EDA技术与VHDL(第４版)（高等院校电子信息科学与工程规划教材）

　　《eda技术与vhdl(第4版)》系统介绍了eda技术和vhdl硬件描述语言，将vhdl的基础知识、编程技巧和实用方法与实际工程开发技术在先进的eda设计平台——quartus
ii上很好地结合起来，使读者能通过本书的学习迅速了解并掌握eda技术的基本理论和工程开发实用技术，并为后续的深入学习和发展打下坚实的理论与实践基础。

　　作者依据高校课堂教学和实验操作的规律与要求，并以提高学生的实际工程设计能力和自主创新能力为目的，对全书内容作了恰当的编排。全书共分为7个部分：eda技术概述、vhdl语法知识及其实用技术、quartus
ii及lpm宏模块的详细使用方法、基于verilog的有限状态机设计技术、基于vhdl的16位实用cpu设计技术及创新实践项目、基于modelsim的test
bench仿真技术、基于matlab和dsp
builder平台的eda设计技术及大量实用系统设计示例。除个别章节外，各章都安排了相应的习题和大量针对性强的实验和设计项目。书中列举的vhdl示例都经编译通过或经硬件测试。

　　《eda技术与vhdl(第4版)》主要面向高等院校本、专科eda技术和vhdl语言基础课，推荐作为电子工程、通信、工业自动化、计算机应用技术、电子对抗、仪器仪表、数字信号或图像处理等专业和相关实验指导课的授课教材或主要参考书，同时也可作为电子设计竞赛、fpga开发应用的自学参考书。

第1章 eda技术概述
1.1 eda技术
1.2 eda技术应用对象
1.3 硬件描述语言vhdl
1.4 eda技术的优势
1.5 面向fpga的eda开发流程
1.5.1 设计输入
1.5.2 综合
1.5.3 适配(布线布局)
1.5.4 仿真
1.5.5 rtl描述
1.6 可编程逻辑器件
1.6.1 pld的分类
1.6.2 prom可编程原理
1.6.3 gal
1.7 cpld的结构与可编程原理
1.8 fpga的结构与工作原理
1.8.1 查找表逻辑结构
1.8.2 cyclone iii系列器件的结构原理
1.9 硬件测试技术
1.9.1 内部逻辑测试
1.9.2 jtag边界扫描测试
1.10 编程与配置
1.11 quartus ii
1.12 ip核
1.13 eda的发展趋势
习题

第2章 vhdl程序结构与数据对象
2.1 vhdl程序结构
2.2 vhdl程序基本构建
2.2.1 实体和端口模式
2.2.2 结构体
2.2.3 库和库的种类
2.2.4 库和程序包的调用方法
2.2.5 配置
2.3 vhdl文字规则
2.3.1 数字
2.3.2 字符串
2.3.3 关键词
2.3.4 标识符及其表述规则
2.3.5 文件取名和存盘
2.3.6 规范的程序书写格式
2.4 vhdl数据对象
2.4.1 常数
2.4.2 变量
2.4.3 信号
习题

第3章 vhdl数据类型与顺序语句
3.1 vhdl数据类型
3.1.1 bit和bit_vector类型
3.1.2 std_logic和std_logic_vector类型
3.1.3 整数类型integer
3.1.4 布尔数据类型boolean
3.1.5 signed和unsigned类型
3.1.6 其他预定义类型
3.1.7 数据类型转换函数
3.2 vhdl常用的顺序语句
3.2.1 赋值语句
3.2.2 case语句
3.2.3 process语句
3.2.4 并置操作符&
3.2.5 if语句
3.3 if语句使用示例
3.3.1 d触发器的vhdl描述
3.3.2 含异步复位和时钟使能的d触发器的vhdl描述
3.3.3 基本锁存器的vhdl描述
3.3.4 含清0控制的锁存器的vhdl描述
3.3.5 vhdl实现时序电路的不同表述方式
3.3.6 4位二进制加法计数器设计
3.3.7 计数器更常用的vhdl表达方式
3.3.8 实用计数器的vhdl设计
3.3.9 含同步并行预置功能的8位移位寄存器设计
3.3.10 优先编码器设计
3.4 vhdl其他顺序语句
3.4.1 loop循环语句
3.4.2 next语句
3.4.3 exit语句
3.4.4 wait语句
3.4.5 generic参数定义语句
3.4.6 report语句
3.4.7 断言语句
3.4.8 端口数据含1个数统计电路模块设计
习题

第4章 时序仿真与硬件实现
4.1 vhdl程序输入与仿真测试
4.1.1 编辑和输入设计文件
4.1.2 创建工程
4.1.3 全程编译前约束项目设置
4.1.4 全程综合与编译
4.1.5 仿真测试
4.1.6 rtl图观察器应用
4.2 引脚锁定与硬件测试
4.2.1 引脚锁定
4.2.2 编译文件下载
4.2.3 jtag间接编程模式
4.2.4 usb-blaster驱动程序安装方法
4.3 电路原理图设计流程
4.3.1 用原理图输入方式设计半加器
4.3.2 完成全加器顶层设计
4.3.3 对全加器进行时序仿真和硬件测试
4.4 利用属性表述实现引脚锁定
4.5 宏模块逻辑功能查询
4.6 signaltap ii的使用方法
4.7 编辑signaltap ii的触发信号
习题
实验与设计
实验4-1 多路选择器设计实验
实验4-2 十六进制7段数码显示译码器设计
实验4-3 计数器设计实验
实验4-4 硬件消抖动电路设计
实验4-5 应用宏模块设计数字频率计
实验4-6 数码扫描显示电路设计
实验4-7 串行静态显示控制电路设计
实验4-8 不同类型的移位寄存器设计实验

第5章 vhdl并行语句
5.1 并行信号赋值语句
5.1.1 简单信号赋值语句
5.1.2 条件信号赋值语句
5.1.3 选择信号赋值语句
5.1.4 块语句
5.1.5 元件例化语句
5.1.6 全加器设计与例化语句应用
5.1.7 生成语句
5.1.8 generic参数传递映射语句及其使用方法
5.1.9 数据类型定义语句
5.1.10 vhdl的存储器描述
5.1.11 信号属性及属性函数
5.2 vhdl运算操作符
5.2.1 逻辑操作符
5.2.2 关系操作符
5.2.3 算术操作符
5.2.4 省略赋值操作符
5.3 keep属性应用
5.4 signalprobe使用方法
习题
实验与设计
实验5-1 8位加法器设计实验
实验5-2 高速硬件除法器设计
实验5-3 移位相加型8位硬件乘法器设计
实验5-4 基于vhdl代码的频率计设计
实验5-5 vga彩条信号显示控制电路设计

第6章 lpm宏模块应用
6.1 lpm计数器模块调用
6.1.1 计数器模块文本的调用与参数设置
6.1.2 创建工程与仿真测试
6.2 乘法器的vhdl代码表述和相关属性设置
6.3 lpm 随机存储器的设置和调用
6.3.1 存储器初始化文件
6.3.2 lpm_ram的设置和调用
6.3.3 仿真测试ram宏模块
6.3.4 存储器配置文件属性定义和结构设置
6.4 lpm_rom的定制和使用示例
6.4.1 lpm_rom的定制调用和测试
6.4.2 简易正弦信号发生器设计
6.4.3 正弦信号发生器硬件实现和测试
6.5 在系统存储器数据读写编辑器应用
6.6 lpm嵌入式锁相环调用
6.7 in-system sources and probes editor使用方法
6.8 dds实现原理与应用
6.8.1 dds原理
6.8.2 dds信号发生器设计示例
习题
实验与设计
实验6-1 查表式硬件运算器设计
实验6-2 正弦信号发生器设计
实验6-3 dds正弦信号发生器设计
实验6-4 简易逻辑分析仪设计
实验6-5 移相信号发生器设计
实验6-6 vga简单图像显示控制模块设计
实验6-7 am幅度调制信号发生器设计

第7章 vhdl设计深入
7.1 进程中的信号赋值与变量赋值
7.2 含高阻输出的电路设计
7.2.1 三态门设计
7.2.2 双向端口的设计方法
7.2.3 三态总线电路设计
7.3 资源优化
7.3.1 资源共享
7.3.2 逻辑优化
7.3.3 串行化
7.4 速度优化
7.4.1 流水线设计
7.4.2 关键路径法
7.5 仿真延时
7.5.1 固有延时
7.5.2 传输延时
7.5.3 仿真δ
习题
实验与设计
实验7-1 4×4阵列键盘键信号检测电路设计
实验7-2 乐曲硬件演奏电路设计
实验7-3 ps2键盘控制模型电子琴电路设计
实验7-4 直流电机综合测控系统设计
实验7-5 spwm脉宽调制控制系统设计
实验7-6 vga动画图像显示控制电路设计

第8章 vhdl状态机设计与应用
8.1 vhdl状态机的一般形式
8.1.1 状态机的特点与优势
8.1.2 vhdl状态机的一般结构
8.1.3 状态机设计初始约束与表述
8.2 moore型状态机的设计
8.2.1 多进程状态机
8.2.2 序列检测器之状态机设计
8.3 mealy型状态机的设计
8.4 状态编码
8.4.1 直接输出型编码
8.4.2 顺序编码
8.4.3 一位热码状态编码
8.4.4 状态编码设置
8.5 安全状态机设计
8.5.1 程序直接导引法
8.5.2 状态编码监测法
8.5.3 借助eda优化控制工具生成安全状态机
习题
实验与设计
实验8-1 序列检测器设计
实验8-2 并行adc采样控制电路实现与硬件验证
实验8-3 数据采集模块设计
实验8-4 五功能智能逻辑笔设计
实验8-5 串行adc/dac采样或信号输出控制电路设计

第9章 基于vhdl的实用cpu创新设计
9.1 kx9016的结构与特色
9.2 kx9016基本硬件系统设计
9.2.1 单步节拍发生模块
9.2.2 运算器
9.2.3 比较器
9.2.4 基本寄存器与寄存器阵列组
9.2.5 移位器
9.2.6 程序与数据存储器
9.3 kx9016v1指令系统设计
9.3.1 指令格式
9.3.2 指令操作码
9.3.3 软件程序设计实例
9.3.4 kx9016 v1控制器设计
9.3.5 指令设计实例详解
9.4 kx9016的时序仿真与硬件测试
9.4.1 时序仿真与指令执行波形分析
9.4.2 cpu工作情况的硬件测试
9.5 kx9016应用程序设计实例和系统优化
9.5.1 除法算法及其硬件实现
9.5.2 乘法算法及其硬件实现
9.5.3 kx9016v1的硬件系统优化
习题
实验与设计
实验9-1 16位cpu验证性设计综合实验
实验9-2 新指令设计及程序测试实验
实验9-3 16位cpu的优化设计与创新
实验9-4 cpu创新设计竞赛

第10章 vhdl test bench仿真
10.1 vhdl行为仿真流程
10.2 vhdl测试基准实例
10.3 vhdl test bench测试流程
10.4 vhdl子程序
10.4.1 函数
10.4.2 重载函数
10.4.3 决断函数
10.4.4 过程
10.4.5 重载过程
10.4.6 子程序调用语句
10.4.7 return语句
10.4.8 并行过程调用语句
10.5 vhdl程序包
习题
实验与设计

第11章 dsp buider设计初步
11.1 matlab/dsp builder及其设计流程
11.2 正弦信号发生器设计
11.2.1 建立设计模型
11.2.2 simulink模型仿真
11.2.3 signalcompiler使用方法
11.2.4 使用modelsim进行rtl级仿真
11.2.5 使用quartus ii实现时序仿真
11.2.6 硬件测试与硬件实现
11.3 dsp builder层次化设计
11.4 基于dsp builder的dds设计
11.4.1 dds模块设计
11.4.2 fsk调制器设计
11.4.3 正交信号发生器设计
11.4.4 数控移相信号发生器设计
11.4.5 幅度调制信号发生器设计
11.5 数字编码与译码器设计
11.5.1 伪随机序列
11.5.2 帧同步检出
11.6 hil硬件仿真
习题
实验与设计
实验11-1 利用matlab/dsp builder设计基本电路模块
实验11-2 基于dsp builder的dds应用模型设计
实验11-3 编译码器设计实验
实验11-4 hil硬件环仿真实验
实验11-5 dsp builder状态机应用实验

第12章 dsp builder设计深入
12.1 fir数字滤波器设计
12.1.1 fir滤波器原理
12.1.2 使用dsp builder设计fir滤波器
12.1.3 使用matlab的滤波器设计工具
12.1.4 使用fir ip core设计fir滤波器
12.2 hdl模块插入仿真与设计
12.3 正交幅度调制与解调模型设计
12.4 nco ip核应用
12.5 基于ip的数字编译码器设计
习题
实验与设计
实验12-1 fir数字滤波器设计实验
实验12-2 编译码器与调制解调模块设计实验
实验12-3 hdl import模块应用实验
附录a eda开发系统及相关软硬件
参考文献