电子设计自动化(EDA)技术 -中南大学出版社

电子设计自动化(EDA)技术

【作者】：张平华,邹小金,徐红丽,曾荣周,雷道仲
【出版时间】：2013-07-01
【字数】：434（千字）
【定价】：￥35（元）
【出版社】：中南大学出版社
【ISBN】：978-7-5487-0928-2
【页码】：272（页）
【开本】：16开

《电子设计自动化（EDA）技术》以提高工程设计能力为目的，选择流行消费类电子产品为主要载体，通过“项目导向、任务驱动”编撰，深入浅出地对EDA技术及相关知识做了系统和完整的介绍。全书包括7个项目：三人表决器设计、四位加法器设计、数字电子钟设计、交通管理器设计、简易电子琴设计、步进电机控制器设计及数字温度计设计。每个项目从项目描述、知识准备、任务实现、考核评价、拓展提高5个方面编写。

本书的CPLD/FPGA开发软件选用国内应用广泛的Altera公司的Quartus Ⅱ，硬件描述语言选用目前世界上最常用的，并且在国内资料较多的VDHL。所选取的七个项目，侧重点各有不同，实为培养学生掌握各种EDA开发方法。项目一旨在培养学生掌握基本的EDA概念、开发流程、 EDA开发软件的使用以及VHDL语言基础；项目二旨在培养学生掌握原理图设计和层次化电路设计方法；项目三旨在培养学生掌握VHDL语言要素与主要语句结构，具备基本的VHDL程序设计能力；项目四旨在培养学生掌握原理图、文本输入混合设计方法；项目五旨在培养学生利用LPM进行复杂VHDL程序设计的能力；项目六旨在培养学生掌握状态机设计方法；项目七旨在培养学生掌握单总线器件与FPGA的综合应用方法。

本书取材广泛、内容新颖、重点突出，可作为高等职业院校应用电子技术、电子信息工程、通信工程等信息类及相近专业的学生作为教材使用，也可作为相关专业技术人员的参考书。

项目一三人表决器设计（1）
（一）项目描述（1）
（二）知识准备（1）
1EDA技术及其发展（1）
2可编程逻辑器件（3）
3面向CPLD/FPGA的EDA设计流程（18）
4基于CPLD/FPGA的常用EDA工具（21）
5硬件描述语言（25）
（三）任务实现（35）
任务1Quartus Ⅱ软件安装（35）
任务2三人表决器设计（45）
（四）考核评价（67）
（五）拓展提高（68）
项目二四位加法器设计（69）
（一）项目描述（69）
（二）知识准备（69）
1四位加法器原理（69）
2Quartus Ⅱ原理图输入设计方法（70）
（三）任务实现（72）
任务1利用原理图输入法设计3-8译码器（72）
任务2利用原理图输入法设计四位加法器（91）
（四）考核评价（98）
（五）拓展提高（99）
项目三数字电子钟设计（100）
（一）项目描述（100）
（二）知识准备（100）
1VHDL语言要素（100）
2VHDL顺序语句（115）
3VHDL并行语句（129）
（三）任务实现（144）
任务1数字电子钟设计方案分析（144）
任务2数字电子钟的VHDL程序设计（145）
（四）考核评价（155）
（五）拓展提高（155）
项目四交通管理器设计（156）
（一）项目描述（156）
（二）知识准备（156）
1VHDL与原理图混合设计方式（157）
（三）任务实现（161）
任务1交通管理器设计方案分析（161）
任务2交通管理器设计（162）
（四）考核评价（168）
（五）拓展提高（169）
项目五简易电子琴设计（170）
（一）项目描述（170）
（二）知识准备（170）
1子程序（170）
2库、程序包及其配置（176）
3VHDL设计中LPM函数的应用（181）
（三）任务实现（192）
任务1简易电子琴设计方案分析（192）
任务2简易电子琴VHDL程序设计（195）
（四）考核评价（216）
（五）拓展提高（217）
项目六步进电机控制器设计（218）
（一）项目描述（218）
（二）知识准备（218）
1有限状态机设计（218）
2步进电机控制技术（227）
（三）任务实现（231）
任务1步进电机控制器设计方案分析（231）
任务2步进电机控制器设计（232）
（四）考核评价（234）
（五）拓展提高（235）
项目七数字温度计设计（236）
（一）项目描述（236）
（二）知识准备（236）
1温度传感器（236）
2单总线器件（236）
（三）任务实现（243）
任务1数字温度计设计方案分析（243）
任务2数字温度计设计（244）
（四）考核评价（253）
（五）拓展提高（254）
附录本书所使用开发板功能简介（255）
1开发板硬件介绍（255）
1.1硬件资源图示（255）
1.2核心板资源（255）
2开发板硬件原理图（256）
2.1核心板管脚示意图（256）
2.2接口板原理图（258）
3开发板管脚映射表（267）
参考文献（272）
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EDA是电子设计自动化（Electronic Design Automation）的缩写，是设计者以计算机为工具，在EDA软件平台上，用硬件描述语言完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。

EDA技术是计算机技术与电子设计技术相结合的一门崭新的技术，它给电子产品设计与开发带来了革命性的变化。随着EDA技术的发展，硬件电子电路的设计几乎都可以依靠计算机来完成，这样就大大缩短了硬件电子电路的设计周期，从而使制造商能迅速开发出品种多、批量小的产品，以满足市场的众多需求。现在， EDA技术在通信、国防、航天、工业自动化、仪器仪表等领域的电子系统设计工作中的应用正以惊人的速度上升，它已成为广泛应用于各个电子信息领域的前沿技术之一。另外，利用EDA技术，能克服实验室元器件品种、规模、数量不足，仪器陈旧老化、实验电路板形式单调，不利于学生创新设计等缺点，对培养学生的应用开发、综合分析与设计能力和提高综合素质都具有重要的意义。可以说，在高职高专电子信息工程类专业开设EDA技术教学具有重大意义。

现有高职院校专业教材几乎全都是按照知识体系编写，重理论、轻实践，重原理、轻应用或者根本与实践无关。学生学习了一个学期，竟然不知道这个知识在实践中有什么作用，为什么要学习，与今后的工作有什么联系，如何应用等。本书探索了回归工程教学的教材编写思路，要求是按照项目设计制作或者工作过程展开，将各科知识融入到项目或者产品的制作过程中，回归到人类认识自然的本原方式，典型工程案例的实践过程按照“任务驱动”的模式组织，通过“实践→归纳→推理→再实践”这一螺旋式上升的方法获取系统的科学知识和实践技能，回归到科学知识和实践技能获取的自然过程，并将企业的“6S”考核体系融入到教学考核评价中。选取七个典型的项目，编写教材，培养学生职业能力，是本书的主要探索，亦是本书的主要特色。教材每个项目主要包括以下几个部分：

①项目描述。介绍该项目的技术要求及其实现的主要技术关键，从知识、能力、态度等方面介绍各项目的教学目标。

②知识准备。实现项目设计制作所必需的知识，不求知识的完整性与全面性，以“必需够用”为度。

③任务实现。任务实现所需的材料准备、场地准备、技术资料的准备、实现的步骤、相关的技术要求、现场要求、工艺与技术文件的撰写等。

④考核评价。从学生作品的质量评价、技术评价、职业素养评价、完成过程评价的评价标准。

⑤拓展提高。让学生学会触类旁通、举一反三，学生知识的迁移，技能的强化，职业能力的拓展等。

张平华撰写了本书的项目三及项目七；邹小金撰写了本书的项目四及项目五；徐红丽撰写本书的项目一及项目二；曾荣周撰写了本书的项目六及附录，并协助进行了统稿工作。

本书在编著过程中，引用了诸多学者和专家的著作和论文中的研究成果，在这里向他们表示感谢。

由于EDA技术发展迅猛，加之作者水平有限，时间仓促，错误和疏漏之处在所难免，我们真诚地欢迎读者对书中的错误及有失偏颇之处给予批评指正，在此一并表示感谢！

编者

2013年4月