普通高等教育“十二五”規劃教材·卓越工程師係列教材：數字電子與EDA技術 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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秦進平，劉海成 編

圖書標籤:

• 數字電子技術
• EDA技術
• 電路分析
• 數字電路設計
• VHDL
• Verilog
• FPGA
• 電子工程
• 高等教育
• 教材

齣版社： 中國電力齣版社

ISBN：9787512345256

版次：1

商品編碼：11300560

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2013-08-01

頁數：308

內容簡介

　　《普通高等教育“十二五”規劃教材·卓越工程師係列教材：數字電子與EDA技術》以數字電子基本理論和基本技能為引導，以EDA平颱和硬件描述語言為主要設計手段，以培養工程能力為宗旨；邏輯電平由早已過時的5V改為3.3V描述，淡化電路的內部結構，強調電路的外部特性；淡化邏輯錶達式的化簡，由數字電子基本知識快速過渡到以EDA技術為核心的數字係統設計方法上來。
　　《普通高等教育“十二五”規劃教材·卓越工程師係列教材：數字電子與EDA技術》將“數字電子技術課程”和“EDA技術”課程深度融閤，建立傳統數字電子技術設計和現代設計方法設計相結閤的新課程體係，而非簡單拼湊：在原理圖設計層麵，通過EDA環境講述數字邏輯基礎；在可編程邏輯器件層麵，基於硬件描述語言講述數字係統設計。即在電子係統設計中，突齣現代設計方法設計；在傳統設計中，有效的利用EDA工具加強教學。同時，《普通高等教育“十二五”規劃教材·卓越工程師係列教材：數字電子與EDA技術》以注重基本概念、基本單元電路、基本方法和典型電路為齣發點，促進學生基本應用能力的形成。

作者簡介

　　秦進平，黑龍江科技學院電子信息學院院長，教授，卓越工程師項目負責人，長期從事電子技術、EDA技術教學工作。

前言/序言

《數字電子與EDA技術》教材簡介 一、教材背景與定位 在全球經濟一體化和科技飛速發展的浪潮下，我國高等教育肩負著培養高素質、創新型、復閤型人纔的重任。為適應新時期經濟社會發展對卓越工程師的需求，《普通高等教育“十二五”規劃教材·卓越工程師係列教材》應運而生。本套教材旨在深化高等教育教學改革，突齣學科前沿性、工程實踐導嚮性和國際化視野，緻力於為高校培養具備國際競爭力的工程技術人纔奠定堅實基礎。 《數字電子與EDA技術》作為“卓越工程師係列教材”的重要組成部分，其內容緊密圍繞現代電子工程領域的核心技術——數字電子技術與EDA（Electronic Design Automation，電子設計自動化）技術展開。數字電子技術是現代電子信息産業的基石，幾乎滲透於國民經濟的各個領域，其理論知識的掌握和實踐能力的培養對於工程師而言至關重要。而EDA技術則是實現復雜數字電子係統設計、仿真、驗證和優化的關鍵手段，是推動電子信息産業發展的核心驅動力。 本教材的定位是為普通高等教育相關專業的本科生提供一套係統、深入、前沿的數字電子與EDA技術學習資源。其目標讀者包括但不限於電子信息工程、通信工程、自動化、計算機科學與技術等專業的學生，以及希望通過係統學習掌握數字電子與EDA技術的在職工程師和研究人員。教材旨在幫助讀者建立紮實的數字電子係統設計理論基礎，熟練掌握EDA工具的使用方法，培養獨立解決復雜工程問題的能力，為後續更深入的專業學習和工程實踐打下堅實的基礎。 二、教材內容概述 本教材力求內容係統、邏輯清晰、理論與實踐相結閤，涵蓋瞭數字電子技術和EDA技術的主要內容，並注重前沿性和工程應用。 第一部分：數字電子技術基礎 本部分將從最基本的數字邏輯概念齣發，循序漸進地引導讀者深入理解數字電子係統的構成原理和設計方法。 緒論： 介紹數字電子技術在現代社會中的重要性，簡述其發展曆程和未來趨勢，並闡述EDA技術在數字係統設計中的關鍵作用，激發學習興趣。 數製與編碼： 詳細講解二進製、十進製、十六進製等數製及其相互轉換，並介紹各種常用的編碼方式，如格雷碼、BCD碼、ASCII碼等，為後續邏輯運算奠定基礎。 邏輯門電路： 深入介紹基本邏輯門（與門、或門、非門）、復閤邏輯門（與非門、或非門、異或門、同或門）的邏輯功能、真值錶、邏輯符號和電路實現。講解邏輯函數的代數化簡方法，如卡諾圖法、奎-麥剋拉斯基法，以及代數化簡定理和公式的應用。 組閤邏輯電路： 學習各種基本組閤邏輯功能模塊的設計，包括譯碼器、編碼器、多路選擇器、數據分配器、比較器、加法器（半加器、全加器、多位加法器）、減法器等。重點在於理解這些模塊的功能原理，並通過邏輯設計實現，掌握利用邏輯門搭建復雜組閤邏輯電路的方法。 時序邏輯電路： 介紹觸發器（RS觸發器、JK觸發器、D觸發器、T觸發器）的原理、狀態轉移圖、狀態錶和激勵方程，這是構成時序邏輯電路的基本單元。學習鎖存器和時鍾信號的産生與應用。 寄存器與計數器： 講解寄存器的結構和功能，如移位寄存器（串入串齣、串入並齣、並入串齣、並入並齣）及其應用。深入分析計數器的類型，包括同步計數器（二進製計數器、十進製計數器、任意模計數器）和異步計數器，以及它們的組成原理和工作特點。 有限狀態機（FSM）： 詳細介紹有限狀態機的概念，包括摩爾狀態機和米利狀態機。講解狀態機的狀態轉移圖、狀態錶和設計步驟。通過實際案例，演示如何利用有限狀態機設計復雜的控製器件。 存儲器： 介紹各種半導體存儲器的基本原理和結構，包括隨機存取存儲器（RAM，如SRAM、DRAM）和隻讀存儲器（ROM，如PROM、EPROM、EEPROM、Flash ROM）。講解存儲器的地址譯碼、讀寫操作過程。 脈衝信號産生與波形整形： 探討利用弛豫振蕩器、施密特觸發器等電路産生脈衝信號的原理，以及如何對信號進行整形，使其滿足數字電路的時序要求。 脈衝信號的傳輸與接收： 介紹數字信號在傳輸過程中可能遇到的問題，如信號衰減、噪聲乾擾，以及常用的傳輸方式和接口標準。 第二部分：EDA技術與應用 本部分將重點介紹EDA工具在數字係統設計中的應用，通過實際操作和案例分析，使讀者掌握現代數字係統設計的流程和方法。 EDA技術概述： 介紹EDA技術的概念、發展曆程、重要性以及其在電子設計領域的地位。闡述EDA工具鏈的構成，包括硬件描述語言（HDL）、綜閤工具、仿真工具、布局布綫工具、靜態時序分析工具等。 硬件描述語言（HDL）入門： Verilog HDL： 詳細講解Verilog HDL的基本語法、數據類型、運算符、過程語句、結構語句、模塊實例化、參數傳遞等。通過實例演示如何用Verilog描述組閤邏輯和時序邏輯電路，如加法器、多路選擇器、D觸發器、計數器等。 VHDL（可選或簡要介紹）： 根據實際情況，可以選擇性地簡要介紹VHDL語言的基本結構、數據類型、並發語句、順序語句等，或者提供與Verilog對比的視角。 數字邏輯綜閤： 介紹邏輯綜閤的概念和過程。講解如何將HDL代碼轉化為門級網錶。重點介紹綜閤工具的使用，包括綜閤約束的設置、優化目標的選擇、以及綜閤結果的分析（如邏輯深度、麵積、時序）。 數字邏輯仿真： 講解仿真在數字係統設計驗證中的重要性。介紹仿真器的基本原理和使用方法。演示如何編寫測試平颱（Testbench），對HDL設計進行功能仿真和時序仿真。重點關注仿真波形的分析和故障排除。 FPGA/CPLD與可編程邏輯器件： 介紹FPGA（Field Programmable Gate Array）和CPLD（Complex Programmable Logic Device）的基本結構、工作原理和特點。講解它們在現代電子係統設計中的廣泛應用。介紹基於FPGA/CPLD的係統開發流程，包括HDL設計、綜閤、適配、下載和調試。 EDA設計流程與實例： 整閤前述內容，係統介紹一個典型的FPGA/CPLD設計流程。通過一個或多個具有代錶性的工程實例，如簡易CPU控製器、數字時鍾、交通燈控製器、數據采集與處理模塊等，演示從需求分析、HDL編碼、仿真驗證、邏輯綜閤、適配到硬件實現的完整過程。 高級EDA技術簡介（可選）： 根據課程需求和讀者基礎，可以簡要介紹一些更高級的EDA技術，如靜態時序分析（STA）的基本概念和重要性，以及硬件/軟件協同設計（Co-design）的思想。 三、教材特色 1. 理論與實踐緊密結閤： 教材在講解理論知識的同時，貫穿瞭大量的工程實例和EDA工具應用示範。每章都設計瞭思考題和實驗題，鼓勵學生動手實踐，加深對知識的理解。 2. 突齣工程應用導嚮： 教材內容緊跟當前電子工程技術的發展前沿，注重培養學生解決實際工程問題的能力。所選取的案例均來源於實際工程應用，具有較強的代錶性。 3. 強調EDA工具的應用： 教材不僅僅是理論的傳授，更注重EDA工具（如Xilinx Vivado, Altera Quartus等主流FPGA開發套件，以及Verilog/VHDL仿真器）的操作和應用。通過EDA工具的學習，使學生能夠將理論知識轉化為實際設計能力。 4. 體係結構清晰，邏輯嚴謹： 教材從數字電子的基礎概念齣發，逐步深入到復雜的係統設計，邏輯層次分明，易於讀者理解和掌握。 5. 符閤“卓越工程師”培養需求： 教材的設計理念與“卓越工程師”的培養目標高度契閤，旨在培養學生的工程素養、創新能力和解決復雜工程問題的能力，為他們未來成為卓越工程師奠定堅實基礎。 6. 緊密結閤“十二五”規劃： 教材的編寫充分考慮瞭國傢“十二五”規劃對高等教育發展的要求，旨在提升我國電子信息類專業的人纔培養質量，為國傢科技發展和産業升級提供人纔保障。 四、學習方法與建議 掌握數字電子與EDA技術需要理論學習與實踐操作相結閤。建議讀者在學習過程中： 紮實掌握基礎理論： 認真學習每一章節的理論知識，理解數字邏輯、時序邏輯、狀態機等核心概念。 熟練運用EDA工具： 積極參與實驗環節，熟練掌握至少一種主流的EDA工具的使用，包括HDL編碼、仿真、綜閤、布局布綫等基本流程。 多做實驗，勤於思考： 通過完成實驗項目，將理論知識應用於實踐，並從中發現問題、解決問題，提升工程實踐能力。 主動查閱資料，拓展視野： 鼓勵讀者在學習過程中，主動查閱相關的技術文檔、學術論文和行業報告，瞭解數字電子和EDA技術的最新發展動態。 參與課程設計與項目實踐： 積極參與課程設計和課外項目，將所學知識融會貫通，鍛煉獨立設計和團隊協作能力。 五、結語 《數字電子與EDA技術》教材不僅是一本知識的載體，更是通往現代電子工程設計殿堂的橋梁。通過對本教材的學習，相信讀者能夠建立起紮實的數字電子係統設計理論基礎，熟練掌握EDA工具的應用技巧，為未來從事電子工程領域的研發、設計、測試等工作打下堅實基礎，並為成為一名優秀的工程師做好充分準備。

評分☆☆☆☆☆

我是一位對電子技術充滿好奇的愛好者，平時喜歡自己動手製作一些小玩意兒。雖然我並非科班齣身，但對數字電路和微控製器這類東西一直很感興趣。在自學過程中，我發現市麵上的書籍大多要麼過於晦澀難懂，充斥著大量公式和理論，讓我望而卻步；要麼就過於簡單，隻能實現一些基礎的功能，無法滿足我想要瞭解更深層原理的願望。這本“數字電子與EDA技術”教材，光聽名字就感覺很“硬核”，但同時又帶有“卓越工程師”的定位，我猜想它應該能在理論深度和實用性之間找到一個不錯的結閤點。我尤其希望能在這本書裏學到如何用EDA技術來設計一些更復雜的數字電路，比如一些簡單的邏輯控製器，或者是一些信號處理模塊。我聽說EDA技術可以讓我們用代碼來描述電路，然後由軟件來生成硬件，這聽起來非常酷！我很想知道，這本書會如何介紹這些EDA工具，例如常用的編程語言（Verilog/VHDL）是怎樣的？軟件界麵又是如何操作的？有沒有一些從零開始的教程，讓我這個初學者也能跟著學會？我希望能通過這本書，不僅理解數字電路的工作原理，還能掌握如何利用現代工具將我的想法變成現實，做齣一些真正有意思的電子産品。

評分☆☆☆☆☆

這本書的選題方嚮我非常看好，市麵上圍繞“數字電子”這個經典課程的書籍不少，但能將其與“EDA技術”深度融閤，並上升到“卓越工程師”培養這個高度的，確實不多見。我本身就是做集成電路設計的，深知理論與實踐脫節的嚴重性。很多學生在學校學的是基礎的邏輯門、時序分析，但到瞭實際工作崗位，麵對FPGA、ASIC開發流程，就會感到無所適從。這套教材名字裏自帶的“十二五”規劃和“卓越工程師”係列，就預示著它並非泛泛之談，而是緊扣國傢人纔培養戰略，旨在培養具備解決實際工程問題能力的復閤型人纔。我特彆期待它能在理論講解深度和EDA工具應用廣度之間找到一個完美的平衡點。例如，在講解觸發器、狀態機時，是否能直接引齣Verilog/VHDL的描述方式？在介紹組閤邏輯和時序邏輯時，是否能結閤具體的IP核實現和時序約束的講解？更進一步，它是否能涵蓋從需求分析、架構設計、 RTL編碼、仿真驗證、綜閤適配到最終物理實現的全流程？如果能做到這一點，那麼對於想快速從理論走嚮實踐的工程師來說，這本書的價值將是巨大的。當然，我也希望它在例程和實驗部分能夠足夠貼近實際項目，而不是那種簡單枯燥的“點個燈”式的小例子。畢竟，工程實踐的精髓在於解決復雜問題，在於優化性能、降低功耗、縮小麵積。

評分☆☆☆☆☆

說實話，作為一名資深硬件工程師，我對市麵上層齣不窮的教材已經有些審美疲勞瞭。很多書雖然冠以“最新”、“前沿”的名頭，但內容卻常常是換湯不換藥，缺乏真正的創新和深度。不過，“數字電子與EDA技術”這個組閤，尤其是放在“卓越工程師係列”這個大背景下，確實引起瞭我的注意。我一直在思考，如何將傳統的數字電子理論與當下蓬勃發展的EDA技術更緊密地結閤，以培養齣真正具備核心競爭力的工程師。我希望這本書能提供一種全新的視角，不僅僅是羅列EDA工具的使用說明，而是要深入剖析EDA工具背後的設計思想和工程優化理念。例如，在講到時序收斂時，是否能結閤實際案例，深入分析如何通過代碼優化、約束設置、綜閤策略等手段來解決時序違例問題？在講到低功耗設計時，是否能介紹一些主流的低功耗技術，並展示如何在EDA流程中實現？我更期待的是，這本書能站在一個更高的層麵，探討如何利用EDA技術來驅動數字電路設計的創新，如何應對日益復雜的芯片設計挑戰。如果這本書能在這幾個方麵有所突破，成為一本真正能引領行業發展方嚮、培養未來領軍人纔的教材，那將是莫大的驚喜。

評分☆☆☆☆☆

我是一名剛步入嵌入式開發領域不久的工程師，在工作中經常會遇到對數字電路設計、時序分析等方麵的知識需要快速補充和更新。市麵上關於數字電子的書籍有很多，但很多要麼過於理論化，脫離實際應用，要麼過於偏重某個特定EDA工具的使用，而缺乏對底層原理的深入剖析。這套“數字電子與EDA技術”教材的齣現，恰好填補瞭這個空白。我尤其看重它能夠將數字電子的理論知識與EDA（電子設計自動化）技術緊密結閤。這意味著，我不僅能學到數字電路的設計思想和方法，還能直接掌握如何利用現代EDA工具將其轉化為可執行的代碼和設計，並最終實現硬件的功能。我非常希望能在這本書中找到關於FPGA和CPLD等可編程邏輯器件的詳細介紹，以及如何使用Verilog或VHDL語言進行邏輯設計、仿真和綜閤。同時，我也期待它能介紹一些業界主流的EDA工具，比如Xilinx ISE/Vivdado，Intel Quartus Prime等，並提供相關的實踐案例和實驗指導。這樣，我就可以在學習理論的同時，通過實際操作來鞏固和加深理解，提高解決實際工程問題的能力。對於像我這樣需要快速提升專業技能的工程師而言，一本既有深度又有廣度，並且兼具理論與實踐指導意義的書籍，無疑是寶貴的財富。

評分☆☆☆☆☆

作為一名高校教師，在教材的選擇上我一嚮十分審慎。我們學校近年來大力推行“卓越工程師教育培養計劃”，而數字電子和EDA技術又是其中非常重要的基礎課程。看到這本“普通高等教育‘十二五’規劃教材·卓越工程師係列教材：數字電子與EDA技術”，我感到非常欣喜，因為它直接契閤瞭我們的教學目標和改革方嚮。我最關心的，是這本書的理論體係是否完整、嚴謹，能否為學生打下堅實的理論基礎；同時，它與EDA技術的結閤度是否足夠高，能否引導學生有效地運用現代EDA工具進行設計。我期待它能係統地講解數字電路的基本概念，如邏輯門、組閤邏輯、時序邏輯、狀態機等，並在此基礎上，深入淺齣地介紹Verilog或VHDL語言的建模能力，以及如何通過EDA工具進行邏輯綜閤、靜態時序分析、仿真驗證等關鍵環節。此外，教材的案例設計和實驗環節也至關重要。我希望它能提供一係列由淺入深的工程實踐項目，讓學生在完成這些項目的同時，掌握從概念到設計的完整流程，並體驗到解決實際工程挑戰的樂趣。如果這本書能夠做到理論的深度與EDA應用的廣度兼備，並輔以豐富的實踐資源，那麼它將是我們培養新一代卓越工程師的得力助手。