EDA技术与应用教程

第1章 EDA技术概述

1.1 EDA技术及其发展

1.2 EDA技术的主要内容

1.3 EDA的设计流程

1.4 常用EDA工具

本章小结

思考练习

第2章 可编程逻辑器件

2.1 可编程逻辑器件概述

2.1.1 可编程逻辑器件的基本结构

2.1.2 可编程逻辑器件的发展历程

2.1.3 可编程逻辑器件的分类

2.1.4 CPLD与FPGA比较

2.2 CPLD的实现原理与典型结构

2.2.1 CPLD的逻辑实现原理

2.2.2 典型CPLD器件简介--MAX3000A

2.3 FPGA的实现原理与典型结构

2.3.1 FPGA的逻辑实现原理

2.3.2 典型FPGA器件简介--Cyclone

2.4 FPGA/CPLD产品概述

2.4.1 FPGA/CPLD产品主要厂商

2.4.2 Altera公司的可编程逻辑器件

2.4.3 Xilinx公司的可编程逻辑器件

2.4.4 Lattice公司的可编程逻辑器件

2.4.5 FPGA/CPLD的开发应用选择

2.5 FPGA/CPLD器件的配置与编程

2.5.1 配置与编程工艺

2.5.2 下载电缆与接口

2.5.3 编程与配置模式

2.5.4 FPGA的配置方式

本章小结

思考练习

实训项目

第3章 QuartusⅡ应用基础

3.1 QuartusⅡ软件概述

3.1.1 QuartusⅡ软件简介

3.1.2 QuartusⅡ功能特点

3.1.3 QuartusⅡ界面预览

3.1.4 QuartusⅡ授权许可

3.2 QuartusⅡ设计流程

3.3 QuartusⅡ设计实例

3.3.1 建立工程文件

3.3.2 设计文件输入

3.3.3 编译工程文件

3.3.4 建立仿真测试的矢量波形文件

3.3.5 仿真并观察RTL电路

3.3.6 分配引脚

3.3.7 编程下载与硬件测试

本章小结

思考练习

实训项目

第4章 硬件描述语言VHDL

4.1 VHDL语言概述

4.1.1 VHDL简介

4.1.2 VHDL优点

4.1.3 VHDL实例

4.2 VHDL程序结构

4.2.1 实体

4.2.2 结构体

4.2.3 库

4.2.4 程序包

4.2.5 配置

4.3 VHDL语言要素

4.3.1 VHDL的文字规则

4.3.2 VHDL的数据对象

4.3.3 VHDL的数据类型

4.3.4 VHDL的操作符

4.3.5 VHDL的属性

4.4 VHDL描述语句

4.4.1 顺序描述语句

4.4.2 并行描述语句

4.5 VHDL描述风格

4.5.1 行为描述

4.5.2 数据流描述

4.5.3 结构描述

4.6 VHDL设计方法

4.6.1 电路模块的划分与工程文件夹的建立

4.6.2 设计底层电路模块

4.6.3 设计电路顶层文件

4.6.4 编译仿真顶层设计文件

4.6.5 下载顶层设计文件

本章小结

思考练习

实训项目

第5章 基本数字单元设计

5.1 组合逻辑电路设计

5.1.1 运算电路设计

5.1.2 编码器设计

5.1.3 译码器设计

5.1.4 数据选择器设计

5.1.5 数据比较器设计

5.1.6 三态门及总线缓冲器设计

5.2 时序逻辑电路设计

5.2.1 触发器设计

5.2.2 锁存器设计

5.2.3 移位寄存器设计

5.2.4 计数器设计

5.3 状态机设计

5.3.1 摩尔状态机设计

5.3.2 米利状态机设计

5.4 存储器设计

5.4.1 只读存储器设计

5.4.2 随机存储器设计

本章小结

思考练习

实训项目

第6章 EDA技术综合应用

6.1 数字钟的设计

6.1.1 设计要求

6.1.2 设计方案

6.1 _3模块设计

6.1.4 仿真分析

6.2 数字频率计的设计

6.2.1 设计要求

6.2.2 设计方案

6.2.3 模块设计

6.2.4 仿真分析

6.3 函数信号发生器的设计

6.3.1 设计要求

6.3.2 设计方案

6.3.3 模块设计

6.3.4 仿真分析

6.4 交通信号灯控制器的设计

6.4.1 设计要求

6.4.2 设计方案

6.4.3 模块设计

6.4.4 仿真分析

6.5 数字电压表设计

6.5.1 设计要求

6.5.2 设计方案

6.5.3 模块设计

6.5.4 仿真分析

6.6 出租车计费系统

6.6.1 设计要求

6.6.2 设计方案

6.6.3 模块设计

6.6.4 仿真分析

附录 EDA实验开发系统简介

附录A GW48系列EDA/SOPC系统使用说明

A.1 GW48教学实验系统实验电路结构图

A.2 GW48结构图信号与芯片引脚对照表

附录B AlteraDE2开发板使用方法

B.1 AlteraDE2开发板的结构

B.2 DE2开发板与目标芯片的引脚连接

参考答案

参考文献

《EDA技术与应用教程》是全国高职高专教育电子电气类专业规划教材之一。

该书主要介绍EDA技术的基本概念、应用特点、可编程逻辑器件、硬件描述语言(VHDL)及常用逻辑单元电路的VHDL编程技术;以及EDA技术的开发过程、开发工具软件Quartus Ⅱ的使用、EDA设计过程中常见工程问题的处理等。《EDA技术及应用教程》从教学和应用的角度出发，首先介绍了EDA技术的基本概念、应用特点、可编程逻辑器件、硬件描述语言(VHDL)及常用逻辑单元电路的VHDL编程技术;然后，以EDA应用为目的，通过EDA实例详细介绍了EDA技术的开发过程、开发工具软件Quartus Ⅱ的使用、EDA设计过程中常见工程问题的处理;最后，介绍了工程中典型的EDA设计实例。

《EDA技术及应用教程》各章节均配有习题及设计实例练习，便于读者学习和教学使用。

《EDA技术及应用教程》可作为高等院校电子、通信、自动化及计算机等专业EDA应用技术的教学用书，也可作为高职院校相关专业的教学参考用书。

第一篇 EDA技术基础

第1章 概述

1.1 EDA技术的含义

1.2 EDA技术的主要内容

1.3 EDA技术的特点及发展趋势

第2章 可编程逻辑器件

2.1 概述

2.2 大规模可编程逻辑器件

2.3 Altera新型系列器件简介

2.4 FPGA/CPLD器件的配置与编程

第3章 QuartusⅡ设计基础

3.1 概述

3.2 QuartusⅡ的安装与授权

3.3 QuartusⅡ设计流程

3.4 QuartusⅡ设计实例

第4章 硬件描述语言VHDL语法概要

4.1 概述

4.2 VHDL程序基本结构

4.3 VHDL语言要素

4.4 VHDL的基本描述语句

4.5 子程序、程序包和配置

第5章 常用模块电路的VHDL设计

5.1 常用组合逻辑电路的设计

5.2 时序逻辑电路的设计

5.3 状态机的设计

5.4 存储器的设计

第二篇 实战训练

第6章 基础训练

6.1 一位全加器原理图输入设计

6.2 译码显示电路的设计

6.3 含异步清零和同步时钟使能的4位加法计数器的设计

6.4 数控分频器的设计

6.5 用状态机实现序列检测器的设计

6.6 简易正弦信号发送器的设计

第7章 综合训练

7.1 键盘输入电路的设计

7.2 动态输出4位十进制频率计的设计

7.3 数字钟的设计

7.4 DDS信号源的设计

7.5 基于Dsp Builder使用IP Core的FIR滤波器的设计

7.6 基于NiosⅡ的SD卡音乐播放器的实现

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《高等职业教育教学改革系列规划教材·电子信息类:EDA技术与实践教程(附光盘1张)》提供了参考授课计划及自学建议;第1章概述了EDA技术的主要内容;第2章简要介绍了FPGA/CPLD的结构与工作原理及其配置与编程方法;第3章介绍了Quartus Ⅱ设计流程及6个设计实例;第4章介绍了硬件描述语言VHDL语法概要;第5章用VHDL给出了常用单元电路的设计;第6章由浅入深精选了6个基础训练项目;第7章精选了6个综合训练项目。本教材提供的所有VHDL代码均在Altera推广型开发工具Quartus Ⅱ 9.0+SP1上综合通过，部分例题给出了仿真结果，另附Quartus Ⅱ开发工具及相关资料DVD光盘一张。

《高等职业教育教学改革系列规划教材·电子信息类:EDA技术与实践教程(附光盘1张)》可作为各高职院校电子类、通信类及计算机类等相关专业二年级及以上学生的教材，也可作为电子技术工程技术人员的参考用书。