EDA技術（VHDL版）/高職電子類“十二五”規劃教材 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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馬玉清 編

圖書標籤:

• EDA
• VHDL
• 數字電路
• 可編程邏輯器件
• FPGA
• Verilog
• 電子技術
• 高職教材
• 電路設計
• 集成電路

齣版社： 中國科學技術大學齣版社

ISBN：9787312034794

版次：1

商品編碼：11551326

包裝：平裝

叢書名： 高職電子類“十二五”規劃教材

開本：16開

齣版時間：2014-08-01

用紙：膠版紙

頁數：267

字數：442000

正文語種：中文

內容簡介

　　《EDA技術（VHDL版）/高職電子類“十二五”規劃教材》基於生産實際和崗位能力需求，重構傳統知識體係，融入最新EDA技術發展，按照完整性、趣味性、適用性和擴展性的原則，選擇日常生活中接觸到的電子産品為主要載體，根據職業成長規律和學習認知規律組織教學內容，構建瞭六個模塊：原理圖輸入設計、利用VHDL語言實現常用數字電路、LPM宏功能模塊應用、EDA技術設計深入與硬件實現、VHDL狀態機設計與應用、數字電子係統綜閤設計實例。

目錄

前言

緒論 EDA技術概述
0.1 EDA技術
0.2 EDA技術的主要內容
0.3 EDA技術開發流程
0.4 EDA和傳統設計方法的比較
0.5 EDA技術的發展趨勢

模塊1 原理圖輸入設計
任務1 三人錶決器的設計
1.1 任務分析
1.2 相關知識
1.3 任務實施
任務2 8位二進製全加器設計
2.1 任務分析
2.2 相關知識
2.3 任務實施
任務3 電子鍾計數電路設計
3.1 任務分析
3.2 相關知識
3.3 任務實施

模塊2 利用VHDL語言實現常用數字電路
任務1 常用組閤邏輯電路設計
1.1 任務分析
1.2 相關知識
1.3 任務實施
任務2 時序邏輯電路設計
2.1 任務分析
2.2 相關知識
2.3 任務實施

模塊3 LPM宏功能模塊應用
任務1 8位流水綫乘法纍加器的設計
1.1 任務分析
1.2 相關知識
1.3 任務實施
任務2 正弦波信號發生器
2.1 任務分析
2.2 相關知識
2.3 任務實施

模塊4 EDA技術設計深入與硬件實現
任務1 十進製計數器的軟硬件操作流程
1.1 任務分析
1.2 相關知識
1.3 任務實施
任務2 簡易時鍾計數電路設計
2.1 任務分析
2.2 相關知識
2.3 任務實施
任務3 十六進製七段數碼顯示譯碼器設計
3.1 任務分析
3.2 相關知識
3.3 任務實施

模塊5 VHDL狀態機設計與應用
任務1 多路彩燈控製器設計
1.1 任務分析
1.2 相關知識
1.3 任務實施
任務2 自動售貨機的設計
2.1 任務分析
2.2 相關知識
2.3 任務實施

模塊6 數字電子係統綜閤設計實例
任務1 序列檢測器設計
1.1 任務分析
1.2 相關知識
1.3 任務實施
任務2 數字時鍾的設計
2.1 任務分析
2.2 相關知識
2.3 任務實施
任務3 齣租車計費器的設計
3.1 任務分析
3.2 相關知識
3.3 任務實施
任務4 十字路口交通燈控製電路的設計
4.1 任務分析
4.2 相關知識
4.3 任務實施
任務5 音樂電子琴設計
5.1 任務分析
5.2 相關知識
5.3 任務實施

參考文獻

前言/序言

EDA技術（VHDL版）/高職電子類“十二五”規劃教材 內容簡介 本書旨在係統地闡述數字電路設計中至關重要的EDA（Electronic Design Automation）技術，並以VHDL（VHSIC Hardware Description Language）作為核心硬件描述語言，為高職電子類專業的學生提供一套全麵、深入的學習教材。本書緊密結閤“十二五”教育規劃對高職人纔培養提齣的新要求，緻力於培養學生紮實的數字係統設計基礎，熟練掌握EDA工具的應用能力，以及運用VHDL進行復雜數字電路建模、仿真和綜閤的實踐技能，為學生未來從事嵌入式係統設計、FPGA開發、ASIC設計等相關領域的工作奠定堅實的基礎。 第一篇：EDA技術基礎與VHDL入門 本篇將帶領讀者走進EDA技術的宏大世界，首先介紹EDA技術的概念、發展曆程、重要性及其在現代電子設計中的核心地位。我們將深入探討EDA工具鏈的組成，包括前仿工具、綜閤工具、布局布綫工具以及後仿工具等，讓讀者對整個數字芯片設計流程有一個清晰的認識。 隨後，本書將重點聚焦於VHDL語言。VHDL作為一種強大的硬件描述語言，能夠以文本形式描述數字電路的結構、行為和時序。我們將從VHDL的基本語法和結構入手，詳細講解數據類型、運算符、賦值語句、進程語句、信號與變量的區彆與聯係、端口聲明、實體與架構等核心概念。通過大量的實例，讀者將學習如何使用VHDL描述組閤邏輯和時序邏輯電路，例如： 組閤邏輯電路設計： 門電路級描述： 學習如何使用VHDL描述基本的邏輯門（AND, OR, NOT, XOR等）以及組閤邏輯功能，如多路選擇器、譯碼器、編碼器、加法器、減法器等。我們將展示如何通過並行賦值語句和`with-select`語句來描述這些電路。 行為級描述： 掌握如何利用VHDL的並發和順序語句來描述復雜組閤邏輯的功能，例如實現具有使能端和清零端的寄存器、狀態機控製邏輯等。我們將重點講解`process`語句的使用，以及如何通過條件語句（`if-then-else`, `case`）和循環語句（`for`, `while`，盡管在綜閤時需謹慎使用）來構建復雜的邏輯。 數據流建模： 學習如何使用`assign`語句（或等效的並發賦值）來描述電路的數據流特性，特彆適用於描述組閤邏輯的並行操作。 時序邏輯電路設計： 基本觸發器： 詳細講解D觸發器、JK觸發器、T觸發器等基本時序元件的VHDL建模，包括如何處理時鍾信號、異步/同步復位和置位等。我們將重點演示同步時序邏輯的設計方法，以確保設計的可綜閤性和穩定性。 寄存器與移位寄存器： 學習如何構建不同位寬的寄存器，以及如何實現並行輸入/並行輸齣、串行輸入/並行輸齣、並行輸入/串行輸齣、串行輸入/串行輸齣等各種類型的移位寄存器。 計數器： 深入講解同步加法計數器、減法計數器、可預置計數器、可置位計數器等各類計數器的VHDL設計，包括如何實現模N計數器。 有限狀態機（FSM）： 本書將花費大量篇幅講解有限狀態機的設計。我們將從狀態機的基本概念（狀態、輸入、輸齣、轉移）齣發，介紹Mealy型和Moore型狀態機的區彆，並詳細演示如何使用VHDL描述狀態機，包括狀態寄存器的定義、狀態轉移邏輯的實現以及輸齣邏輯的生成。我們將通過具體實例，如交通燈控製器、序列檢測器等，來加深讀者對狀態機設計的理解。 第二篇：VHDL進階應用與仿真驗證 在掌握瞭VHDL的基礎知識後，本篇將帶領讀者進入更高級的應用層麵，並強調仿真驗證在數字設計中的重要性。 VHDL高級特性： 子程序（Functions & Procedures）： 學習如何定義和使用函數與過程來封裝可重用的邏輯模塊，提高代碼的可讀性和可維護性。我們將展示如何利用函數進行數據轉換和簡單的邏輯運算，以及如何利用過程來描述一組順序執行的語句。 組件（Components）與實例化（Instantiation）： 講解如何創建模塊化的設計，通過定義組件並在頂層模塊中實例化來構建層次化結構。我們將詳細演示如何聲明組件、定義接口以及進行實例化操作，這對於設計大型復雜係統至關重要。 包（Packages）與庫（Libraries）： 介紹如何創建自定義的VHDL包，將常用的函數、類型、常量等集閤起來，並在不同的設計文件中共享使用。學習如何使用`use`語句引用標準庫和用戶自定義庫，以方便地訪問預定義的組件和功能。 屬性（Attributes）： 講解VHDL提供的各種屬性，如`'event'`, `'last_value'`, `'stable'`等，以及如何利用它們進行更精細的時序控製和信號狀態監測。 生成語句（Generate Statements）： 學習使用`for`和`if`生成語句來根據參數生成重復的硬件結構或根據條件選擇性地生成硬件，這對於設計可配置和參數化的模塊非常有用。 VHDL仿真與驗證： 仿真器的作用： 深入闡述仿真在數字電路設計流程中的關鍵作用，包括功能驗證、時序分析、功耗估算等。 測試平颱（Testbench）設計： 本書將重點講解如何編寫VHDL測試平颱來驗證設計的正確性。我們將介紹測試平颱的結構，包括端口聲明、信號驅動、激勵生成、結果檢查等。讀者將學習如何生成各種輸入激勵，模擬不同的工作場景，並捕獲和分析輸齣信號。 仿真波形分析： 掌握如何使用仿真工具提供的波形查看器來觀察信號的變化，分析電路的運行行為，找齣設計中的錯誤。我們將講解如何設置波形顯示、縮放、查找等操作。 覆蓋率（Coverage）： 簡要介紹仿真覆蓋率的概念，包括行覆蓋率、分支覆蓋率、狀態覆蓋率等，以及它們在全麵驗證設計中的作用。 第三篇：EDA工具的應用與綜閤 本篇將聚焦於實際的EDA工具應用，以及將VHDL代碼轉化為實際硬件的過程。 主流EDA工具介紹： Xilinx Vivado / Altera Quartus Prime： 重點介紹目前主流的FPGA設計軟件（如Xilinx Vivado或Intel Quartus Prime）。本書將以其中一種（或兩種）為例，詳細介紹其用戶界麵、工程創建、文件管理、IP核集成、綜閤、實現（布局布綫）、配置/編程等基本流程。 其他EDA工具： 簡要介紹用於ASIC設計的EDA工具，如Cadence、Synopsys等，讓讀者對整個EDA行業有更廣泛的認識。 VHDL代碼的綜閤： 綜閤的原理與過程： 詳細解釋綜閤（Synthesis）的概念，即將抽象的硬件描述語言代碼映射到目標器件（如FPGA的查找錶LUT、寄存器等）上的邏輯門和觸發器。 可綜閤VHDL： 強調編寫可綜閤VHDL代碼的重要性。我們將總結編寫可綜閤代碼的規則和原則，例如避免使用延遲語句（`wait for ...`）、避免使用不可綜閤的VHDL構造（如某些文件I/O操作），以及如何正確使用時鍾和復位信號。 綜閤報告分析： 學習如何解讀綜閤工具生成的報告，包括資源利用率（LUTs, Flip-flops, BRAMs等）、時序約束、關鍵路徑分析等，並根據報告結果優化設計。 FPGA實現流程： 布局與布綫（Place & Route）： 講解如何將綜閤後的邏輯網錶映射到FPGA芯片的物理資源上，並進行連接。 時序約束： 學習如何設置時序約束（Timing Constraints），如時鍾頻率、輸入輸齣延遲等，以指導工具進行優化，滿足設計的時序要求。 生成比特流文件： 講解如何生成最終的比特流文件（Bitstream），用於對FPGA進行配置和編程。 第四篇：典型數字係統設計實例 為瞭幫助讀者將所學知識融會貫通，本書將提供一係列典型的數字係統設計實例，覆蓋不同層次和應用領域。 簡單通信接口設計： 如UART（通用異步收發器）發送/接收模塊的設計。 數據處理模塊： 如CRC校驗模塊、CORDIC算法實現等。 存儲器接口： 如簡單的SRAM/DDR控製器接口設計（概念性介紹）。 簡單的嵌入式係統控製器： 結閤簡單的CPU或微控製器接口，設計外圍控製邏輯。 每一個實例都將遵循完整的EDA設計流程：需求分析、VHDL建模、仿真驗證、綜閤、實現，並附帶詳細的代碼注釋和設計思路講解。 本書特色 緊扣高職教學需求： 內容的選擇和深度均根據高職電子類專業的教學特點和人纔培養目標進行設計。 理論與實踐並重： 既有紮實的VHDL語言理論講解，也包含大量的實例分析和EDA工具操作指導。 循序漸進的結構： 從基礎概念到高級應用，由淺入深，幫助讀者逐步建立對EDA技術的全麵認知。 豐富的實例： 大量精選的VHDL代碼示例和典型設計實例，有助於讀者理解抽象概念，掌握實際應用技能。 強調驗證的重要性： 將仿真和測試平颱的概念貫穿始終，培養學生嚴謹的設計和驗證習慣。 麵嚮未來： 引導學生瞭解數字設計領域的前沿技術和發展趨勢。 本書的齣版，期望能為高職電子類專業的教學提供一份高質量的教材，幫助廣大學子在EDA技術領域打下堅實的基礎，掌握關鍵的職業技能，為未來的職業發展和創新創業奠定堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

我是一位電子愛好者，一直以來都對數字電路和FPGA設計充滿瞭濃厚的興趣。雖然我並非科班齣身，但憑藉著自學和實踐，已經積纍瞭一定的電子基礎知識。我瞭解到EDA技術是實現復雜數字電路設計和FPGA編程的關鍵，而VHDL是其中一種重要的硬件描述語言。這本書《EDA技術（VHDL版）/高職電子類“十二五”規劃教材》的名字聽起來非常權威，而且“十二五”規劃教材的定位也讓我覺得其內容應該比較紮實和係統。我非常期待這本書能夠從最基礎的VHDL語法講起，逐步深入到更復雜的電路結構設計，例如狀態機、存儲器等。我希望通過閱讀這本書，能夠清晰地理解不同類型的數字電路是如何用VHDL來描述的，以及如何通過EDA工具進行仿真和調試，找齣設計中的錯誤。此外，如果書中能有一些簡單的FPGA實踐項目，比如LED閃爍、數碼管顯示等，那我將非常高興，因為這將是我將理論知識轉化為實際動手能力的重要途徑，讓我能夠親身體驗EDA技術的魅力。

評分☆☆☆☆☆

我是一名職業技術學院的教師，負責教授電子類專業課程。在課程設置中，EDA技術是必不可少的一部分，尤其是在數字化設計和嵌入式係統開發方麵。我一直在尋找一本適閤高職院校學生特點的教材，要求既有理論深度，又不失實踐可操作性，《EDA技術（VHDL版）/高職電子類“十二五”規劃教材》這個標題正好符閤我的需求。我非常看重教材的內容是否貼閤當前行業發展趨勢，是否能夠培養學生解決實際問題的能力。VHDL語言作為一種成熟且廣泛應用的硬件描述語言，其在教育中的應用非常重要。我期待這本書能夠為我提供一套係統、完整的教學體係，能夠幫助我的學生理解EDA設計的基本原理、掌握VHDL語言的語法和編程技巧，並能夠初步掌握使用EDA工具進行電路設計、仿真和實現的過程。我希望教材的難度適中，語言通俗易懂，能夠激發學生的學習興趣，並且能夠引導他們思考如何將EDA技術應用於實際的電子産品開發中，為他們未來的職業發展打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書我早就聽說過，一直想入手一本。作為一名在自動化領域摸爬滾打多年的工程師，深知EDA技術的重要性。尤其是在嵌入式係統開發和FPGA設計中，EDA工具更是不可或缺的利器。我關注這本《EDA技術（VHDL版）/高職電子類“十二五”規劃教材》已經有段時間瞭，聽說它覆蓋瞭EDA技術的方方麵麵，從基礎理論到實際應用，都有深入的講解。尤其令我期待的是，它采用瞭VHDL語言作為講解的主體，這正是我目前工作中最常用、最熟悉的硬件描述語言。我相信，通過學習這本書，我能夠進一步鞏固和提升我的EDA技術水平，更好地應對工作中遇到的各種挑戰，比如更高效地設計和驗證復雜的數字電路，優化FPGA的性能，甚至能夠探索一些更前沿的EDA應用領域。聽說這本書在內容組織上非常閤理，邏輯清晰，循序漸進，即使是對EDA技術不太熟悉的初學者也能輕鬆上手。我很期待能從書中獲得寶貴的知識和實踐經驗，將其運用到我的實際工作中，為我的職業發展注入新的動力。

評分☆☆☆☆☆

對於我這種電子信息工程專業的學生來說，一本好的教材是開啓職業生涯的關鍵。我正在尋找一本能夠係統學習EDA技術的書籍，而《EDA技術（VHDL版）/高職電子類“十二五”規劃教材》這個名字引起瞭我的注意。之所以選擇VHDL版本，是因為我瞭解到VHDL在很多行業應用中仍然占有重要地位，掌握VHDL能夠為我未來的就業提供更多的選擇。我對於書中關於邏輯綜閤、時序分析、仿真驗證等核心概念的講解充滿瞭期待。我希望通過這本書的學習，能夠清晰地理解數字電路的設計流程，並且能夠熟練運用相關的EDA工具來完成實際的項目。例如，我希望能夠學習到如何將抽象的邏輯功能轉化為具體的硬件描述，如何對設計的電路進行仿真以確保其正確性，以及如何將設計好的邏輯部署到FPGA芯片上。我還會特彆關注書中是否有實際的工程案例分析，這對於我理解理論知識如何落地至關重要。如果書中能提供一些基於FPGA開發闆的實踐指導，那就更完美瞭，這樣我就可以將所學知識付諸實踐，獲得寶貴的動手能力。

評分☆☆☆☆☆

作為一名資深軟件工程師，近年來我開始涉足嵌入式硬件開發領域，深感EDA技術的重要性。在項目開發過程中，我經常需要與硬件工程師協作，而對EDA的理解程度直接影響到溝通效率和問題解決的及時性。《EDA技術（VHDL版）/高職電子類“十二五”規劃教材》這個書名讓我眼前一亮，特彆是“VHDL版”的後綴，恰好是我想要深入瞭解的。我期待這本書能夠提供關於VHDL在實際工程項目中的應用案例，例如如何在FPGA上實現特定的通信協議、如何設計高性能的數據處理單元等等。我希望通過學習，能夠掌握VHDL的高級特性，理解代碼的優化技巧，以及如何有效地進行仿真和時序約束，以確保設計的硬件能夠滿足性能和功耗要求。我也會關注書中關於EDA工具鏈的介紹，瞭解不同工具的特點和使用方法，以便更好地將其融入到我的軟件開發流程中，實現軟硬件的協同設計和優化，最終提升整個項目的開發效率和産品質量。