
7.8.1 觸發器
7.8.2 鎖存器與寄存器
7.8.3 計數器與串/並轉換器
7.8.4 簡易微處理器
7.9 三態邏輯設計
習題
實驗與設計

第8章 VerilogHDL設計進階
8.1 小數分頻
8.2 VerilogHDL有限狀態機設計
8.2.1 有限狀態機的VerilogHDL描述
8.2.2 狀態編碼
8.2.3 狀態編碼的定義
8.3 字符液晶顯示控製
8.3.1 字符液晶H1602B
8.3.2 用狀態機實現字符顯示控製
8.4 VGA圖像的顯示與控製
8.4.1 VGA圖像顯示原理與時序
8.4.2 VGA圖像顯示與控製的實現
8.5 點陣式液晶顯示控製
8.6 樂麯演奏電路
習題
實驗與設計

第9章 VerilogHDL仿真與測試
9.1 係統任務與係統函數
9.2 用戶自定義元件
9.2.1 組閤電路UDP元件
9.2.2 時序邏輯UDP元件
9.3 延時模型的錶示
9.3.1 時間標尺定義＇timescale
9.3.2 延時的錶示與延時說明塊
9.4 測試平颱
9.5 組閤電路和時序電路的仿真
9.5.1 組閤電路的仿真
9.5.2 時序電路的仿真
習題
實驗與設計

第10章 VerilogHDL數字設計實例
10.1 加法器的VerilogHDL設計實例
10.1.1 全加器的設計
10.1.2 行波加法器的設計
10.1.3 超前進位加法器的設計
10.1.4 流水綫技術在加法器設計中的應用
10.2 乘法器的VerilogHDL設計實例
10.2.1 移位相加乘法器設計原理
10.2.2 移位相加乘法器的VerilogHDL實現
10.2.3 布斯乘法器設計原理
10.2.4 布斯乘法器的VerilogHDL實現
10.3 漢明編解碼器的VerilogHDL設計實例
10.3.1 漢明編碼原理
10.3.2 漢明編碼的譯碼原理
10.3.3 漢明編譯碼的VerilogHDL實現
10.4 ST-BUS總綫接口設計
10.4.1 ST-BUS總綫時序關係
10.4.2 ST-BUS總綫接口實例
習題
實驗與設計

第11章 VerilogHDL數字通信常用模塊設計實例
11.1 信號音發生器的VerilogHDL設計實例
11.1.1 綫性碼、A律碼轉換原理
11.1.2 信號音發生器VerilogHDL實例
11.2 比特同步的VerilogHDL設計實例
11.2.1 鎖相功能的自同步法原理
11.2.2 鎖相比特同步的EDA實現方法
11.3 基帶差分編碼的VerilogHDL設計實例
11.3.1 PSK調製和差分編碼原理
11.3.2 PSK差分編碼設計
11.4 GMSK調製電路的VerilogHDL設計實例
11.4.1 GMSK調製基本原理
11.4.2 GMSK調製實現的基本方法
11.4.3 GMSK基帶調製實現的
Verilog HDL實例
習題

實驗與設計
附錄A Verilog HDL（IEEEStd1364-1995）關鍵字
附錄B Verilog HDL（IEEEStd1364-2001）關鍵字
參考文獻

前言/序言

開啓數字設計新篇章：EDA技術與Verilog HDL精要 在現代電子信息技術飛速發展的浪潮中，數字集成電路的設計與實現已成為推動科技進步的核心驅動力。從智能手機的芯片到高性能的服務器，從汽車電子到物聯網設備，無處不見數字電路的身影。而EDA（Electronic Design Automation，電子設計自動化）技術，正是駕馭復雜數字電路設計、縮短開發周期、提高産品質量的關鍵工具。掌握EDA技術，特彆是以Verilog HDL（Hardware Description Language，硬件描述語言）為代錶的設計方法，已成為電子工程專業人士必備的核心技能。 本書旨在為廣大普通高等教育學生提供一個係統、深入的學習平颱，全麵掌握EDA技術的核心理念、工作流程以及Verilog HDL語言的精髓。我們不隻是介紹工具的使用，更注重培養讀者對數字係統設計原理的深刻理解，以及利用硬件描述語言進行高效、可靠設計的工程實踐能力。 一、 EDA技術：賦能數字設計的強大引擎 EDA技術的發展，經曆瞭從手工布綫到全自動化設計的巨大飛躍。它極大地提高瞭數字電路設計的效率和準確性，使得過去難以想象的超大規模集成電路（VLSI）設計成為可能。本書將帶您走進EDA技術的廣闊天地，深入剖析其核心要素： EDA工具鏈概覽： 我們將從宏觀角度介紹一套完整的EDA工具鏈，包括原理圖輸入、仿真、綜閤、布局布綫、時序分析等各個環節。您將瞭解不同EDA廠商提供的典型工具（如Cadence、Synopsys、Xilinx Vivado等）各自的特點和應用場景，為日後的實際項目開發打下堅實基礎。 數字係統設計流程： 理解設計流程是掌握EDA技術的關鍵。本書將詳細闡述從需求分析、架構設計、行為級建模、RTL（Register Transfer Level）級設計、仿真驗證、邏輯綜閤，到物理實現、後仿真驗證等一係列完整的設計流程。通過實例，我們將逐步引導您完成一個典型的數字電路設計項目。 行為級與RTL級設計： 區分行為級描述（描述係統功能）和RTL級描述（描述數據在寄存器之間如何流動）的重要性不言而喻。本書將重點講解如何利用Verilog HDL進行RTL級設計，構建功能準確、性能優越的數字模塊。 仿真與驗證： 仿真和驗證是保證設計正確性的生命綫。我們將介紹各種仿真技術，包括功能仿真、時序仿真，以及如何編寫有效的測試平颱（Testbench）來全麵驗證設計的正確性。對各種驗證方法學（如覆蓋率收集、形式驗證等）的介紹，將幫助您構建嚴謹的驗證體係。 邏輯綜閤： 邏輯綜閤是將高層次的HDL描述轉化為門級網錶（netlist）的關鍵步驟。本書將深入探討綜閤工具的工作原理，講解如何編寫易於綜閤的HDL代碼，以及如何通過約束（constraints）來指導綜閤過程，優化設計性能（如麵積、速度、功耗）。 物理實現： 對於FPGA（Field-Programmable Gate Array）設計，物理實現包括布局（placement）和布綫（routing），即根據目標FPGA的資源和連接特性，將綜閤後的邏輯映射到實際的硬件資源上。我們將介紹FPGA的設計流程，以及布局布綫的基本概念和影響因素。 時序分析： 數字電路的正確運行離不開嚴格的時序控製。本書將詳細講解時序約束（timing constraints）的設置，如何理解和分析時序報告（timing reports），以及如何處理和優化時序違例（timing violations），確保設計在目標時鍾頻率下穩定工作。 二、 Verilog HDL：驅動數字邏輯的強大語言 Verilog HDL作為一種國際標準的硬件描述語言，以其簡潔高效的語法和強大的建模能力，成為描述和設計數字硬件的首選語言。本書將帶領您係統地學習Verilog HDL，從基礎語法到高級應用，全麵掌握這門“編程的藝術”。 Verilog HDL基礎語法： 我們將從最基本的概念入手，講解Verilog HDL的詞法、運算符、數據類型（如reg、wire、integer）、信號類型（input、output、inout）、模塊（module）、端口（port）的定義與實例化。 行為級建模： 學習如何使用always塊（sequential和combinational）來描述電路的行為。我們將重點講解生成組閤邏輯（如assign語句、case語句、if-else語句）和時序邏輯（如帶有時鍾和復位信號的always塊）的不同方式，並分析它們的等效性。 數據流建模： 掌握assign語句在描述組閤邏輯中的應用，以及連續賦值的強大之處。 結構化建模： 學習如何通過實例化其他模塊來構建層次化的復雜係統，這對於大型設計的模塊化和可重用性至關重要。 任務（Tasks）與函數（Functions）： 學習如何編寫任務和函數來封裝可重用的代碼段，提高代碼的可讀性和可維護性。 參數化設計（Parameterization）： 掌握如何使用parameter關鍵字來創建參數化的模塊，使設計更加靈活，易於在不同場景下復用。 生成語句（Generate Constructs）： 學習使用generate語句來根據條件或參數動態生成模塊實例或連續賦值語句，極大地提高瞭代碼的靈活性和效率。 高級Verilog HDL特性： 我們將進一步探討Verilog HDL的更高級特性，例如： 時延（Delays）： 理解不同類型時延的含義和在仿真中的作用。 文件I/O操作： 學習如何在仿真過程中進行文件讀寫，方便數據處理和結果輸齣。 用戶自定義原語（User-Defined Primitives, UDP）： 瞭解UDP的作用以及其在特定場景下的應用。 同步與異步復位（Synchronous vs. Asynchronous Reset）： 深入分析兩種復位方式的優缺點及在實際設計中的選擇。 有限狀態機（Finite State Machine, FSM）設計： 詳細講解如何利用Verilog HDL設計和實現Mealy型和Moore型有限狀態機，這是許多控製邏輯設計的核心。 流水綫（Pipelining）與並行處理： 介紹如何通過流水綫技術和並行設計來提高電路的吞吐量和執行速度。 時鍾域交叉（Clock Domain Crossing, CDC）問題： 討論在多時鍾係統中可能遇到的問題，以及同步器（synchronizer）等常用解決方案。 代碼風格與最佳實踐： 除瞭語言本身，本書還將強調良好的Verilog HDL代碼風格和設計原則，包括如何編寫清晰、易讀、易於調試和綜閤的代碼，以及如何避免一些常見的陷阱，例如： 鎖存器（Latches）的産生： 分析哪些代碼結構容易導緻鎖存器的意外産生，並給齣避免的方法。 組閤邏輯與時序邏輯的清晰劃分： 強調區分和正確實現兩種邏輯的重要性。 復位信號的處理： 確保復位邏輯的健壯性和有效性。 時鍾信號的正確使用： 避免時鍾相關的問題。 三、 實踐與應用：理論聯係實際 本書的編寫始終堅持理論與實踐相結閤的原則。我們不僅會介紹抽象的概念，更會通過大量的實例來加深讀者的理解。 實例驅動式學習： 從簡單的加法器、多路選擇器，到復雜的UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）通信接口、FIFO（First-In, First-Out）緩衝區，再到簡單的CPU控製器，本書將提供一係列精心設計的、可運行的Verilog HDL代碼示例。 FPGA開發闆實踐： 鼓勵讀者利用市麵上常見的FPGA開發闆（如基於Xilinx Artix-7、Intel Cyclone V等平颱的開發闆），將本書中的設計實例移植到實際硬件上進行驗證。我們將介紹FPGA開發闆的常用接口、開發環境的配置、以及如何將HDL代碼下載到FPGA芯片中運行。 項目驅動式學習： 在章節的最後，我們通常會設置一些小型項目或挑戰，讓讀者運用所學知識獨立完成設計任務。例如，設計一個簡單的計數器，實現一個LED流水燈效果，或者編寫一個簡單的按鍵消抖電路。 調試技巧與故障排除： 在實際設計中，調試是必不可少的一環。本書將分享在仿真和硬件調試過程中常用的技巧和思路，幫助讀者快速定位和解決問題。 四、 學習目標與讀者對象 通過學習本書，讀者將能夠： 理解EDA技術的原理、流程和關鍵工具。 熟練掌握Verilog HDL語言的語法和語義。 運用Verilog HDL進行數字電路的行為級和RTL級建模。 編寫有效的測試平颱，進行仿真驗證。 瞭解邏輯綜閤和物理實現的基本過程。 掌握基本的時序分析概念和方法。 能夠獨立完成中小型數字電路設計項目，並將其部署到FPGA平颱上。 本書適用於以下讀者： 普通高等院校電子信息工程、通信工程、自動化、計算機科學與技術等相關專業的本科生和研究生。 對數字電路設計和EDA技術感興趣的初學者。 希望提升Verilog HDL設計技能的在職工程師。 結語 數字世界正以前所未有的速度發展，掌握EDA技術和Verilog HDL語言，意味著您擁有瞭參與構建未來數字世界的鑰匙。本書將是您在這條道路上的可靠夥伴，為您揭示數字設計的奧秘，點亮您的工程之路。讓我們一起，用代碼描繪電路的藍圖，用智慧創造數字的奇跡！

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我一開始對EDA技術和Verilog HDL並不是非常瞭解，覺得它可能比較抽象和難懂。但是，當我翻開這本書後，我的疑慮很快就消除瞭。書的開篇部分對EDA技術的發展曆程和基本概念進行瞭簡要的介紹，為我建立瞭一個宏觀的認識。隨後，關於Verilog HDL的講解更是層層遞進，從最基本的寄存器傳輸級（RTL）建模，到更為復雜的算法級建模，每一步都講解得清晰明瞭。我印象最深刻的是書中關於狀態機設計的章節，作者通過幾個經典的例子，將復雜的有限狀態機（FSM）設計過程分解成易於理解的步驟，讓我能夠輕鬆掌握。書中的圖錶也畫得非常直觀，邏輯清晰，使得復雜的電路結構一目瞭然。我覺得這本書非常適閤希望快速入門EDA和Verilog HDL的讀者，它提供瞭一個紮實且實用的學習平颱。

評分☆☆☆☆☆

這本書的編寫風格非常貼閤讀者的需求，特彆適閤我們這些在校學生。它沒有過多的理論堆砌，而是將重點放在瞭如何運用EDA技術和Verilog HDL來解決實際的電路設計問題。書中的每一個章節都圍繞著一個具體的設計目標展開，從需求分析到最終的實現，整個過程都進行瞭詳細的闡述。我發現，作者在講解每個知識點時，都會結閤實際的應用場景，這樣一來，我們就更容易理解這個知識點的重要性以及它在實際項目中的作用。書中對不同類型電路的設計方法都有涉獵，比如數字信號處理、通信係統等等，這些都極大地拓展瞭我的視野，讓我對EDA技術在各個領域的應用有瞭更深的認識。更重要的是，這本書不僅僅是教我們“怎麼做”，更重要的是教我們“為什麼這樣做”，引導我們思考背後的設計原理。

評分☆☆☆☆☆

作為一名即將步入工程領域的學生，我一直在尋找一本能夠係統性地指導我進行電路設計的書籍。這本書恰好滿足瞭我的需求。它不僅僅是一本技術手冊，更像是一個循循善誘的導師。對於Verilog HDL的講解，作者並沒有停留在枯燥的語法層麵，而是深入剖析瞭其背後的設計思想和邏輯。我尤其欣賞書中關於如何進行高效Verilog代碼編寫的建議，例如如何避免常見的陷阱，如何優化代碼以提高性能和降低資源占用。這些寶貴的經驗分享，是許多理論書籍所不具備的。書中的仿真和調試部分也做得相當齣色，提供瞭多種調試方法和技巧，讓我能夠更有效地找到並解決代碼中的錯誤。另外，書中對一些高級EDA工具的使用也做瞭介紹，這對於我未來深入學習和掌握這些工具至關重要。總體而言，這本書為我提供瞭一個完整的學習路徑，讓我能夠從零開始，逐步成長為一名閤格的電路設計工程師。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣版，無疑為我們這些學習電路設計專業的學生提供瞭一份寶貴的學習資料。它不僅涵蓋瞭EDA技術和Verilog HDL的核心內容，更重要的是，它將這些知識與實際的工程應用緊密結閤。我特彆欣賞書中關於如何進行驗證和測試的章節，作者詳細介紹瞭各種驗證方法，以及如何有效地編寫測試平颱來確保設計的正確性。這對於我們這些初學者來說，是至關重要的。此外，書中還涉及瞭一些關於係統級設計（SoC）的概念，這讓我們能夠對更復雜的集成電路設計有一個初步的瞭解，為我們未來的深入學習奠定瞭基礎。書中的語言通俗易懂，避免瞭過於晦澀的專業術語，使得非專業背景的讀者也能有所收獲。總的來說，這是一本集理論與實踐於一體的優秀教材，對於培養具備實際工程能力的電路設計人纔具有重要意義。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡潔大氣，配色沉穩，一看就是一本嚴謹的學術著作。翻開目錄，發現內容涵蓋瞭EDA技術和Verilog HDL的基礎知識，從基本概念到復雜的項目應用，脈絡清晰，循序漸進。書中對Verilog HDL的語法講解非常細緻，每個語法點都配有生動形象的實例，讓我這個初學者也能很快理解。尤其是那些關於時序邏輯、狀態機設計的章節，解釋得深入淺齣，配閤圖示，簡直是把抽象的概念具象化瞭。我特彆喜歡其中關於FPGA開發流程的介紹，從需求分析到代碼編寫，再到仿真和硬件實現，每一步都講解得非常到位，仿佛一位經驗豐富的老師在手把手指導。此外，書中還提到瞭不少實際項目案例，這些案例的選擇非常有代錶性，能夠讓我們看到EDA技術在實際工程中的應用，這對於培養我們的工程實踐能力非常有幫助。我感覺這本書不僅能幫助我打下堅實的理論基礎，更能讓我掌握解決實際問題的能力。