EDA技術與Verilog HDL設計/普通高等院校電子電氣類“十二五”規劃係列教材 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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黃勇，任傢富 編

圖書標籤:

• EDA
• Verilog HDL
• 數字電路設計
• 集成電路設計
• 電子工程
• 高等教育
• 教材
• 電子電氣
• FPGA
• 數字係統設計

齣版社： 西南交通大學齣版社

ISBN：9787564331634

版次：1

商品編碼：11551023

包裝：平裝

叢書名： 普通高等院校電子電氣類“十二五”規劃係列教材

開本：16開

齣版時間：2014-07-01

用紙：膠版紙

頁數：239

正文語種：中文

內容簡介

　　《EDA技術與Verilog HDL設計/普通高等院校電子電氣類“十二五”規劃係列教材》是針對普通高等院校應用型人纔培養而編寫的教材，同時可作為相關專業技術人員的參考用書。其主要內容包括：EDA技術慨述、FPGA／CPLD器件結構及其應用、QuartusⅡ集成開發工具及其應用、VeritogHDL結構與要素、VerilogHDL基本語句。
　　此外，《EDA技術與Verilog HDL設計/普通高等院校電子電氣類“十二五”規劃係列教材》在專門章節給齣瞭EDA設計實例與EDA技術實驗，以強化學生對基本知識的理解和掌握。
　　《EDA技術與Verilog HDL設計/普通高等院校電子電氣類“十二五”規劃係列教材》的特色如下：注重實用性，突齣實踐環節及其特點，把學生引入實際工作環境，強化學生實踐能力；體現“問題驅動”的教學思想，融入操作性強、貼近實踐的教學實例，遵循“提齣問題-分析問題-解決問題”這一認知規律，用“問題”驅動教學，以便於教師授課和啓發學生思考。

目錄

第1章 EDA技術概述
1.1 EDA技術的發展曆程
1.2 EDA技術的特徵及設計流程
1.3 EDA技術的發展趨勢
1.4 本書的主要內容及學習重點
習題

第2章 FPGA／CPLD器件結構及其應用
2.1 PLD器件概述
2.2 低密度PLD器件的工作原理與基本結構
2.3 常用CPLD器件的工作原理與結構
2.4 常用FPGA器件的工作原理與結構
2.5 可編程邏輯器件的邊界掃描測試技術簡介
2.6 常用FPGA／CPLD器件的編程與配置
2.7 常用FPGA／CPLD器件概述
2.8 常用FPGA／CPLD器件的標識及選擇
2.9 FPGA／CPLD的發展趨勢
習題

第3章 Quartus Ⅱ集成開發工具及其應用
3.1 Quartus Ⅱ設計流程概述
3.2 Quartus Ⅱ開發環境主界麵
3.3 Quarlus Ⅱ的基本操作——原理圖輸入法
3.4 Quarlus Ⅱ的基本操作——文本輸入法
3.5 基於宏功能模塊與IP的設計
3.6 設計優化與Quarlus Ⅱ簡介
習題

第4章 Verilog HDL結構與要素
4.1 概述
4.2 Verilog HDL的基本結構與描述風格
4.3 Verilog HDL語法與要素
習題

第5章 Verilog HDL基本語句
5.1 Verilog HDL行為描述構成
5.2 過程語句
5.3 塊語句
5.4 賦值語句
5.5 條件語句
5.6 循環語句
5.7 任務與函數
5.8 編譯指示語句與係統函數簡介
習題

第6章 EDA設計實例
6.1 常用組閤邏輯電路設計
6.2 常用時序邏輯電路設計
6.3 存儲器設計
6.4 有限狀態機設計
6.5 Verilog HDL綜閤設計及優化
習題

第7章 EDA技術實驗
7.1 EDA技術實驗基本要求
7.2 Quartus Ⅱ軟件使用與簡單組閤電路設計
7.3 8位移位寄存器的設計
7.4 帶清零、使能的4位加法計數器設計
7.5 基於LPM函數的加法電路設計
7.6 深度為4的8位RAM設計
7.7 計數器及其LED顯示設計
7.8 任意8位序列檢測器設計
7.9 數控脈衝寬度調製信號發生器設計
習題

第8章 常見EDA實驗開發係統簡介
8.1 概述
8.2 Altera DE2開發闆簡介

參考文獻

數字係統設計與驗證：從原理到實踐 本書旨在為讀者提供一套全麵深入的數字係統設計與驗證知識體係。從最基礎的邏輯門電路原理齣發，逐步引導讀者掌握現代數字集成電路設計中不可或缺的硬件描述語言（HDL）——Verilog HDL。本書不僅教授Verilog HDL的語法和語義，更注重將語言的應用與實際的數字係統設計項目相結閤，幫助讀者理解HDL在電路建模、仿真、綜閤及驗證等各個環節中的關鍵作用。 第一部分：數字邏輯基礎與Verilog HDL入門 本部分將為讀者打下堅實的數字邏輯基礎，並引入Verilog HDL這門強大的設計語言。 第一章：數字邏輯基礎 數製與編碼： 詳細介紹二進製、十進製、十六進製等常用數製，以及BCD碼、格雷碼、ASCII碼等編碼方式，闡述它們在數字係統中的應用。 邏輯門與基本邏輯運算： 深入講解AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR、XNOR等基本邏輯門的功能、邏輯錶達式、真值錶，並介紹它們在構建復雜邏輯電路中的作用。 布爾代數與邏輯簡化： 學習布爾代數的基本定律和定理，掌握卡諾圖（Karnaugh Map）等邏輯化簡方法，瞭解如何通過簡化邏輯錶達式來優化電路設計，減少門電路數量，提高性能。 組閤邏輯電路： 介紹組閤邏輯電路的特性，包括多路選擇器（Multiplexer）、譯碼器（Decoder）、編碼器（Encoder）、加法器（Adder）、減法器（Subtractor）、比較器（Comparator）等典型組閤邏輯模塊的設計原理和實現方法，並展示如何使用Verilog HDL對其進行建模。 時序邏輯電路： 講解時序邏輯電路的基本概念，包括觸發器（Flip-Flop）——SR、D、JK、T觸發器的結構、工作原理、狀態轉移圖，以及鎖存器（Latch）與觸發器的區彆。 寄存器與計數器： 介紹寄存器（Register）的構成和功能，包括移位寄存器（Shift Register）和並行加載寄存器，以及各種類型的計數器，如行波計數器（Ripple Counter）、同步計數器（Synchronous Counter）、異步計數器（Asynchronous Counter）、加減計數器（Up-Down Counter）和十進製計數器，分析其內部結構和狀態轉換。 狀態機（Finite State Machine, FSM）： 深入講解有限狀態機的概念，區分摩爾（Moore）型和米利（Mealy）型狀態機的設計差異。通過實例展示如何設計狀態機來控製數字係統的行為，並使用Verilog HDL對其進行建模。 時鍾與時序分析基礎： 介紹時鍾信號在同步數字電路中的重要性，以及建立時間（Setup Time）和保持時間（Hold Time）等基本時序約束的概念。 第二章：Verilog HDL語言基礎 Verilog HDL概述： 介紹Verilog HDL的起源、發展以及在電子設計自動化（EDA）領域的地位。 設計單元與模塊（Module）： 學習Verilog HDL最基本的結構——模塊（module），理解模塊的聲明、端口（port）的定義（input, output, inout）和連接。 數據類型與運算符： 掌握Verilog HDL支持的基本數據類型，如`reg`、`wire`、`integer`、`time`等，以及各種運算符（算術、邏輯、關係、按位、條件、連接等）的使用方法。 行為級建模： 學習使用`always`塊、`initial`塊、`if-else`語句、`case`語句、`for`循環、`while`循環等語句進行行為級建模，描述電路的功能。 數據流建模： 掌握使用`assign`語句進行連續賦值，描述組閤邏輯電路的數據流嚮。 結構級建模： 學習如何通過實例化其他模塊來構建復雜的電路結構，實現自頂嚮下的設計流程。 參數化設計： 理解`parameter`關鍵字的作用，實現模塊的可配置性和重用性。 基本語法檢查與代碼規範： 強調編寫清晰、易讀、易於維護的Verilog HDL代碼的重要性，介紹一些基本的代碼風格和注意事項。 第二部分：Verilog HDL高級應用與設計方法 本部分將進一步深入Verilog HDL的應用，並介紹現代數字設計中關鍵的設計方法和驗證技術。 第三章：Verilog HDL在組閤邏輯設計中的應用 組閤邏輯電路的Verilog HDL實現： 結閤第一章介紹的組閤邏輯電路，通過詳細的Verilog HDL代碼示例，演示如何對多路選擇器、譯碼器、編碼器、加法器、減法器、比較器等進行建模。 生成器設計： 學習如何設計用於生成特定序列或模式的電路，例如僞隨機序列發生器。 可配置邏輯單元： 通過參數化設計，實現可配置邏輯單元（如可配置加法器/減法器），提高設計的靈活性。 並行數據處理： 演示如何利用Verilog HDL進行並行數據處理，如並行乘法器、DSP（Digital Signal Processing）單元的初步建模。 第四章：Verilog HDL在時序邏輯設計中的應用 時序邏輯電路的Verilog HDL實現： 詳細演示觸發器、寄存器、計數器、狀態機的Verilog HDL建模方法。 同步器（Synchronizer）設計： 學習如何處理跨時鍾域信號（Clock Domain Crossing, CDC）的問題，設計可靠的同步器。 移位寄存器與串並轉換： 演示移位寄存器在串行傳輸、並行加載等方麵的應用，以及串行-並行（SIPO）和並行-串行（PISO）轉換器的設計。 復雜狀態機的設計與優化： 探討如何設計更復雜的多狀態狀態機，並介紹狀態編碼的選擇對電路性能的影響。 第五章：Verilog HDL與數字係統設計流程 自頂嚮下與自底嚮上設計方法： 解釋兩種主流設計方法的優缺點，並演示如何在實際項目中結閤使用。 層次化設計： 講解如何通過模塊化設計和實例化，構建大型、復雜的數字係統。 層次化命名與訪問： 掌握如何通過層級路徑訪問和控製不同層次的信號和寄存器。 設計約束（Constraints）的概念： 介紹在綜閤和布局布綫階段對電路性能、麵積、功耗提齣的約束，以及如何通過Verilog HDL代碼間接影響這些約束（例如，通過編碼方式）。 第六章：Verilog HDL仿真與測試 仿真器工作原理簡介： 簡單介紹現代EDA仿真器的基本工作原理。 仿真測試平颱（Testbench）設計： 學習如何創建Verilog HDL測試平颱來激勵被測模塊（DUT, Design Under Test），並檢查其輸齣。 激勵生成： 演示如何編寫代碼生成各種輸入激勵，包括隨機激勵、特定場景激勵和邊界條件激勵。 波形觀察與錯誤檢測： 講解如何使用仿真工具的波形查看器來調試設計，以及如何編寫代碼進行自動化的錯誤檢測和結果比對。 任務（Task）與函數（Function）的應用： 學習使用任務和函數來提高測試平颱的復用性和可讀性。 覆蓋率（Coverage）概念： 介紹代碼覆蓋率、功能覆蓋率等概念，以及它們在驗證過程中的重要性。 第七章：Verilog HDL與邏輯綜閤 邏輯綜閤的概念與目的： 解釋邏輯綜閤（Logic Synthesis）是如何將HDL代碼映射到具體邏輯門和觸發器的過程。 綜閤工具的工作流程： 介紹常用的綜閤工具（如Synopsys Design Compiler, Cadence Genus等）的基本工作流程。 可綜閤Verilog HDL子集： 強調編寫可綜閤（Synthesizable）Verilog HDL代碼的重要性，區分可綜閤與不可綜閤的語句和結構。 設計約束與綜閤結果： 討論綜閤約束（時鍾頻率、時序目標、麵積目標等）對綜閤結果的影響。 RTL（Register-Transfer Level）代碼的優化： 介紹一些常見的RTL代碼優化技巧，以獲得更好的綜閤結果。 第三部分：現代數字係統設計實踐與進階 本部分將拓展到更廣泛的數字係統設計領域，並介紹一些重要的設計和驗證方法。 第八章：FPGA與ASIC設計流程概述 FPGA（Field-Programmable Gate Array）的結構與工作原理： 介紹FPGA的基本構成，如查找錶（LUT）、觸發器、布綫資源等，以及其可編程特性。 FPGA設計流程： 詳細介紹FPGA的典型設計流程，包括HDL編碼、仿真、綜閤、布局布綫、下載與調試。 ASIC（Application-Specific Integrated Circuit）的特點： 介紹ASIC的特點，如高性能、低功耗、高集成度，以及其與FPGA的區彆。 ASIC設計流程： 概述ASIC從RTL到GDSII的完整設計流程，包括前端設計（RTL設計、仿真、綜閤）和後端設計（布局布綫、物理驗證）。 選擇FPGA還是ASIC的考量： 分析在不同應用場景下，選擇FPGA或ASIC的權衡因素。 第九章：嵌入式係統基礎與Verilog HDL接口設計 嵌入式係統概述： 介紹嵌入式係統的基本組成（處理器、存儲器、外設）和常見架構。 微控製器（MCU）與專用處理器： 簡要介紹不同類型的處理器及其在嵌入式係統中的作用。 總綫接口設計： 講解常見的總綫協議，如AXI, AHB, APB，以及如何使用Verilog HDL設計相應的接口模塊，實現處理器與外設的數據交換。 中斷控製器設計： 演示如何設計中斷控製器，處理來自外設的中斷請求。 存儲器接口設計： 介紹RAM, ROM等存儲器的基本接口，以及如何連接到處理器。 第十章：數字信號處理（DSP）基礎與Verilog HDL實現 DSP係統概述： 介紹DSP在通信、圖像處理、音頻處理等領域的應用。 基本DSP算法： 介紹一些基礎的DSP算法，如FIR濾波器、IIR濾波器、FFT（快速傅裏葉變換）的基本原理。 Verilog HDL在DSP中的應用： 演示如何使用Verilog HDL對簡單的DSP模塊進行建模，例如一個有限衝激響應（FIR）濾波器。 硬件加速器設計： 探討如何利用Verilog HDL設計專用的硬件加速器，提高DSP算法的運算效率。 第十一章：接口協議與通信係統設計 串行通信接口： 介紹UART, SPI, I2C等常用串行通信接口的工作原理，並演示其Verilog HDL實現。 並行通信接口： 討論並行接口的特點和應用。 網絡通信接口： 簡要介紹Ethernet, USB等高速通信接口的基本概念。 協議棧（Protocol Stack）概念： 簡要提及通信協議棧在數據傳輸中的作用。 第十二章：低功耗設計與驗證 低功耗設計的必要性： 闡述在移動設備、物聯網等領域，低功耗設計的重要性。 功耗的來源： 分析數字電路中的動態功耗和靜態功耗。 低功耗設計技術： 介紹一些常見的低功耗設計技術，如時鍾門控（Clock Gating）、電源門控（Power Gating）、動態電壓頻率調節（DVFS）等。 低功耗驗證： 討論如何對低功耗設計進行驗證，確保其在不同工作模式下的功耗錶現。 第十三章：驗證方法學與高級驗證技術 驗證的重要性與挑戰： 強調驗證在數字芯片設計中的關鍵地位，以及現代SoC（System-on-Chip）設計中驗證麵臨的挑戰。 SystemVerilog語言簡介： 介紹SystemVerilog作為Verilog HDL的增強版本，在驗證方麵提供的強大功能，如麵嚮對象編程、約束隨機、斷言（Assertions）等。 UVM（Universal Verification Methodology）： 詳細介紹UVM框架，包括其組件（Sequencer, Driver, Monitor, Scoreboard, Agent等）和工作流程，以及如何利用UVM構建可重用、高效的驗證平颱。 形式驗證（Formal Verification）： 介紹形式驗證的概念，包括等價性檢查（Equivalence Checking）、模型檢測（Model Checking）等，以及它在確保設計正確性方麵的優勢。 斷言（Assertions）的應用： 學習如何在設計中嵌入斷言，以及如何利用斷言進行實時監測和捕獲錯誤。 附錄 常用的Verilog HDL語法速查錶 推薦的學習資源與工具 本書內容結構嚴謹，語言通俗易懂，理論與實踐緊密結閤。通過本書的學習，讀者將能夠熟練掌握Verilog HDL語言，理解數字係統設計的核心概念和流程，並為進一步深入學習FPGA/ASIC設計、嵌入式係統開發以及更復雜的硬件設計打下堅實的基礎。本書適閤高等院校電子信息工程、通信工程、自動化等專業的本科生、研究生，以及從事相關工作的工程師閱讀。

評分☆☆☆☆☆

我拿到這本書的時候，它的封皮給我一種非常“官方”和“嚴謹”的感覺，標題也明確寫著“EDA技術與Verilog HDL設計”，並且是“普通高等院校電子電氣類‘十二五’規劃係列教材”。我當時的想法是，這絕對是一本能讓我係統學習EDA設計基礎的權威教材。翻開書，的確，它開頭部分對EDA技術的發展曆程、在現代電子産業中的重要性，以及Verilog HDL作為一種硬件描述語言的地位，都做瞭詳盡的介紹，這部分內容非常宏大，充滿瞭“理論高度”。書中還用瞭不少篇幅去闡述EDA設計流程的各個環節，包括需求分析、架構設計、行為級建模、寄存器傳輸級（RTL）建模、邏輯綜閤、時序仿真、功能仿真、綜閤後仿真，以及最後的物理實現（布局布綫）。這些流程的描述非常詳細，甚至列齣瞭各個階段可能遇到的問題和挑戰。然而，讓我感到睏惑的是，在實際的Verilog HDL語法和設計實例方麵，這本書的內容就顯得非常“保守”和“有限”瞭。它隻講解瞭Verilog最基礎的一些語法結構，比如數據類型、運算符、基本語句（assign, always, if-else, case等），並且舉例非常簡單，大多是邏輯門級彆的電路實現。對於如何用Verilog來描述一個復雜的狀態機，如何進行IP核的調用和集成，如何優化代碼以滿足時序要求，這些在實際工程中非常重要的內容，在書中幾乎找不到。我感覺這本書更像是對EDA技術和Verilog HDL“是什麼”以及“為什麼重要”的介紹，而不是“如何做”的實踐指南。

評分☆☆☆☆☆

這本書，哦，它是一本非常……嗯，怎麼說呢，它是一本給我帶來瞭很多“驚喜”的書。本以為會是一本硬核的技術手冊，結果卻更像是一本關於“如何學習”的指南。它花瞭大量篇幅來探討學習EDA和Verilog的“正確姿勢”，包括如何培養邏輯思維、如何建立問題解決的框架、如何有效地進行知識體係的構建等等。書中的很多章節都在強調“理解是關鍵”，並且提供瞭各種學習策略，比如“主動迴顧”、“費曼學習法”的變種應用，以及如何通過“思考實驗”來加深對概念的理解。雖然這些內容和具體的EDA工具、Verilog語法沒有直接關係，但不得不承認，在某些時刻，它確實幫助我調整瞭學習心態，讓我意識到學習技術不僅僅是死記硬背，更需要一種思維方式的轉變。舉個例子，書中有一個關於“如何拆解一個復雜設計問題”的章節，通過一個非常抽象的例子，講解瞭如何將大問題分解成小模塊，然後再逐一攻破。這種思維模式，在我嘗試去理解Verilog代碼時，確實起到瞭一定的啓發作用。但是，如果我拿到這本書的目的是想快速學會寫Verilog代碼，或者掌握某一個EDA工具的使用，那麼這本書的“實用性”會大打摺扣。它更像是在“預備跑道”，而不是在“執行飛行任務”。

評分☆☆☆☆☆

我拿到這本書的初衷，是想係統地學習Verilog HDL語言，並且能夠運用EDA工具進行一些實際的設計。然而，這本書的內容，卻讓我有一種“欲說還休”的感覺。它在講解Verilog HDL的語法時，非常“學院派”，給齣瞭非常嚴謹的定義和分類，例如區分瞭行為級、數據流和結構化建模，解釋瞭組閤邏輯和時序邏輯的區彆，並且列舉瞭很多看似“標準”的代碼示例。這些示例大多是用於實現一些基本的邏輯功能，比如加法器、多路選擇器、計數器等。從語言規範和基礎知識的角度來說，這些內容是正確的，也是必要的。但是，當我想進一步瞭解如何將這些基礎知識應用到實際的、具有一定復雜度的設計中時，就感到力不從心瞭。書中並沒有提供如何從係統需求齣發，逐步推導齣Verilog代碼的完整流程。關於如何進行模塊劃分、接口設計、狀態機編碼，這些在實際工程中至關重要的步驟，在書中並沒有得到深入的探討。EDA工具的使用方麵，這本書更是提得非常籠統，隻是簡單地提及瞭仿真、綜閤、實現這些概念，卻沒有給齣任何關於具體工具的操作指導，例如如何搭建仿真環境、如何設置波形、如何查看綜閤報告等。總的來說，這本書就像是在教你認識各種“建築材料”的名稱和基本屬性，但卻沒有教你如何“蓋房子”，更沒有給你提供“施工圖紙”。

評分☆☆☆☆☆

這本書的題目叫《EDA技術與Verilog HDL設計/普通高等院校電子電氣類“十二五”規劃係列教材》，雖然名字裏有“EDA技術”和“Verilog HDL設計”，但讀起來更像是一本關於數字邏輯電路基礎概念的科普讀物，內容講解得非常淺顯易懂，甚至可以說是“淺嘗輒止”。它花瞭大量的篇幅去描述邏輯門（AND, OR, NOT等）的工作原理，以及如何通過這些基本門組閤實現更復雜的邏輯功能，比如加法器、寄存器等。對於初學者來說，這部分內容無疑是入門的基石，清晰的圖示和生動的類比確實能幫助理解抽象的電路概念。然而，一旦涉及到“EDA技術”和“Verilog HDL”這些核心內容，就顯得筆力不足瞭。書裏對EDA工具鏈的介紹非常籠統，隻提到瞭諸如綜閤、仿真、布局布綫這些流程，但對於具體的軟件操作，例如如何在一個EDA環境中創建項目、編寫Verilog代碼、進行仿真調試，幾乎沒有涉及。Verilog HDL的部分更是如此，它似乎隻介紹瞭最基本的一些語法，如module、assign、always等，但對於如何用Verilog來描述硬件的結構和行為，如何寫齣高效、可綜閤的代碼，如何進行時序約束，這些關鍵的、能夠體現“設計”精髓的內容，卻顯得非常薄弱。整本書讀下來，感覺更像是在學習“數字邏輯電路概論”，而“EDA技術與Verilog HDL設計”這個題目，在我看來，並沒有得到充分的體現。如果讀者期望通過這本書快速掌握實際的EDA設計能力，恐怕會有些失望。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵風格樸實無華，但內容卻給我帶來瞭一種“意外”的驚喜，它並沒有直接一頭紮進Verilog的語法細節，而是花瞭大量的篇幅去講述“工程倫理”和“項目管理”。是的，你沒聽錯，這本書裏有很多關於如何在電子工程項目中保持誠信、如何進行有效的溝通、如何識彆和規避設計中的風險、以及如何組織團隊協作的內容。這些章節的寫作非常生動，穿插瞭一些虛構的工程案例，說明瞭不良的工程實踐可能帶來的嚴重後果，以及良好的溝通和管理能力如何確保項目成功。例如，有一個章節詳細描述瞭一個團隊如何因為溝通不暢，導緻設計錯誤，最終延誤瞭産品上市時間，而另一個章節則展示瞭清晰的需求文檔和定期的進度匯報如何幫助一個團隊按時交付瞭一個復雜項目。當然，這本書的題目是《EDA技術與Verilog HDL設計》，但這些關於工程倫理和項目管理的論述，雖然不是直接的技術內容，但從另一個角度來看，它確實是在強調一個優秀的工程師除瞭技術能力之外，還需要具備的職業素養。不過，如果你期待的是一本能教你如何編寫復雜的Verilog代碼，如何使用FPGA開發闆進行硬件實現的書，那麼這本書的這部分內容可能離你的期望比較遠。它更多的是在構建一個“工程師”的整體框架，而技術細節，則被放置在瞭相對次要的位置。