普通高等教育“十二五”规划教材·卓越工程师系列教材：数字电子与EDA技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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秦进平，刘海成 编

图书标签:

• 数字电子技术
• EDA技术
• 电路分析
• 数字电路设计
• VHDL
• Verilog
• FPGA
• 电子工程
• 高等教育
• 教材

出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787512345256

版次：1

商品编码：11300560

包装：平装

开本：16开

出版时间：2013-08-01

页数：308

内容简介

　　《普通高等教育“十二五”规划教材·卓越工程师系列教材：数字电子与EDA技术》以数字电子基本理论和基本技能为引导，以EDA平台和硬件描述语言为主要设计手段，以培养工程能力为宗旨；逻辑电平由早已过时的5V改为3.3V描述，淡化电路的内部结构，强调电路的外部特性；淡化逻辑表达式的化简，由数字电子基本知识快速过渡到以EDA技术为核心的数字系统设计方法上来。
　　《普通高等教育“十二五”规划教材·卓越工程师系列教材：数字电子与EDA技术》将“数字电子技术课程”和“EDA技术”课程深度融合，建立传统数字电子技术设计和现代设计方法设计相结合的新课程体系，而非简单拼凑：在原理图设计层面，通过EDA环境讲述数字逻辑基础；在可编程逻辑器件层面，基于硬件描述语言讲述数字系统设计。即在电子系统设计中，突出现代设计方法设计；在传统设计中，有效的利用EDA工具加强教学。同时，《普通高等教育“十二五”规划教材·卓越工程师系列教材：数字电子与EDA技术》以注重基本概念、基本单元电路、基本方法和典型电路为出发点，促进学生基本应用能力的形成。

作者简介

　　秦进平，黑龙江科技学院电子信息学院院长，教授，卓越工程师项目负责人，长期从事电子技术、EDA技术教学工作。

前言/序言

《数字电子与EDA技术》教材简介 一、教材背景与定位 在全球经济一体化和科技飞速发展的浪潮下，我国高等教育肩负着培养高素质、创新型、复合型人才的重任。为适应新时期经济社会发展对卓越工程师的需求，《普通高等教育“十二五”规划教材·卓越工程师系列教材》应运而生。本套教材旨在深化高等教育教学改革，突出学科前沿性、工程实践导向性和国际化视野，致力于为高校培养具备国际竞争力的工程技术人才奠定坚实基础。 《数字电子与EDA技术》作为“卓越工程师系列教材”的重要组成部分，其内容紧密围绕现代电子工程领域的核心技术——数字电子技术与EDA（Electronic Design Automation，电子设计自动化）技术展开。数字电子技术是现代电子信息产业的基石，几乎渗透于国民经济的各个领域，其理论知识的掌握和实践能力的培养对于工程师而言至关重要。而EDA技术则是实现复杂数字电子系统设计、仿真、验证和优化的关键手段，是推动电子信息产业发展的核心驱动力。 本教材的定位是为普通高等教育相关专业的本科生提供一套系统、深入、前沿的数字电子与EDA技术学习资源。其目标读者包括但不限于电子信息工程、通信工程、自动化、计算机科学与技术等专业的学生，以及希望通过系统学习掌握数字电子与EDA技术的在职工程师和研究人员。教材旨在帮助读者建立扎实的数字电子系统设计理论基础，熟练掌握EDA工具的使用方法，培养独立解决复杂工程问题的能力，为后续更深入的专业学习和工程实践打下坚实的基础。 二、教材内容概述 本教材力求内容系统、逻辑清晰、理论与实践相结合，涵盖了数字电子技术和EDA技术的主要内容，并注重前沿性和工程应用。 第一部分：数字电子技术基础 本部分将从最基本的数字逻辑概念出发，循序渐进地引导读者深入理解数字电子系统的构成原理和设计方法。 绪论： 介绍数字电子技术在现代社会中的重要性，简述其发展历程和未来趋势，并阐述EDA技术在数字系统设计中的关键作用，激发学习兴趣。 数制与编码： 详细讲解二进制、十进制、十六进制等数制及其相互转换，并介绍各种常用的编码方式，如格雷码、BCD码、ASCII码等，为后续逻辑运算奠定基础。 逻辑门电路： 深入介绍基本逻辑门（与门、或门、非门）、复合逻辑门（与非门、或非门、异或门、同或门）的逻辑功能、真值表、逻辑符号和电路实现。讲解逻辑函数的代数化简方法，如卡诺图法、奎-麦克拉斯基法，以及代数化简定理和公式的应用。 组合逻辑电路： 学习各种基本组合逻辑功能模块的设计，包括译码器、编码器、多路选择器、数据分配器、比较器、加法器（半加器、全加器、多位加法器）、减法器等。重点在于理解这些模块的功能原理，并通过逻辑设计实现，掌握利用逻辑门搭建复杂组合逻辑电路的方法。 时序逻辑电路： 介绍触发器（RS触发器、JK触发器、D触发器、T触发器）的原理、状态转移图、状态表和激励方程，这是构成时序逻辑电路的基本单元。学习锁存器和时钟信号的产生与应用。 寄存器与计数器： 讲解寄存器的结构和功能，如移位寄存器（串入串出、串入并出、并入串出、并入并出）及其应用。深入分析计数器的类型，包括同步计数器（二进制计数器、十进制计数器、任意模计数器）和异步计数器，以及它们的组成原理和工作特点。 有限状态机（FSM）： 详细介绍有限状态机的概念，包括摩尔状态机和米利状态机。讲解状态机的状态转移图、状态表和设计步骤。通过实际案例，演示如何利用有限状态机设计复杂的控制器件。 存储器： 介绍各种半导体存储器的基本原理和结构，包括随机存取存储器（RAM，如SRAM、DRAM）和只读存储器（ROM，如PROM、EPROM、EEPROM、Flash ROM）。讲解存储器的地址译码、读写操作过程。 脉冲信号产生与波形整形： 探讨利用弛豫振荡器、施密特触发器等电路产生脉冲信号的原理，以及如何对信号进行整形，使其满足数字电路的时序要求。 脉冲信号的传输与接收： 介绍数字信号在传输过程中可能遇到的问题，如信号衰减、噪声干扰，以及常用的传输方式和接口标准。 第二部分：EDA技术与应用 本部分将重点介绍EDA工具在数字系统设计中的应用，通过实际操作和案例分析，使读者掌握现代数字系统设计的流程和方法。 EDA技术概述： 介绍EDA技术的概念、发展历程、重要性以及其在电子设计领域的地位。阐述EDA工具链的构成，包括硬件描述语言（HDL）、综合工具、仿真工具、布局布线工具、静态时序分析工具等。 硬件描述语言（HDL）入门： Verilog HDL： 详细讲解Verilog HDL的基本语法、数据类型、运算符、过程语句、结构语句、模块实例化、参数传递等。通过实例演示如何用Verilog描述组合逻辑和时序逻辑电路，如加法器、多路选择器、D触发器、计数器等。 VHDL（可选或简要介绍）： 根据实际情况，可以选择性地简要介绍VHDL语言的基本结构、数据类型、并发语句、顺序语句等，或者提供与Verilog对比的视角。 数字逻辑综合： 介绍逻辑综合的概念和过程。讲解如何将HDL代码转化为门级网表。重点介绍综合工具的使用，包括综合约束的设置、优化目标的选择、以及综合结果的分析（如逻辑深度、面积、时序）。 数字逻辑仿真： 讲解仿真在数字系统设计验证中的重要性。介绍仿真器的基本原理和使用方法。演示如何编写测试平台（Testbench），对HDL设计进行功能仿真和时序仿真。重点关注仿真波形的分析和故障排除。 FPGA/CPLD与可编程逻辑器件： 介绍FPGA（Field Programmable Gate Array）和CPLD（Complex Programmable Logic Device）的基本结构、工作原理和特点。讲解它们在现代电子系统设计中的广泛应用。介绍基于FPGA/CPLD的系统开发流程，包括HDL设计、综合、适配、下载和调试。 EDA设计流程与实例： 整合前述内容，系统介绍一个典型的FPGA/CPLD设计流程。通过一个或多个具有代表性的工程实例，如简易CPU控制器、数字时钟、交通灯控制器、数据采集与处理模块等，演示从需求分析、HDL编码、仿真验证、逻辑综合、适配到硬件实现的完整过程。 高级EDA技术简介（可选）： 根据课程需求和读者基础，可以简要介绍一些更高级的EDA技术，如静态时序分析（STA）的基本概念和重要性，以及硬件/软件协同设计（Co-design）的思想。 三、教材特色 1. 理论与实践紧密结合： 教材在讲解理论知识的同时，贯穿了大量的工程实例和EDA工具应用示范。每章都设计了思考题和实验题，鼓励学生动手实践，加深对知识的理解。 2. 突出工程应用导向： 教材内容紧跟当前电子工程技术的发展前沿，注重培养学生解决实际工程问题的能力。所选取的案例均来源于实际工程应用，具有较强的代表性。 3. 强调EDA工具的应用： 教材不仅仅是理论的传授，更注重EDA工具（如Xilinx Vivado, Altera Quartus等主流FPGA开发套件，以及Verilog/VHDL仿真器）的操作和应用。通过EDA工具的学习，使学生能够将理论知识转化为实际设计能力。 4. 体系结构清晰，逻辑严谨： 教材从数字电子的基础概念出发，逐步深入到复杂的系统设计，逻辑层次分明，易于读者理解和掌握。 5. 符合“卓越工程师”培养需求： 教材的设计理念与“卓越工程师”的培养目标高度契合，旨在培养学生的工程素养、创新能力和解决复杂工程问题的能力，为他们未来成为卓越工程师奠定坚实基础。 6. 紧密结合“十二五”规划： 教材的编写充分考虑了国家“十二五”规划对高等教育发展的要求，旨在提升我国电子信息类专业的人才培养质量，为国家科技发展和产业升级提供人才保障。 四、学习方法与建议 掌握数字电子与EDA技术需要理论学习与实践操作相结合。建议读者在学习过程中： 扎实掌握基础理论： 认真学习每一章节的理论知识，理解数字逻辑、时序逻辑、状态机等核心概念。 熟练运用EDA工具： 积极参与实验环节，熟练掌握至少一种主流的EDA工具的使用，包括HDL编码、仿真、综合、布局布线等基本流程。 多做实验，勤于思考： 通过完成实验项目，将理论知识应用于实践，并从中发现问题、解决问题，提升工程实践能力。 主动查阅资料，拓展视野： 鼓励读者在学习过程中，主动查阅相关的技术文档、学术论文和行业报告，了解数字电子和EDA技术的最新发展动态。 参与课程设计与项目实践： 积极参与课程设计和课外项目，将所学知识融会贯通，锻炼独立设计和团队协作能力。 五、结语 《数字电子与EDA技术》教材不仅是一本知识的载体，更是通往现代电子工程设计殿堂的桥梁。通过对本教材的学习，相信读者能够建立起扎实的数字电子系统设计理论基础，熟练掌握EDA工具的应用技巧，为未来从事电子工程领域的研发、设计、测试等工作打下坚实基础，并为成为一名优秀的工程师做好充分准备。

评分☆☆☆☆☆

我是一名刚步入嵌入式开发领域不久的工程师，在工作中经常会遇到对数字电路设计、时序分析等方面的知识需要快速补充和更新。市面上关于数字电子的书籍有很多，但很多要么过于理论化，脱离实际应用，要么过于偏重某个特定EDA工具的使用，而缺乏对底层原理的深入剖析。这套“数字电子与EDA技术”教材的出现，恰好填补了这个空白。我尤其看重它能够将数字电子的理论知识与EDA（电子设计自动化）技术紧密结合。这意味着，我不仅能学到数字电路的设计思想和方法，还能直接掌握如何利用现代EDA工具将其转化为可执行的代码和设计，并最终实现硬件的功能。我非常希望能在这本书中找到关于FPGA和CPLD等可编程逻辑器件的详细介绍，以及如何使用Verilog或VHDL语言进行逻辑设计、仿真和综合。同时，我也期待它能介绍一些业界主流的EDA工具，比如Xilinx ISE/Vivdado，Intel Quartus Prime等，并提供相关的实践案例和实验指导。这样，我就可以在学习理论的同时，通过实际操作来巩固和加深理解，提高解决实际工程问题的能力。对于像我这样需要快速提升专业技能的工程师而言，一本既有深度又有广度，并且兼具理论与实践指导意义的书籍，无疑是宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

作为一名高校教师，在教材的选择上我一向十分审慎。我们学校近年来大力推行“卓越工程师教育培养计划”，而数字电子和EDA技术又是其中非常重要的基础课程。看到这本“普通高等教育‘十二五’规划教材·卓越工程师系列教材：数字电子与EDA技术”，我感到非常欣喜，因为它直接契合了我们的教学目标和改革方向。我最关心的，是这本书的理论体系是否完整、严谨，能否为学生打下坚实的理论基础；同时，它与EDA技术的结合度是否足够高，能否引导学生有效地运用现代EDA工具进行设计。我期待它能系统地讲解数字电路的基本概念，如逻辑门、组合逻辑、时序逻辑、状态机等，并在此基础上，深入浅出地介绍Verilog或VHDL语言的建模能力，以及如何通过EDA工具进行逻辑综合、静态时序分析、仿真验证等关键环节。此外，教材的案例设计和实验环节也至关重要。我希望它能提供一系列由浅入深的工程实践项目，让学生在完成这些项目的同时，掌握从概念到设计的完整流程，并体验到解决实际工程挑战的乐趣。如果这本书能够做到理论的深度与EDA应用的广度兼备，并辅以丰富的实践资源，那么它将是我们培养新一代卓越工程师的得力助手。

评分☆☆☆☆☆

这本书的选题方向我非常看好，市面上围绕“数字电子”这个经典课程的书籍不少，但能将其与“EDA技术”深度融合，并上升到“卓越工程师”培养这个高度的，确实不多见。我本身就是做集成电路设计的，深知理论与实践脱节的严重性。很多学生在学校学的是基础的逻辑门、时序分析，但到了实际工作岗位，面对FPGA、ASIC开发流程，就会感到无所适从。这套教材名字里自带的“十二五”规划和“卓越工程师”系列，就预示着它并非泛泛之谈，而是紧扣国家人才培养战略，旨在培养具备解决实际工程问题能力的复合型人才。我特别期待它能在理论讲解深度和EDA工具应用广度之间找到一个完美的平衡点。例如，在讲解触发器、状态机时，是否能直接引出Verilog/VHDL的描述方式？在介绍组合逻辑和时序逻辑时，是否能结合具体的IP核实现和时序约束的讲解？更进一步，它是否能涵盖从需求分析、架构设计、 RTL编码、仿真验证、综合适配到最终物理实现的全流程？如果能做到这一点，那么对于想快速从理论走向实践的工程师来说，这本书的价值将是巨大的。当然，我也希望它在例程和实验部分能够足够贴近实际项目，而不是那种简单枯燥的“点个灯”式的小例子。毕竟，工程实践的精髓在于解决复杂问题，在于优化性能、降低功耗、缩小面积。

评分☆☆☆☆☆

说实话，作为一名资深硬件工程师，我对市面上层出不穷的教材已经有些审美疲劳了。很多书虽然冠以“最新”、“前沿”的名头，但内容却常常是换汤不换药，缺乏真正的创新和深度。不过，“数字电子与EDA技术”这个组合，尤其是放在“卓越工程师系列”这个大背景下，确实引起了我的注意。我一直在思考，如何将传统的数字电子理论与当下蓬勃发展的EDA技术更紧密地结合，以培养出真正具备核心竞争力的工程师。我希望这本书能提供一种全新的视角，不仅仅是罗列EDA工具的使用说明，而是要深入剖析EDA工具背后的设计思想和工程优化理念。例如，在讲到时序收敛时，是否能结合实际案例，深入分析如何通过代码优化、约束设置、综合策略等手段来解决时序违例问题？在讲到低功耗设计时，是否能介绍一些主流的低功耗技术，并展示如何在EDA流程中实现？我更期待的是，这本书能站在一个更高的层面，探讨如何利用EDA技术来驱动数字电路设计的创新，如何应对日益复杂的芯片设计挑战。如果这本书能在这几个方面有所突破，成为一本真正能引领行业发展方向、培养未来领军人才的教材，那将是莫大的惊喜。

评分☆☆☆☆☆

我是一位对电子技术充满好奇的爱好者，平时喜欢自己动手制作一些小玩意儿。虽然我并非科班出身，但对数字电路和微控制器这类东西一直很感兴趣。在自学过程中，我发现市面上的书籍大多要么过于晦涩难懂，充斥着大量公式和理论，让我望而却步；要么就过于简单，只能实现一些基础的功能，无法满足我想要了解更深层原理的愿望。这本“数字电子与EDA技术”教材，光听名字就感觉很“硬核”，但同时又带有“卓越工程师”的定位，我猜想它应该能在理论深度和实用性之间找到一个不错的结合点。我尤其希望能在这本书里学到如何用EDA技术来设计一些更复杂的数字电路，比如一些简单的逻辑控制器，或者是一些信号处理模块。我听说EDA技术可以让我们用代码来描述电路，然后由软件来生成硬件，这听起来非常酷！我很想知道，这本书会如何介绍这些EDA工具，例如常用的编程语言（Verilog/VHDL）是怎样的？软件界面又是如何操作的？有没有一些从零开始的教程，让我这个初学者也能跟着学会？我希望能通过这本书，不仅理解数字电路的工作原理，还能掌握如何利用现代工具将我的想法变成现实，做出一些真正有意思的电子产品。