EDA技术项目教程/21世纪高职高专规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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樊辉娜 著

图书标签:

• EDA技术
• 电子设计自动化
• 项目教学
• 高职高专
• 规划教材
• 电路分析
• 数字电路
• 模拟电路
• Verilog
• VHDL

出版社： 北京邮电大学出版社

ISBN：9787563542666

版次：1

商品编码：11655927

包装：平装

丛书名： 21世纪高职高专规划教材

开本：16开

出版时间：2015-01-01

用纸：胶版纸

页数：241

正文语种：中文

内容简介

　　《EDA技术项目教程/21世纪高职高专规划教材》根据高等职业学院电子设计自动化课程的教学基本要求，以实施“项目教学”、注重“工作过程”为教学方式，依据高职EDA教学中的教学实践经验编写。
　　《EDA技术项目教程/21世纪高职高专规划教材》通过六大项目实例，阐述EDA技术在电子设计中的应用。本着项目教学在“学中做，做中学”的宗旨，把理论知识融入到项目工程的操作中去学，让学习目的更加明确、知识的应用能力更加突出。《EDA技术项目教程/21世纪高职高专规划教材》内容通俗易懂，叙述深入浅出，注重理论联系实际，突出应用研究能力的培养。
　　《EDA技术项目教程/21世纪高职高专规划教材》可以作为高职院校电类等相关专业课程的教材，也可供相关专业技术人员阅读参考。

目录

第1篇 ProteiDXP应用与印制电路板设计
ProtelDXP软件概述
项目1 电源电路的原理图设计与制板
任务1-1 ProtelDXP文件管理
任务1-2 ProtelDXP原理图设计环境的设置
任务1-3 ProtelDXP的原理图绘制
任务1-4 生成原理图报表及打印原理图
任务1-5 元件符号的制作与建立元件库
任务1-6 元件封装制作与建立封装库
任务1-7 印制电路板的设计
项目2 四端口串行接口层次电路的设计
任务2-1 四端口串行接口电路的层次原理图
习题

第2篇 Multisim2001设计仿真
Multisim2001软件概述
项目3 直流稳压源与放大电路的设计仿真
任务3-1 直流稳压电源的设计与仿真
任务3-2 单管放大电路的仿真
项目4 数字钟的设计与仿真
任务4-1 六十与二十四进制计数器的设计与仿真（用芯片74160实现）
任务4-2 数字钟的设计与仿真
习题

第3篇 QuartusⅡ软件应用及VHDL语言设计
FPGA／CPLD简介
VHDL语言
项目5 基于VHDL语言的数字钟的设计
任务5-1 原理图输入设计法——一位全加器的设计
任务5-2 VHDL文本输入设计法——计数器分频器的时序设计
任务5-3 7段数码显示译码器设计及动态扫描显示电路的VHDL设计
任务5-4 层次设计法实现系统级电路设计
任务5-5 数字钟的总体设计
项目6 基于状态机的8路彩灯控制器
任务6-1 基于状态机的8路彩灯花型循环控制模块的设计
任务6-2 基于状态机的8路彩灯VHDL总体设计
习题

附录1 VHDL设计常用程序
1-1 门电路的程序设计
1-2 常用组合电路的设计
1-3 时序逻辑电路的程序设计
附录2 ProtelDXP元件库集锦
绘图员级考试大纲
参考文献

《电子设计自动化（EDA）应用开发实战：从入门到精通》 前言 在当今飞速发展的电子信息时代，集成电路（IC）的设计与制造是支撑科技进步的关键。而电子设计自动化（EDA）技术，作为实现复杂电子系统设计与验证的强大工具，其重要性日益凸显。无论是物联网（IoT）设备的兴起，人工智能（AI）的蓬勃发展，还是5G通信的普及，都离不开高性能、低功耗的集成电路。因此，掌握EDA技术，成为一名优秀的IC设计工程师，是许多有志于投身电子行业的学子和从业者的目标。 本书旨在为读者提供一套全面、深入、实用的EDA技术学习方案，帮助读者从零基础逐步建立起对EDA工具链、设计流程、关键技术以及实际项目开发的完整认知。我们不只是介绍理论知识，更强调动手实践，通过大量的实例和项目，引导读者掌握实际的EDA应用开发能力，为未来在集成电路设计、FPGA开发、SoC系统设计等领域的发展打下坚实的基础。 本书的内容涵盖了EDA技术的核心概念、主流工具的使用、数字逻辑设计、硬件描述语言（HDL）、综合、布局布线、时序分析、物理验证等关键环节。我们力求将复杂的概念以清晰易懂的方式呈现，并辅以丰富的图示和代码示例，帮助读者理解每一个知识点。同时，本书的编排结构也充分考虑了学习的连贯性和循序渐进性，从基础的数字逻辑原理出发，逐步过渡到高级的设计与验证技术。 第一章：EDA技术概览与学习路径 本章将为您勾勒出EDA技术的宏观图景，让您了解其在电子产业中的地位与作用。我们将深入剖析EDA工具链的构成，包括前端设计工具（如原理图编辑器、HDL编辑器）、后端设计工具（如综合工具、布局布线工具、版图编辑器）、仿真工具（如数字仿真器、模拟仿真器、混合信号仿真器）以及验证工具。 您将了解到，EDA技术不仅仅是软件的使用，更是一套严谨的设计流程。我们将详细阐述从需求分析、系统设计、RTL编码、逻辑综合、静态时序分析、布局布线、物理验证到最终可制造性设计（DFM）等一系列关键步骤。理解这个流程，是高效进行EDA设计的前提。 此外，本章还将为您规划一条清晰的学习路径。我们将根据读者的基础和目标，推荐不同的学习重点和资源。无论您是初学者，还是希望深化技能的从业者，都能在这里找到适合自己的前进方向。我们将强调理论与实践相结合的重要性，引导您如何有效地利用本书提供的资源进行学习和提升。 第二章：数字逻辑基础回顾与FPGA入门 在本章中，我们将快速回顾数字逻辑设计的核心概念，包括组合逻辑和时序逻辑的原理，逻辑门的特性，以及各种基本逻辑电路（如加法器、减法器、寄存器、计数器）的设计。对于初学者，我们将提供清晰的解释和实例，帮助您快速掌握这些基础知识。 随后，我们将引入现场可编程门阵列（FPGA）这一重要的硬件平台。FPGA凭借其可编程性、灵活性和高性能，在原型验证、小批量生产和特定应用领域扮演着越来越重要的角色。我们将介绍FPGA的内部结构，包括查找表（LUT）、触发器（FF）、分布式RAM/ROM、DSP模块等，让您理解其工作原理。 学习FPGA设计，离不开硬件描述语言（HDL）。本章将重点介绍Verilog HDL，这是目前最广泛使用的HDL之一。我们将从基本语法开始，讲解模块的定义、端口声明、信号类型、赋值语句、过程块、条件语句、循环语句等。通过大量简单但经典的逻辑电路设计实例，例如LED闪烁、数码管显示、按键消抖等，帮助您快速上手Verilog编程。 第三章：Verilog HDL进阶与结构化设计 在掌握了Verilog HDL的基础之后，本章将带领您深入学习更高级的HDL特性和结构化设计方法。我们将讲解如何使用任务（task）和函数（function）来组织和复用代码，如何进行参数化设计，以及如何利用预处理指令（如`include`, `define`）来增强代码的可维护性。 状态机（FSM）是数字逻辑设计的灵魂，也是实现复杂控制逻辑的关键。本章将详细讲解有限状态机的类型（Mealy型和Moore型），状态机的设计方法，以及如何用Verilog来描述有限状态机。通过设计一个简单的交通灯控制器或序列检测器等实例，让您深刻理解状态机的设计与实现。 数据通路与控制通路的设计是构建复杂数字系统的基础。本章将引导您学习如何将一个大型系统分解为可管理的模块，如何设计数据通路来处理信息流，以及如何设计控制通路来协调数据通路的运作。我们将以一个简单的CPU控制器或数据处理单元为例，展示模块化设计和层次化设计的思想。 第四章：逻辑综合与静态时序分析（STA） 逻辑综合是将用HDL编写的抽象行为级描述转化为门级网表的关键步骤。本章将深入讲解逻辑综合的原理和流程。您将了解到综合工具如何根据时序约束、面积约束和功耗约束来优化逻辑门的使用，生成高效的电路网表。 我们将介绍如何编写易于综合的HDL代码，避免使用那些综合工具难以理解或无法综合的语句。重点讲解综合报告的解读，包括资源使用情况、逻辑深度、关键路径等信息。您将学会如何通过调整综合选项和约束文件来优化综合结果，以满足设计目标。 静态时序分析（STA）是确保数字电路在规定时钟频率下可靠工作的关键。本章将详细讲解时序分析的基本概念，包括时钟周期、建立时间（Setup Time）、保持时间（Hold Time）、时钟偏移（Clock Skew）、时钟抖动（Clock Jitter）等。 您将学习如何使用EDA工具进行STA，如何生成时序报告，以及如何分析时序违例。本章将重点讲解如何通过修改RTL代码、调整综合策略、优化布局布线等手段来解决时序问题，确保设计的时序性能达标。 第五章：FPGA后端设计流程：布局布线与时序收敛 在完成了逻辑综合之后，就需要将综合后的门级网表映射到具体的FPGA器件上。本章将深入介绍FPGA的后端设计流程，包括放置（Placement）和布线（Routing）。 放置是将逻辑单元映射到FPGA内部的逻辑块（CLB）或DSP块等资源上的过程。布线则是连接这些逻辑单元之间的信号线。我们将讲解影响放置和布线质量的因素，以及如何通过调整放置和布线策略来优化设计。 对于FPGA设计而言，时序收敛是后端设计的重中之重。在本章中，我们将重点讲解如何结合后端工具的时序分析结果，进行时序收敛。您将学会如何分析放置和布线后的时序报告，识别瓶颈，并采取相应的措施进行优化。这可能包括修改HDL代码、调整综合约束、优化放置策略、以及进行更精细的布线控制等。 第六章：ASIC设计流程基础：前端设计与综合 尽管FPGA在原型验证和特定应用中非常流行，但高性能、低功耗的芯片设计仍主要依赖于应用特定集成电路（ASIC）设计流程。本章将为您介绍ASIC设计流程的基础，重点关注前端设计部分。 您将了解ASIC设计与FPGA设计的区别，以及ASIC设计所面临的挑战，例如功耗、面积、性能以及可制造性等。我们将详细讲解ASIC设计流程中的RTL编码、逻辑综合、以及门级仿真等关键环节。 在本章中，您将学习如何使用更专业的EDA工具进行ASIC综合。我们将介绍综合工具如何将RTL代码映射到标准单元库（Standard Cell Library），以及如何根据工艺库的特性进行优化。您将了解综合报告中关于面积、功耗和时序的信息，并学习如何解读这些信息。 第七章：ASIC后端设计入门：布局布线与物理验证 本章将带领您进入ASIC设计的后端世界，重点介绍布局布线和物理验证。在ASIC设计中，布局布线是指将门级网表中各个逻辑单元放置到芯片版图上，并将其互连起来的过程。 您将了解到ASIC布局布线工具的功能，以及其在芯片面积、性能和功耗优化方面的重要作用。我们将介绍关键的布局布线阶段，例如宏单元放置、标准单元放置、电源网络规划、布线等等。 物理验证是确保ASIC设计满足制造规则的关键环节。在本章中，我们将介绍几种重要的物理验证类型： 设计规则检查（DRC - Design Rule Check）：确保设计的几何形状和尺寸符合晶圆厂的制造工艺规则。 版图与原理图一致性检查（LVS - Layout Versus Schematic）：验证芯片版图与前端设计生成的原理图是否一致，确保电路的功能正确性。 电迁移（EM - Electromigration）：检查电流密度是否过高，可能导致金属线失效。 IR Drop分析：评估电源网络上的电压降，确保芯片工作电压稳定。 您将学习如何使用EDA工具执行这些物理验证，以及如何根据验证结果进行修改和优化。 第八章：SoC（System-on-Chip）设计概览 随着电子设备的复杂度不断提升，将整个系统集成到单个芯片上的SoC设计已成为主流。本章将为您介绍SoC设计的概念、架构和关键技术。 您将了解到SoC设计中通常包含的各种IP（Intellectual Property）核，如CPU核、GPU核、DSP核、内存控制器、通信接口（USB, PCIe, Ethernet）等。我们将探讨如何集成这些IP核，构建一个完整的系统。 总线协议（如AMBA AXI, AHB, APB）是SoC内部各模块之间通信的“语言”，本章将对这些协议进行介绍，让您理解它们在SoC设计中的作用。 此外，本章还将触及SoC设计中的一些重要考量，例如功耗管理、低功耗设计技术、片上调试（On-Chip Debugging）以及系统级验证等。 第九章：EDA项目实战：一个基于FPGA的简单RISC-V处理器设计 理论学习需要付诸实践才能真正掌握。在本章中，我们将通过一个完整的项目实战，将前面所学的EDA技术融会贯通。我们将以设计一个简单的RISC-V处理器核为例，带领您完成从RTL编码、仿真验证、综合、后端设计到最终在FPGA上实现的整个流程。 您将学习如何使用Verilog HDL来描述RISC-V指令集的取指、译码、执行、访存和写回等核心功能。我们将提供详细的代码结构和设计思路，并指导您如何进行模块划分和接口定义。 项目过程中，我们将反复强调仿真验证的重要性。您将学习如何编写测试平台（Testbench）来验证处理器的功能正确性，如何调试仿真中的问题。 随后，我们将使用专业的FPGA开发套件和EDA工具，完成综合、放置、布线等后端设计步骤。您将亲身体验时序收敛的挑战，并学会如何运用所学知识来解决实际问题。最终，您将把设计部署到FPGA开发板上，看到您亲手设计的处理器核在硬件上运行，这将是极具成就感的体验。 第十章：EDA技术前沿与未来发展趋势 电子信息技术的进步日新月异，EDA技术作为其核心驱动力，也在不断演进。本章将为您介绍EDA技术的一些前沿领域和未来发展趋势。 我们将探讨AI在EDA中的应用，例如AI驱动的逻辑综合、AI辅助的布局布线、以及AI驱动的验证等。您将了解到AI技术如何加速设计进程，提升设计效率和设计质量。 此外，我们还将关注新兴的设计方法学，例如高层次综合（High-Level Synthesis, HLS），它允许使用C/C++/SystemC等语言进行设计，并能自动转换为RTL代码，极大地提高了设计效率。 您还将了解到一些针对特定应用领域的设计挑战与解决方案，例如针对AI加速器、先进通信芯片、以及高性能计算芯片的设计考量。 附录 常用EDA工具介绍：简要介绍市面上主流的EDA工具厂商及其代表性产品。 EDA术语表：对本书中出现的重要EDA术语进行解释。 参考资料与推荐阅读：提供进一步学习的资源链接和书籍推荐。 结语 EDA技术是一门博大精深的学科，掌握它需要持续的学习和不断的实践。本书的编写旨在为您提供一个坚实的起点，但真正的精通之路，还需要您在未来的学习和工作中不断探索和积累。希望本书能成为您在EDA技术领域的良师益友，助您在蓬勃发展的电子信息产业中，开创属于自己的辉煌篇章。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计相当朴实，没有过多华丽的装饰，这让我一开始并没有抱太大的期望。然而，当我翻开第一页，一股严谨而扎实的学术气息便扑面而来。作者在序言部分阐述了EDA技术在现代电子产业中的重要地位，以及本书旨在为高职高专学生提供一套系统、实用的学习指南。我尤其欣赏的是，作者并没有回避EDA技术的复杂性，而是以一种循序渐进的方式，将概念、工具和实际应用巧妙地结合起来。书中对基础理论的讲解深入浅出，并没有止步于表面，而是深入到原理层面，这对于我这样的初学者来说至关重要。例如，在讲解逻辑综合部分，作者不仅列举了各种优化算法，还用清晰的图示和代码片段展示了其工作流程，这让我能够真正理解“黑箱”操作背后的逻辑。总的来说，这本书的开篇就展现出一种“干货满满”的姿态，让我对后续的学习充满了信心，也感受到了作者的专业和用心。

评分☆☆☆☆☆

我特别喜欢书中对于实验指导的细致程度。这本书不仅仅是理论的堆砌，更重要的是提供了丰富的实践机会。每个章节都配有相应的实验项目，从简单的逻辑门电路仿真，到复杂的IP核集成和板级调试，都给出了清晰的操作步骤和预期结果。我按照书中的指示，一步步地完成了好几个实验，感觉自己真的像一个工程师一样在进行项目开发。例如，在设计一个数码管显示控制器时，书中详细介绍了如何使用Allegro等EDA工具进行原理图绘制和PCB布局布线，以及如何通过Quartus等软件进行逻辑综合和时序仿真。最让我惊喜的是，书中还提供了一些在实际操作中可能会遇到的常见错误及其解决方法，这大大减少了我在实验过程中摸索的时间。这些实操性的指导，让我能够更直观地理解EDA技术的应用，也培养了我动手实践的能力，这对于未来的职业发展至关重要。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我最大的感受是它真正地做到了“学以致用”。作者在编写过程中，非常注重知识的实际应用性，将抽象的EDA概念与具体的工程实践紧密联系起来。书中提到的许多设计技巧和优化方法，都是在实际工程中经过验证的，具有很高的参考价值。例如，在讲解代码编写规范时，作者不仅强调了清晰度和可读性，还列举了许多可以提高代码效率的技巧，这让我受益匪浅。此外，书中对于整个项目流程的梳理，从需求分析到最终的产品交付，都有清晰的指引，让我对EDA项目的运作模式有了更深入的了解。我尤其赞赏作者在书中反复强调的“调试是设计的灵魂”这一理念，并提供了多种有效的调试策略。总而言之，这本书并非一本纯粹的理论书籍，而是一本真正能够指导读者完成实际EDA项目的“操作手册”，它为我打开了通往工程实践的大门。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，本书在案例分析方面做得相当出色，这正是我在学习EDA技术时最为看重的一个方面。作者选取了几个具有代表性的项目，从需求分析、架构设计，到具体模块的实现和验证，都进行了详细的阐述。这些案例并非凭空捏造，而是基于实际工程中的常见问题，具有很强的指导意义。我尤其喜欢书中对一个小型数字信号处理模块的设计过程。作者详细讲解了如何根据性能指标分解任务，如何选择合适的IP核，以及如何进行时序约束和优化。在这个过程中，书中的代码示例非常贴合实际，并且附带了详细的解释，让我能够一步步地模仿和学习。更重要的是，作者并没有仅仅展示成功的案例，还提及了设计过程中可能遇到的挑战和调试技巧，这对于培养解决实际问题的能力非常有帮助。通过这些案例，我不仅掌握了EDA工具的使用方法，更重要的是学会了如何将理论知识转化为实际可行的设计方案，这远比死记硬背教材上的概念要有效得多。

评分☆☆☆☆☆

这本书在理论深度和广度上都给我留下了深刻的印象。虽然定位为高职高专教材，但其内容的深度并没有因此打折扣。作者在介绍EDA技术发展的历史脉络时，清晰地勾勒出了FPGA和ASIC的发展历程，以及它们在不同应用领域的作用。在技术细节上，例如关于时序分析的章节，作者花了大量的篇幅讲解了各种时序指标的含义，以及如何通过约束文件来控制时序。这对于理解芯片设计的性能瓶颈非常有帮助。我特别注意到，书中对于一些前沿技术的探讨，比如低功耗设计和并行计算在EDA中的应用，也进行了初步的介绍，虽然篇幅不长，但足以引发我进一步探索的兴趣。这说明作者并没有局限于过时的内容，而是尽可能地将最新的技术趋势融入教材。整体而言，这本书既有扎实的基础理论支撑，又兼具一定的行业前瞻性，为读者构建了一个比较完整的EDA技术知识体系。