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第1章 EDA技术概述1

1.1 EDA技术及其发展1

1.1.1 EDA技术的发展1

1.1.2 EDA技术的涵义2

1.1.3 EDA技术的基本特征3

1.2 EDA技术的主要内容及主要的EDA厂商4

1.2.1 EDA技术的主要内容4

1.2.2主要EDA厂商概述6

1.3 EDA技术实现目标7

1.3.1超大规模可编程逻辑器件7

1.3.2半定制或全定制ASIC8

1.3.3混合ASIC8

1.4 EDA技术应用8

1.4.1 EDA技术应用形式8

1.4.2 EDA技术应用场合9

1.5 EDA技术的发展趋势10

1.5.1可编程器件的发展趋势10

1.5.2软件开发工具的发展趋势10

1.5.3输入方式的发展趋势11

本章小结12

思考题和习题13

第2章 大规模可编程逻辑器件14

2.1可编程逻辑器件概述14

2.1.1 PLD的发展进程14

2.1.2 PLD的种类及分类方法16

2.2简单可编程逻辑器件17

2.2.1 PLD电路的表示方法及有关符号17

2.2.2 PROM基本结构18

2.2.3 PLA基本结构19

2.2.4 PAL基本结构20

2.2.5 GAL基本结构21

2.3复杂可编程逻辑器件24

2.3.1 CPLD基本结构24

2.3.2 Altera公司器件27

2.4现场可编程逻辑器件30

2.4.1 FPGA整体结构30

2.4.2 Xilinx公司FPGA器件37

2.5在系统可编程逻辑器件38

2.5.1 ispLSI／pLSI的结构38

2.5.2 Lattice公司ispLSI系列器件40

2.6 FPGA和CPLD的开发应用43

2.6.1 CPLD和FPGA的编程与配置43

2.6.2 FPGA和CPLD的性能比较46

2.6.3 FPGA和CPLD的应用选择46

本章小结47

思考题和习题47

第3章 EDA设计流程与开发48

3.1 EDA设计流程48

3.1.1设计输入48

3.1.2综合50

3.1.3适配50

3.1.4时序仿真与功能仿真51

3.1.5编程下载51

3.1.6硬件测试51

3.2 ASIC及其设计流程51

3.2.1 ASIC设计方法52

3.2.2一般的ASIC设计流程53

3.3可编程逻辑器件的开发环境54

3.3.1 ISP Synario系统54

3.3.2 Foundation系统55

3.3.3 MAX＋plus Ⅱ系统56

3.4硬件描述语言58

3.4.1 ABEL-HDL59

3.4.2 Verilog-HDL59

3.4.3 VHDL60

3.4.4 Quartus Ⅱ简介61

3.5 IP核62

本章小结63

思考题和习题63

第4章 硬件描述语言VHDL64

4.1 VHDL概述64

4.1.1 VHDL的发展历程64

4.1.2 VHDL的特点64

4.2 VHDL程序基本结构65

4.2.1实体65

4.2.2结构体67

4.2.3库68

4.2.4程序包69

4.2.5配置71

4.3 VHDL基本要素72

4.3.1文字规则72

4.3.2数据对象74

4.3.3数据类型76

4.3.4运算操作符82

4.3.5 VHDL结构体描述方式83

4.4 VHDL顺序语句88

4.4.1赋值语句88

4.4.2 IF语句89

4.4.3等待和断言语句91

4.4.4 CASE语句94

4.4.5 LOOP语句96

4.4.6 RETURN语句97

4.4.7过程调用语句98

4.4.8 REPORT语句99

4.5 VHDL并行语句100

4.5.1进程语句101

4.5.2块语句102

4.5.3并行信号代入语句103

4.5.4并行过程调用语句107

4.5.5并行断言语句108

4.5.6参数传递语句109

4.5.7元件例化语句109

本章小结112

思考题和习题112

第5章 Quartus Ⅱ软件及其应用114

5.1基本设计流程114

5.1.1建立工作库文件夹和编辑设计文件115

5.1.2创建工程115

5.1.3编译前设计118

5.1.4全程编译120

5.1.5时序仿真121

5.1.6应用RTL电路图观察器126

5.2引脚设置和下载126

5.2.1引脚锁定126

5.2.2配置文件下载129

5.2.3 AS模式编程配置器件130

5.2.4 JTAG间接模式编程配置器件131

5.2.5 USB Blaster编程配置器件使用方法132

本章小结132

思考题和习题132

第6章 VHDL应用实例134

6.1组合逻辑电路设计134

6.1.1基本门电路设计134

6.1.2译码器设计135

6.1.3数据选择器设计138

6.1.4三态门设计138

6.1.5编码器设计139

6.1.6数值比较器设计140

6.2时序逻辑电路设计141

6.2.1时钟信号和复位信号141

6.2.2触发器设计143

6.2.3寄存器和移位寄存器设计145

6.2.4计数器设计148

6.2.5存储器设计151

6.3综合实例——数字秒表的设计156

本章小结164

思考题和习题164

第7章 状态机设计165

7.1一般有限状态机165

7.1.1数据类型定义语句165

7.1.2为什么要使用状态机167

7.1.3一般有限状态机的设计168

7.2 Moore型有限状态机设计170

7.2.1多进程有限状态机171

7.2.2单进程有限状态机172

7.3 Mealy型有限状态机173

7.4状态编码175

7.4.1状态位直接输出型编码175

7.4.2顺序编码177

7.4.3一位热码编码177

7.5状态机处理178

本章小结179

思考题和习题179

第8章 EDA实验开发系统180

8.1 GW48型实验开发系统原理与应用180

8.1.1系统性能及使用注意事项180

8.1.2 GW48系统主板结构与使用方法181

8.2实验电路结构图186

8.2.1实验电路信号资源符号图说明186

8.2.2各实验电路结构图特点与适用范围简述187

8.3 GW48CK／GK／EK ／PK2系统信号名与芯片引脚对照表195

本章小结200

思考题和习题201

第9章 EDA技术实验202

实验一：全加器的设计202

实验二：4位加减法器的设计207

实验三：基本D触发器的设计212

实验四：同步清零计数器的设计218

实验五：基本移位寄存器的设计——串入／串出移位寄存器223

实验六：同步预置数串行输出移位寄存器的设计228

实验七：半整数分频器的设计233

实验八：音乐发生器的设计238

实验九：交通灯控制器的设计246

实验十：数字时钟的设计253

参考文献266