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第1章 绪论1

1.1 EDA技术的概念及应用范畴1

1.2 EDA技术的发展史2

1.3 EDA设计流程3

1.4 EDA技术的主要内容及主要的EDA厂商7

1.4.1 EDA技术的主要内容7

1.4.2主要的EDA厂商11

1.5常用的EDA工具12

1.6 EDA技术的发展趋势14

1.6.1可编程器件的发展趋势14

1.6.2软件开发工具的发展趋势14

1.6.3输入方式的发展趋势15

1.7 EDA技术的应用16

1.7.1 EDA技术的应用形式16

1.7.2 EDA技术的应用场合16

本章小结18

习题18

第2章VHDL硬件描述语言19

2.1 VHDL概述19

2.1.1常用硬件描述语言简介19

2.1.2 VHDL及其优点20

2.1.3 VHDL程序设计约定21

2.2 VHDL简单程序设计举例21

2.3 VHDL程序基本结构25

2.3.1实体26

2.3.2结构体30

2.3.3库32

2.3.4程序包34

2.3.5配置36

2.4 VHDL语言要素37

2.4.1文字规则38

2.4.2数据对象39

2.4.3数据类型41

2.4.4运算操作符51

2.4.5描述风格57

2.5 VHDL顺序语句61

2.5.1赋值语句61

2.5.2转向控制语句64

2.5.3等待语句70

2.5.4子程序及其调用73

2.5.5返回语句81

2.5.6空操作语句81

2.5.7其他语句82

2.6 VHDL并行语句88

2.6.1进程语句89

2.6.2块语句91

2.6.3并行信号赋值语句94

2.6.4并行过程调用语句96

2.6.5元件例化语句98

2.6.6生成语句100

2.6.7类属映射语句103

本章小结105

习题105

第3章Verilog硬件描述语言110

3.1Verilog HDL简介110

3.1.1什么是Verilog HDL110

3.1.2 Verilog HDL历史发展110

3.1.3 Verilog HDL主要功能110

3.2 Verilog HDL指南112

3.2.1模块112

3.2.2时延113

3.2.3数据流描述方式113

3.2.4行为描述方式114

3.2.5结构化描述形式115

3.2.6混合设计描述方式117

3.2.7设计模拟117

3.3 Verilog HDL语言要素120

3.3.1标识符120

3.3.2注释120

3.3.3格式120

3.3.4系统任务和函数120

3.3.5编译指令125

3.3.6值集合128

3.3.7数据类型130

3.3.8参数136

3.4 Verilog HDL表达式137

3.4.1操作数137

3.4.2操作符139

3.4.3表达式种类145

3.5门电平模型化145

3.5.1内置基本门145

3.5.2多输入门146

3.5.3多输出门146

3.5.4三态门146

3.5.5上拉、下拉电阻147

3.5.6 MOS开关147

3.5.7双向开关148

3.5.8门时延148

3.5.9实例数组149

3.5.10隐式线网149

3.5.11简单示例150

3.5.12 2-4解码器举例151

3.5.13主从触发器举例151

3.5.14奇偶电路举例152

3.6 Verilog HDL的编码风格152

3.6.1一般的命名规则152

3.6.2文件格式组织153

3.6.3端口定义153

3.6.4文件头部154

3.6.5注释155

3.6.6错误代码举例155

3.7设计举例157

3.7.1简单的组合逻辑设计157

3.7.2简单时序逻辑电路的设计158

3.7.3利用条件语句实现较复杂的时序逻辑电路159

3.7.4设计时序逻辑时采用阻塞赋值与非阻塞赋值的区别160

3.7.5用always块实现较复杂的组合逻辑电路162

3.7.6在Verilog HDL中使用函数164

3.7.7在Verilog HDL中使用任务165

3.7.8利用有限状态机进行复杂时序逻辑的设计167

3.7.9利用状态机的嵌套实现层次结构化设计170

3.7.10通过模块之间的调用实现自顶向下的设计174

本章小结178

习题178

第4章CPLD与FPGA结构及应用180

4.1 PLD概述180

4.2 PLD结构及特点182

4.3 FPGA结构、原理及其产品183

4.3.1 FPGA结构183

4.3.2 FPGA工作原理186

4.3.3 FPGA的配置模式187

4.3.4 FPGA系列产品190

4.4 CPLD结构、原理及其产品191

4.4.1 CPLD结构特点191

4.4.2 CPLD工作原理192

4.4.3 CPLD系列产品193

4.5在系统可编程（ISP）逻辑器件193

4.5.1 ISP逻辑器件结构特点193

4.5.2 ispLSI/pLSI系列器件及特点195

4.6 FPGA/CPLD在电子产品开发中的应用选择196

4.6.1 FPGA和CPLD的性能比较197

4.6.2 FPGA和CPLD的开发应用选择197

4.7 FPGA/CPLD器件的标识含义199

4.8 FPGA/CPLD主要生产商200

4.8.1 Altera公司的PLD产品201

4.8.2 Xilinx公司的PLD产品201

4.8.3 Lattice公司的PLD产品202

本章小结203

习题203

第5章EDA工具软件的使用及设计流程204

5.1 QuartusⅡ使用及设计流程204

5.1.1 QuartusⅡ特点204

5.1.2 QuartusⅡ图形编辑输入法204

5.1.3 QuartusⅡ文本编辑输入法212

5.2 QuartusⅡ设计流程举例212

5.2.1创建工程和编辑设计文件213

5.2.2编译216

5.2.3正弦信号数据ROM定制217

5.2.4仿真219

5.2.5测试220

5.2.6配置器件223

5.3 Max+PlusⅡ使用及设计流程224

5.3.1 Max+PlusⅡ的特点224

5.3.2 Max+PlusⅡ功能225

5.3.3 Max+PlusⅡ设计过程227

5.3.4原理图输入设计方法230

5.3.5 VHDL文本输入设计方法242

本章小结247

习题247

第6章 基本电路的VHDL实现248

6.1基本逻辑电路的VHDL设计248

6.1.1组合逻辑电路248

6.1.2时序电路设计254

6.2存储器设计的VHDL设计264

6.2.1 ROM264

6.2.2 SRAM265

6.2.3 FIFO266

6.3状态机设计的VHDL设计269

6.3.1状态机的基本结构和功能269

6.3.2一般状态机的VHDL设计269

6.3.3摩尔（Moore）状态机的VHDL设计271

6.3.4米立（Mealy）状态机的VHDL设计279

6.4 VHDL描述风格281

6.4.1行为描述281

6.4.2数据流描述281

6.4.3结构描述282

本章小结284

习题284

第7章EDA实验开发系统285

7.1 GW48型EDA实验开发系统原理与使用285

7.1.1系统主要性能及特点285

7.1.2系统使用注意事项285

7.1.3系统工作原理286

7.1.4系统主板结构与使用方法288

7.2 GW48实验电路结构图290

7.2.1实验电路信号资源符号说明290

7.2.2各实验电路结构图特点与适用范围291

7.3 GW48系统结构图信号名与芯片引脚对照表301

7.4 GW48型EDA实验开发系统使用示例305

本章小结309

习题309

第8章EDA技术实验310

8.1实验一 1位全加器原理图输入设计310

8.2实验二 1位全加器VHDL文本输入设计312

8.3实验三 有时钟使能的两位十进制计数器VHDL文本输入设计315

8.4实验四 4位十进制频率计VHDL文本输入设计317

8.5实验五 数字秒表VHDL文本输入设计322

8.6实验六 交通灯信号控制器VHDL文本输入设计326

8.7 EDA实验报告范例335

本章小结340

习题340

第9章 基于VHDL课程设计实例341

9.1多路彩灯控制器的设计341

9.1.1系统设计要求341

9.1.2系统设计方案341

9.1.3主要模块设计342

9.1.4 VHDL源程序343

9.1.5系统仿真与分析346

9.2数字式竞赛抢答器349

9.2.1系统设计要求349

9.2.2系统设计方案349

9.2.3主要模块设计350

9.2.4 VHDL源程序351

9.2.5系统仿真与分析357

9.3电梯控制器359

9.3.1系统设计要求360

9.3.2系统设计方案360

9.3.3主要模块设计360

9.3.4 VHDL源程序362

9.3.5仿真结果与分析370

9.4出租车计费器371

9.4.1系统设计要求371

9.4.2系统设计方案371

9.4.3主要模块设计372

9.4.4 VHDL源程序373

9.4.5仿真结果与分析381

9.5微波炉控制器383

9.5.1系统设计要求383

9.5.2系统设计方案383

9.5.3主要模块设计384

9.5.4 VHDL源程序385

9.5.5系统仿真与分析392

9.6 FIR滤波器394

9.6.1系统设计要求395

9.6.2系统设计方案395

9.6.3主要模块设计397

9.6.4 VHDL编程398

9.6.5系统仿真与分析410

9.7直接数字频率合成器412

9.7.1系统设计要求412

9.7.2系统设计方案413

9.7.3主要模块设计414

9.7.4 VHDL编程421

9.7.5系统仿真与分析427

9.8自动售货机431

9.8.1设计要求432

9.8.2模块分析432

9.8.3源程序和仿真432

本章小结438

习题438

第10章 经典实例开发举例439

10.1系统设计方法439

10.2最小系统整体结构439

10.3硬件连接及原理440

10.3.1最小系统的电源电路设计440

10.3.2复位电路441

10.3.3时钟电路441

10.3.4 JTAG接口电路441

10.3.5并行高速RAM扩展电路（IS61LV25616）442

10.3.6串行I2C总线的EEPROM扩展电路（24LC16B）442

10.3.7 LED显示及其驱动电路443

10.3.8 I/O扩展部分444

10.3.9 CPLD与PC机的串行通信电路444

10.3.10按键接口电路445

10.4系统软件设计446

10.4.1数码管扫描显示程序446

10.4.2串口通信447

10.4.3 RAM读写451

10.4.4 I2C总线EEPROM读写455

本章小结475

习题475

参考文献476