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第1章　EDA概述1

1.1　EDA工程简介1

1.2　EDA技术的发展历程和未来展望2

1.2.1　计算机辅助设计阶段3

1.2.2　计算机辅助工程设计阶段3

1.2.3　现代电子系统设计自动化阶段3

1.2.4　EDA技术的未来展望4

1.3　EDA技术的应用4

1.3.1　PCB设计5

1.3.2　ASIC设计6

1.3.3　CPLD/FPGA设计8

1.4　EDA工程的设计流程8

1.4.1　设计输入9

1.4.2　逻辑综合和优化10

1.4.3　布局布线和适配11

1.4.4　工程设计的仿真11

1.4.5 目标器件的编程和下载11

1.4.6　硬件电路的后仿真验证和测试12

1.5　EDA集成开发工具12

1.5.1　Quartus Ⅱ12

1.5.2　ISE+ModelSim13

1.5.3　ispLEVER14

1.5.4　其他开发工具15

1.6　EDA技术的学习重点和学习方法15

1.6.1　EDA技术的学习重点15

1.6.2　EDA技术的学习方法16

1.7　本章小结16

1.8　思考和练习16

1.8.1　填空16

1.8.2　选择17

1.8.3　问答17

第2章　可编程逻辑器件18

2.1　可编程逻辑器件概述18

2.1.1　可编程逻辑器件的发展18

2.1.2　可编程逻辑器件的分类20

2.2　PLD内部结构的表示方法22

2.3　CPLD的基本结构和工作原理23

2.3.1　CPLD的基本结构24

2.3.2　Lattice公司的CPLD24

2.3.3　Altera公司的CPLD28

2.4　FPGA的结构和工作原理33

2.4.1　FPGA的基本结构33

2.4.2　Altera公司的FPGA35

2.4.3　Xilinx公司的FPGA38

2.5　FPGA的配置方式40

2.5.1　主动串行配置41

2.5.2　主动并行配置41

2.5.3　菊花链配置42

2.6 CPLD/FPGA的应用选型42

2.6.1　器件逻辑资源的选择42

2.6.2　芯片速度的选择43

2.6.3　器件功耗的选择43

2.6.4　器件封装的选择43

2.6.5　CPLD/FPGA的选择43

2.7　本章小结44

2.8　思考和练习44

2.8.1 填空44

2.8.2　选择44

2.8.3 问答45

第3章　VHDL硬件描述语言46

3.1　硬件描述语言概述46

3.1.1　硬件描述语言（HDL）46

3.1.2　HDL的种类47

3.1.3　VHDL语言的特点51

3.1.4　VHDL和Verilog的比较52

3.1.5　VHDL的硬件环境53

3.2　VHDL程序的基本结构53

3.2.1　VHDL的设计风格54

3.2.2　VHDL设计简述56

3.2.3　VHDL的实体说明60

3.2.4　VHDL的结构体62

3.3　VHDL的基本词法65

3.3.1　标识符65

3.3.2　对象66

3.3.3　数据类型69

3.3.4　类型转换73

3.3.5　运算操作符74

3.4　VHDL的基本语句78

3.4.1　赋值语句79

3.4.2　IF语句80

3.4.3　CASE语句82

3.4.4　LOOP语句83

3.4.5　PROCESS语句84

3.4.6　COMPONENT语句86

3.4.7　PORT MAP端口映射语句88

3.5　VHDL的描述风格89

3.5.1　行为级描述89

3.5.2　数据流描述91

3.5.3　门级描述92

3.5.4　混合描述94

3.6　本章小结94

3.7　思考和练习95

3.7.1　填空95

3.7.2　选择95

3.7.3　实验97

第4章　Quartus Ⅱ操作指南102

4.1　Quartus Ⅱ基本设计流程102

4.1.1　创建工程102

4.1.2　编译工程107

4.1.3　时序仿真108

4.1.4　Viewer工具113

4.1.5　引脚锁定和下载115

4.2　嵌入式逻辑分析仪SignalTap Ⅱ116

4.2.1　SignalTap Ⅱ的启动117

4.2.2　调入待测信号117

4.2.3　SignalTap Ⅱ的参数设置117

4.2.4　SignalTap Ⅱ文件的保存和编译下载118

4.2.5　SignalTap Ⅱ的采样分析118

4.3　LPM_ROM宏模块的使用119

4.3.1　LPM_ROM宏模块的工作原理119

4.3.2　初始化数据文件119

4.3.3　定制LPM_ROM元件120

4.3.4　顶层文件的仿真测试124

4.4　本章小结126

4.5　思考和练习126

4.5.1　填空126

4.5.2　选择126

4.5.3　实验127

第5章　VHDL基本逻辑电路设计129

5.1　组合逻辑电路设计129

5.1.1　基本门电路的设计129

5.1.2　三态门及总线缓冲器的设计131

5.1.3　优先编码器的设计134

5.1.4　译码器的设计138

5.1.5　运算器的设计141

5.1.6　多路选择器的设计143

5.2　时序逻辑电路设计145

5.2.1　触发器的设计145

5.2.2　寄存器的设计149

5.2.3　计数器的设计152

5.3　存储器设计154

5.3.1 只读存储器的设计154

5.3.2　静态数据存储器的设计156

5.3.3　先进先出堆栈的设计157

5.4　状态机设计161

5.4.1　状态机概述161

5.4.2　Moore状态机的设计162

5.4.3　Mealy状态机的设计165

5.4.4　容错状态机的设计167

5.5　本章小结168

5.6　思考和练习168

5.6.1　填空168

5.6.2　选择169

5.6.3　实验170

第6章　VHDL语句进阶174

6.1　并行语句174

6.1.1　块语句174

6.1.2　生成语句177

6.1.3　报告语句180

6.1.4　并行断言语句182

6.1.5　过程调用语句183

6.2　顺序语句184

6.2.1　WAIT语句185

6.2.2　NEXT语句186

6.2.3　EXIT语句187

6.2.4　NULL语句188

6.2.5　RETURN语句188

6.3　本章小结189

6.4　思考和练习190

6.4.1　填空190

6.4.2　选择190

6.4.3　实验191

第7章　VHDL的属性描述和仿真延时193

7.1　预定义属性193

7.2　数值类属性函数194

7.2.1　数值类型属性函数194

7.2.2　数值数组属性函数195

7.2.3　数值块属性函数196

7.3 函数属性197

7.3.1　函数类型属性197

7.3.2　函数数组属性199

7.3.3 函数信号属性200

7.4　信号属性202

7.4.1 带DELAYED（time）属性的信号202

7.4.2　带STABLE（time）属性的信号203

7.4.3　带QUIET（time）属性的信号203

7.4.4　带TRANSACTION属性的信号204

7.5　数据类型的属性函数205

7.6　数据区间的属性函数205

7.7　VHDL的设计仿真207

7.7.1　仿真的概念207

7.7.2　仿真延迟207

7.7.3　仿真周期209

7.8　时间数字转化器的设计210

7.8.1　时间数字转化器的应用210

7.8.2　TDC的工作原理211

7.8.3　TDC的分类212

7.8.4　延时链结构TDC在FPGA上的实现215

7.9　本章小结220

7.10　思考和练习220

7.10.1　填空220

7.10.2　选择221

7.10.3　实验221

第8章　VHDL层次化程序设计223

8.1　层次化程序设计方法223

8.2　库和程序包224

8.2.1　库224

8.2.2　程序包225

8.2.3　常用的程序包226

8.3　文件输入／输出程序包230

8.3.1　TEXTIO程序包语法230

8.3.2　TEXTIO程序包的过程函数231

8.3.3　TEXTIO程序包的调用232

8.4　元件的配置233

8.4.1　默认连接和默认配置233

8.4.2　元件配置236

8.5　子程序238

8.6　重载239

8.6.1 函数重载239

8.6.2　运算符重载240

8.6.3　别名241

8.7　本章小结242

8.8　思考和练习242

8.8.1　填空242

8.8.2　选择243

8.8.3　实验243

第9章　VHDL的数字系统设计245

9.1　数字系统概述245

9.2　数字系统的设计方法和设计流程246

9.3　数字系统设计实例248

9.3.1　七段数码管驱动电路的设计248

9.3.2　键盘接口的设计253

9.3.3　DAC接口的设计258

9.3.4　ADC接口的设计264

9.3.5　八音盒的设计272

9.3.6　UART接口的设计278

9.4　本章小结286

9.5　实验练习287

第10章　VHDL在通信和DSP系统中的应用290

10.1　通信与DSP系统概述290

10.2　通信与DSP系统设计实例291

10.2.1　ASK调制解调器的设计291

10.2.2　快速加法器的设计298

10.2.3　快速乘法器的设计302

10.2.4　CORDIC极坐标转换器的设计310

10.2.5　FIR数字滤波器的设计314

10.2.6　IIR数字滤波器的设计319

10.3　本章小结321

10.4　实验练习322