本书从教学和工程应用的角度介绍EDA技术的基本概念、应用特点、可编程逻辑器件、Quartus Ⅱ 13.0、Qsys、Nios Ⅱ EDS等EDA开发工具的基本使用方法和技巧，还介绍了常用逻辑单元电路的VHDL建模技术，并通过大量设计实例详细地介绍基于EDA技术的层次化设计方法。书中列举的设计实例都经由Quartus Ⅱ 13.0工具编译通过，并在DE2115开发平台上通过了硬件测试，可直接使用。
本书的特点是以数字电路和系统设计为主线，着眼于实用性，紧密联系数字电路和系统的实践性教学环节和科研实际，结合丰富的实例，按照由浅入深的学习规律，循序渐进，逐步引入相关EDA技术和工具，内容通俗易懂、重点突出。
本书共6章，各章均配有思考与练习，第3~5章给出了相关实验，便于读者学习和教学使用。本书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，也可作为电子设计工程师技术培训的参考用书。
本书提供教学课件（PPT）和相关源代码，下载地址为清华大学出版社网站本书页面。? 基于Altera Quartus Ⅱ 13.0平台和VHDL语言，通过大量设计实例详细介绍基于EDA技术的层次化设计方法。? 以数字电路和系统设计为主线，着眼于实用性，紧密联系数字电路和系统的实践性教学环节和科研实际，结合丰富的实例按照由浅入深的学习规律，循序渐进，逐步引入相关EDA技术和工具，通俗易懂，重点突出。? 教学内容具有基础性和时代性，从理论与实践两方面解决了与后续课程的衔接，具有系统性强、内容新颖、适用性广的特点。? 本书共6章，各章节均配有习题及实验，便于读者学习和教学使用。
前言
Foreword
我们正处在信息的时代，事物的发展和技术的进步，对传统的教育体系和人才培养模式提出了新的挑战。面向21世纪的高等教育正在对专业结构、课程体系、教学内容和教学方法进行系统的和整体的改革，教材建设是改革的重要内容之一。随着信息技术的飞速发展，各行各业对信息学科人才的需求越来越大。为社会培养更多的具有创新能力，解决实际问题能力和高素质的信息学科人才，是目前高等教育的重要任务之一。本书以Altera公司的Quartus Ⅱ 13.0平台和VHDL为主介绍了EDA的设计方法，结合丰富的实例，按照由浅入深的学习规律，循序渐进，逐步引入相关EDA技术和工具，内容通俗易懂、重点突出。教学内容具有基础性和时代性，从理论与实践两方面解决了与后续课程的衔接，具有系统性强、内容新颖、适用性广的特点，希望能对EDA技术的教学和科研起到促进作用。全书概念清晰，语言流畅，可读性强，并配有大量的图表，以增强表述效果。本书共6章，各章主要内容如下：第1章介绍EDA技术的发展历程，EDA设计流程及其涉及的领域与发展趋势，互联网上的EDA资源。第2章介绍PROM、PLA、PAL、GAL、CPLD、FPGA等各种可编程逻辑器件的电路结构、工作原理、使用方法和可编程逻辑器件的未来发展方向。第3章介绍Quartus Ⅱ 13.0设计流程和设计方法，重点介绍了基于原理图输入和基于文本输入的设计流程，定制元件工具MegaWizard管理器的使用，时序分析工具和逻辑分析仪的使用，并给出了相关的习题与实验供读者练习以加深理解。第4章以示例形式介绍VHDL语言的基础知识与设计方法。第5章介绍了Nios Ⅱ处理器系统的基本结构，Qsys技术的基本概念，Nios Ⅱ软核处理器，基于Qsys技术的软硬件设计方法。第6章通过VHDL实现的设计实例，进一步介绍EDA技术在组合逻辑、时序逻辑、状态机设计和存储器设计方面的应用； 并给出了相关习题与设计型和研究型实验供读者练习以加深理解。武汉轻工大学Altera公司EDA/SOPC联合实验室在2011年创建时就得到了Altera公司的大力支持，作为联合实验室成员，本书作者较早地在教学和科研实践中使用了这些产品，具有一定的教学和实践经验。本书是作者总结多年从事理论教学与实验教学的经验，从传授知识和培养能力的目标出发，结合课程教学的特点、难点和要点编写而成的。
本书提供教学课件和相关源代码，请在清华大学出版社网站的本书页面上下载。本书由刘昌华编著，在编写本书的过程中，参考了许多同行专家的专著和文章，武汉轻工大学Altera公司EDA/SOPC联合实验室和武汉轻工大学数学与计算机学院嵌入式系统研究室的老师均提出了许多宝贵意见，并给予了大力支持和鼓励，在此一并表示感谢。EDA技术发展迅猛，应用领域不断扩大，鉴于编者水平有限，书中难免会有一些不足之处，敬请各位专家批评指正。如果有关于本书的问题，请通过电子邮件liuch@whpu.edu.cn与作者联系。
刘昌华2016年8月18日
目录
Contents
第1章EDA概述
1.1EDA技术及其发展
1.1.1EDA技术的发展历程
1.1.2EDA技术的主要内容
1.1.3EDA技术的发展趋势
1.2硬件描述语言
1.2.1硬件描述语言的起源
1.2.2HDL语言的特征
1.3EDA技术的层次化设计方法与流程
1.3.1EDA技术的层次化设计方法
1.3.2EDA技术的设计流程
1.4EDA工具软件简介
1.4.1Altera公司的EDA开发工具
1.4.2Xilinx公司的EDA开发工具
1.4.3其他仿真软件
1.5IP核
1.6互联网上的EDA资源
1.7本章小结
1.8思考与练习
第2章可编程逻辑器件
2.1可编程逻辑器件的发展历程及特点
2.1.1可编程逻辑器件的发展历程
2.1.2可编程逻辑器件的特点
2.2可编程逻辑器件分类
2.2.1按集成度分
2.2.2按编程特性分
2.2.3按结构分
2.3简单PLD
2.3.1PLD中阵列的表示方法
2.3.2PROM
2.3.3PLA器件
2.3.4PAL器件
2.3.5GAL器件
2.4CPLD
2.4.1传统的CPLD的基本结构
2.4.2最新CPLD的基本结构
2.5FPGA
2.5.1传统FPGA的基本结构
2.5.2最新FPGA的基本结构
2.6可编程逻辑器件的发展趋势
2.6.1先进工艺
2.6.2处理器内核
2.6.3硬核与结构化ASIC
2.6.4低成本器件
2.7本章小结
2.8思考与练习
第3章Quartus Ⅱ开发系统
3.1Quartus Ⅱ简介
3.1.1Quartus Ⅱ 13.0的特点
3.1.2Quartus Ⅱ 13.0系统安装许可与技术支持
3.1.3Quartus Ⅱ设计流程
3.2Quartus Ⅱ 13.0设计入门
3.2.1启动Quartus Ⅱ 13.0
3.2.2设计输入
3.2.3编译综合
3.2.4硬件测试
3.3基于原理图输入的Quartus Ⅱ设计
3.4基于文本输入的Quartus Ⅱ设计
3.5基于LPM可定制宏功能模块的Quartus
Ⅱ设计
3.6TimeQuest时序分析
3.6.1时序分析的特点
3.6.2时序分析的基本概念
3.6.3使用TimeQuest时序分析器约束分析设计
3.7嵌入式逻辑分析仪的使用
3.7.1Quartus Ⅱ的SignalTap Ⅱ原理
3.7.2SignalTap Ⅱ使用流程
3.7.3在设计中嵌入SignalTap Ⅱ逻辑分析仪
3.8实验
3.8.1实验31： Quartus Ⅱ原理图输入设计法
3.8.2实验32： 416线译码器的EDA设计
3.8.3实验33： 基于MSI芯片设计计数器
3.8.4实验34： LPM宏功能模块的使用
3.8.5实验35： Quartus Ⅱ设计正弦信号发生器
3.9本章小结
3.10思考与练习
第4章VHDL设计基础
4.1VHDL的基本组成
4.1.1实体
4.1.2构造体
4.1.3程序包
4.1.4库
4.1.5配置
4.2VHDL的基本要素
4.2.1VHDL的标识符
4.2.2VHDL的客体
4.2.3VHDL的数据类型
4.2.4VHDL的运算符
4.3VHDL的基本语句
4.3.1顺序语句
4.3.2并行语句
4.4实验
4.4.1实验41： 应用VHDL设计简单组合逻辑
4.4.2实验42： 算术加法运算电路的VHDL设计
4.4.3实验43： 应用VHDL完成简单时序电路设计
4.4.4实验44： 设计VHDL加法计数器
4.4.5实验45： 设计移位运算器
4.5本章小结
4.6思考与练习
第5章基于Nios Ⅱ的Qsys软硬件设计
5.1Qsys技术简介
5.1.1SOPC简介
5.1.2Qsys简介
5.1.3Qsys的功能特点
5.2Qsys设计流程
5.3Qsys用户界面
5.3.1系统元件页
5.3.2系统选项
5.3.3Qsys菜单命令简介
5.4Nios Ⅱ处理器系统
5.4.1Nios Ⅱ嵌入式处理器简介
5.4.2基于Nios Ⅱ的软硬件开发流程
5.4.3HAL系统库
5.4.4使用HAL开发应用程序
5.5基于Nios Ⅱ的Qsys开发实例
5.5.1硬件部分
5.5.2软件部分
5.6实验
5.6.1实验51： 七段数码管显示实验
5.6.2实验52： 按键控制数码管递增实验
5.6.3实验53： 跑马灯实验
5.6.4实验54： 自定义PWM组件实验
5.7本章小结
5.8思考与练习
第6章EDA技术的应用
6.1组合逻辑电路的设计应用
6.1.1编码器设计
6.1.2译码器的设计
6.1.3多路选择器的设计
6.1.4加法器设计
6.1.5数值比较器
6.1.6算术逻辑运算器
6.2时序逻辑电路的设计应用
6.2.1触发器
6.2.2锁存器和寄存器
6.2.3计数器
6.3状态机的设计
6.3.1有限状态机的VHDL建模
6.3.2Moore状态机VHDL设计
6.3.3Mealy状态机VHDL设计
6.4存储器的设计
6.4.1ROM的设计
6.4.2RAM的设计
6.4.3FIFO的设计
6.5EDA综合设计
6.5.1简易数字钟的设计
6.5.2出租车自动计费器EDA设计
6.5.3数字密码锁EDA设计
6.6本章小结
6.7思考与练习
附录ADE2115开发板引脚配置信息
参考文献
新书资讯