内 容 简 介本书主要讲解了EDA技术和VHDL硬件描述语言的使用,共10章,内容包括EDA工具的发展历程和设计理念,可编程逻辑器件的原理和分类,VHDL的程序结构和基本语法,开发套件Quartus II的使用方法,顺序语句和并行语句的使用,VHDL中的属性描述,VHDL的层次化设计方法,VHDL在通信和DSP系统中的应用等。通过大量数字电路和数字系统的案例,给读者演示了VHDL在数字系统设计中充当的角色以及利用VHDL语言进行数字系统设计的基本步骤和具体方法。本书配有大量的设计实例和配套的实验练习,力求使读者掌握VHDL硬件描述语言的基础知识,了解简单数字系统的设计原理、设计方法和设计步骤。本书还针对目前FPGA的主流应用领域如微控制系统、通信系统和DSP系统给出了系统级别的设计实例,希望读者结合实例进一步掌握使用VHDL设计数字系统的技能。本书可作为高等院校电子、通信、自动化、计算机等信息工程类相关专业学生的教学用书,也适合从事EDA技术应用与研究的专业技术人员参考。
电子设计自动化(Electronic Design Automation,EDA)技术是指包括电路系统设计、系统仿真、设计综合、PCB版图设计和制版的一整套自动化流程。随着计算机、集成电路和电子设计技术的高速发展,EDA技术历经计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助测试(CAT)和计算机辅助工程(CAE)等发展历程,已经渗透到生活的各个方面,日益成为电子信息类产品的支柱产业。 EDA技术主要包括大规模可编程逻辑、硬件描述语言、软件开发工具等内容。目前,应用最为广泛的大规模可编程逻辑是复杂可编程逻辑器件(CPLD)和现场可编程门阵列(FPGA),硬件描述语言(HDL)主要有VHDL、Verilog HDL、ABEL、AHDL、System Verilog和SystemC等,主流的EDA软件工具则有MAX+plus Ⅱ、Quartus Ⅱ、ispDesignExpert、Foundation Series、ISE/ISE-WebPACK Series等。本书采用IEEE标准硬件描述语言VHDL对数字电路和系统进行性能描述,以Altera公司的Quartus Ⅱ软件为集成开发环境,对EDA技术进行了深入、详尽的阐述。 本书共分为10章,编写时首先介绍EDA工程和HDL语言的概念,然后讨论了目前已有的可编程逻辑器件,最后介绍了VHDL语言的语法、句法和设计方法。第1章简单介绍了EDA工具在现代数字系统设计中的角色、设计流程和学习方法。通过介绍EDA工具的发展历程,向读者阐述现代数字系统的发展方向和设计理念。第2章基于可编程逻辑器件的原理和分类,主要介绍复杂可编程逻辑器件(CPLD)和现场可编程门阵列(FPGA)两种芯片的结构和工作原理。第3章主要介绍VHDL的发展和程序结构。通过学习VHDL的程序结构、基本词法和基本句法,读者可以编写简单的数字电路模块。第4章主要介绍Altera公司配套的EDA开发套件Quartus II的使用方法。第5章通过若干个具体数字电路的设计实例,详细说明如何在实际设计中应用VHDL语言来设计小型系统,包括组合电路、时序电路、存储器以及状态机。第6章较系统地介绍顺序语句和并行语句中一些VHDL高级语句的用法,如块语句(BLOCK)、断言语句(ASSERT)、等待语句(WAIT)等。第7章主要讨论在VHDL中,系统提供了哪些属性供工程师使用以及这些属性所代表的意义和用法。第8章主要以VHDL的层次化设计方法为核心,重点介绍VHDL语言在进行大型系统设计时如何将目标进行合理的分解,然后再进行高层次整合,从而有效提高工作效率和项目的可靠性。第9章通过6个具体的设计实例向读者介绍VHDL在数字系统设计中充当的角色以及利用VHDL语言进行数字系统设计的基本步骤和具体方法。第10章基于VHDL硬件描述语言详细地介绍VHDL在通信和DSP系统中的应用。 本书实例典型,内容丰富,有很强的针对性。不仅详细介绍了VHDL语言的基本用法,还讲解了作为高层次综合语言的众多特点。此外,书中各章都配有大量的练习题供读者学习使用。读者只需按照书中介绍的步骤一步步地实际操作,就能完全掌握本书的内容。 本书可作为高等院校电子、通信、自动化、计算机等信息工程类相关专业学生的教学用书,也适合于立志自学成才的读者和从事EDA技术应用与研究的专业技术人员使用。 除封面署名作者外,苏兆锋、王雷、许云、苏小平、刘兰、王梅、张宏、孙洁、许小荣、杨彬、关涛、苏玉林、于文杰等也参与了本书的编写和修改,在此,致以诚挚的谢意! 作者力图使本书的知识性和实用性相得益彰,但由于水平有限,书中错误、纰漏之处难免,欢迎广大读者、同仁批评斧正。 编 者 2010.1