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第1章 EDA技术概述1

1.1 EDA技术的发展及其未来1

1.1.1 EDA技术的发展进程1

1.1.2未来的EDA技术3

1.2 EDA技术的构成要素及实验3

1.2.1 EDA技术的构成要素3

1.2.2 EDA技术与实验6

1.3 EDA软件系统的构成7

1.3.1 EDA软件的分类7

1.3.2 EDA软件系统的构成7

1.4 EDA与传统电子设计的比较8

1.4.1传统的电子设计方法8

1.4.2 EDA电子设计方法9

1.5基于可编程器件的EDA技术设计流程11

1.5.1设计准备12

1.5.2设计输入——源程序的编辑和编译12

1.5.3设计实现13

1.5.4器件编程与配置14

1.5.5设计验证14

思考与练习15

第2章 可编程逻辑器件与数字系统的设计16

2.1可编程逻辑器件概述16

2.1.1可编程逻辑器件的发展与应用16

2.1.2复杂可编程逻辑器件（CPLD）的基本原理19

2.1.3现场可编程门阵列（FPGA）的基本原理21

2.1.4在系统可编程（ISP）技术与ispLSI逻辑器件24

2.1.5 CPLD和FPGA的选用28

2.2 Altera系列可编程逻辑器件30

2.2.1 Altera系列器件的性能特点与分类30

2.2.2 Altera系列器件MAX7000的结构和原理31

2.2.3 Altera系列器件FLEX 10K的结构和原理34

2.2.4 Altera系列器件ACEXl K的结构和原理42

2.2.5 Altera系列器件APEX20K的结构和原理43

2.2.6边界扫描测试技术49

2.3 Altera低成本FPGA-Cyclone系列51

2.3.1 Cyclone系列器件52

2.3.2 Cyclone器件平面布局图52

2.3.3 Cyclone器件内部资源53

2.4基于FPGA／CPLD的数字系统设计基础58

2.4.1数字系统的基本模型与设计过程58

2.4.2数字系统的设计方法60

2.4.3基于FPGA／CPLD数字系统的设计规则63

思考与练习65

第3章MAX＋plus Ⅱ软件的应用66

3.1 MAX＋plus Ⅱ概述66

3.1.1 MAX＋plus Ⅱ简介66

3.1.2工具按钮的使用67

3.2 MAX ＋ plus Ⅱ的基本操作69

3.2.1 MAX ＋ plus Ⅱ的安装69

3.2.2 MAX＋plus Ⅱ的第一次运行70

3.2.3 MAX＋plus Ⅱ的设计流程71

3.3 MAX＋plusⅡ的设计输入方法72

3.3.1图形输入72

3.3.2文本输入76

3.3.3波形输入77

3.3.4 MAX ＋ plus Ⅱ的层次化设计80

3.4 MAX＋plusⅡ的设计处理过程84

3.4.1设计项目的建立与设计输入84

3.4.2设计项目的编译84

3.4.3设计项目的仿真92

3.4.4定时分析98

3.4.5器件编程100

3.5 MAX＋plus Ⅱ的提高102

3.5.1 MAX＋plus Ⅱ基本符号库的使用102

3.5.2 MAX ＋ plus Ⅱ参数化兆功能模块库LPM的使用104

3.5.3自定义参数化兆功能模块111

3.5.4编辑逻辑功能符号112

3.5.5添加用户符号库113

思考与练习113

实验114

实验3-1半加器和全加器的原理图设计114

实验3-2 8位加法器的原理图设计115

实验3-3 4-16译码器的原理图设计115

实验3-4六十进制计数器的原理图设计116

实验3-5节拍脉冲发生器的原理图设计117

实验3-6 16位乘法器的原理图设计118

第4章 Quartus Ⅱ软件的应用120

4.1 Quartus Ⅱ概述120

4.1.1 Quartus Ⅱ的特点120

4.1.2 Quartus Ⅱ的设计流程121

4.2 Quartus Ⅱ的基本操作126

4.2.1 Quartus Ⅱ软件的安装126

4.2.2 Quartus Ⅱ软件的基本操作128

4.3 Quartus Ⅱ的设计输入131

4.3.1图形编辑输入131

4.3.2文本编辑输入135

4.3.3 Quartus Ⅱ软件宏功能模块的使用135

4.4 Quartus Ⅱ软件的综合与编译139

4.4.1 Quartus Ⅱ软件编译器的设置139

4.4.2 Quartus Ⅱ软件的布局布线143

4.4.3设计文件的编译147

4.4.4使用第三方EDA综合工具148

4.5 Quartus Ⅱ的仿真149

4.5.1波形仿真文件的建立149

4.5.2 Quartus 软件仿真器的设置151

4.5.3设计文件的仿真152

4.6 Quartus Ⅱ的时序分析155

4.6.1时序分析器简介155

4.6.2标准时序分析的设置156

4.6.3时序分析的运行159

4.7 Quartus Ⅱ的编程及配置160

4.7.1 Quartus Ⅱ器件编程的基本流程160

4.7.2 Quartus Ⅱ软件的器件编程161

4.8 Quartus Ⅱ的常用辅助设计工具的使用162

4.8.1分配编辑器162

4.8.2时序收敛平面布局规划器164

4.8.3逻辑锁定166

4.8.4芯片编辑器（Chip Editor）169

4.8.5网络列表查看170

思考与练习172

实验172

实验4-1 Quartus Ⅱ软件原理图输入设计法172

实验4-2 Quartos Ⅱ软件VHDL文本输入设计法173

第5章VHDL设计基础175

5.1 VHDL概述175

5.1.1硬件描述语言简介175

5.1.2 VHDL的特点176

5.2 VHDL程序结构177

5.2.1 VHDL程序的基本结构与程序设计举例177

5.2.2实体说明179

5.2.3结构体与结构体的描述180

5.2.4程序包181

5.2.5库183

5.3 VHDL的基本数据类型184

5.3.1数据对象184

5.3.2数据类型185

5.3.3标识符187

5.3.4运算符188

5.3.5 VHDL属性189

5.4 VHDL的基本描述语句190

5.4.1顺序语句190

5.4.2并行语句194

5.5子程序201

5.5.1函数的定义与引用201

5.5.2过程的定义与引用202

5.5.3子程序重载203

5.6基本逻辑电路设计204

5.6.1组合逻辑电路的设计204

5.6.2时序逻辑电路的设计210

5.7状态机的VHDL设计225

5.7.1状态机的基本结构和功能225

5.7.2摩尔（MOORE）状态机的VHDL设计225

5.7.3米立（MEALX）状态机的VHDL设计227

5.7.4状态机的VHDL设计实例228

思考与练习233

第6章 EDA综合设计235

6.1数字电路综合设计实例235

6.1.1时序电路及计数器设计235

6.1.2矩阵键盘控制器的设计244

6.1.3 16×16点阵字符发生器259

6.1.4用ASM图法设计交通灯控制器261

6.1.5电子密码锁的设计266

6.1.6乐曲自动演奏器及简易电子琴的设计267

6.1.7利用VHDL进行数字钟设计273

6.1.8出租车计程计价器的设计285

6.2计算机接口设计实例293

6.2.1数字系统设计与单片机接口实验293

6.2.2 CPLD与计算机双工通信实验295

6.2.3 CPLD与计算机并行口通信实验301

6.3数模混合电路设计实例305

6.3.1 A／D转换器的设计305

6.3.2函数信号发生器的设计307

6.3.3数字电压表的设计310

思考与练习312

附录 EDA实验开发系统315

一、EDA实验开发系统的基本硬件配置315

二、配套开发软件资源316

三、部分硬件接口板原理317

四、设计指导与注意事项329

参考文献331