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可编程逻辑器件与EDA技术 [丁山编]
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资料介绍
可编程逻辑器件与EDA技术
作者：丁山编
出版时间：2018
丛编项： 普通高等教育“十三五”电子信息类规划教材
内容简介
本书根据以提高工程设计能力为目的，深入浅出的对EDA技术、VHDL硬件描述语言、FPGA开发应用及相关知识做了系统和完整的介绍，使读者通过本书的学习与实验，能初步了解和掌握EDA的基本内容及实用技术。本书包括EDA的基本知识、常用EDA工具的使用方法和目标器件的结构原理、以向导形式和实例为主的方法介绍多种不同的设计方法、对VHDL的设计优化以及基于EDA技术的典型设计项目。各章都安排了习题和针对性较强的实验与设计。书中例举的大部分VHDL设计实例和试验实现EDA工具平台是Vivado集成开发环境，硬件平台是Basys3Artix—7FPGA开发平台。并在EDA实验系统上通过硬件测试。本书可作为高等院校电子工程、通信、工业自动化、计算机应用技术、仪器仪表、数字信号或图像处理等学科的本科生或研究生的电子设计、EDA技术课程和VHDL硬件描述语言的教材及实验指导书，同时也可以作为相关专业人员的自学参考书。
目录
前 言
第１ 章 绪论 １
１. １ ＥＤＡ 技术概要 １
１. １. １ ＥＤＡ 技术的含义 １
１. １. ２ ＥＤＡ 技术的发展历程 １
１. １. ３ ＥＤＡ 的基本特征 ３
１. １. ４ ＥＤＡ 技术的优势 ５
１. ２ ＥＤＡ 技术的实现目标 ７
１. ３ 硬件描述语言 ８
１. ３. １ ＶＨＤＬ ８
１. ３. ２ Ｖｅｒｉｌｏｇ ＨＤＬ ９
１. ３. ３ ＶＨＤＬ 和Ｖｅｒｉｌｏｇ ＨＤＬ 的比较 ９
１. ４ 常用的ＥＤＡ 工具 １０
１. ４. １ 设计输入编辑器 １１
１. ４. ２ 综合器 １１
１. ４. ３ 仿真器 １３
１. ４. ４ 适配器 １３
１. ４. ５ 编程下载 １４
１. ５ ＥＤＡ 的工程设计流程 １４
１. ６ Ｖｉｖａｄｏ 概述 １７
１. ７ ＥＤＡ 技术的发展趋势 １７
本章小结 １９
习题 １９
第２ 章 ＣＰＬＤ 与ＦＰＧＡ 的结构原理 ２０
２. １ ＰＬＤ 概述 ２０
２. １. １ ＰＬＤ 入门 ２０
２. １. ２ 常见的ＰＬＤ ２１
２. １. ３ ＰＬＤ 的优点 ２２
２. １. ４ ＰＬＤ 的发展趋势 ２３
２. ２ 简单ＰＬＤ 的结构原理 ２４
２. ２. １ 逻辑符号表示方法 ２５
２. ２. ２ ＰＲＯＭ 的结构原理 ２５
２. ２. ３ ＰＬＡ 的结构原理 ２６
２. ２. ４ ＰＡＬ 的结构原理 ２６
２. ２. ５ ＧＡＬ 的结构原理 ３１
２. ３ ＣＰＬＤ 的结构原理 ３５
２. ３. １ ＣＰＬＤ 的基本结构 ３５
２. ３. ２ 基于乘积项的可编程逻辑器件 ３６
２. ４ ＦＰＧＡ 的结构原理 ３９
２. ４. １ 查找表型ＦＰＧＡ 的逻辑结构 ４１
２. ４. ２ Ｘｉｌｉｎｘ 公司７ 系列ＦＰＧＡ 简介 ４３
２. ４. ３ ＦＰＧＡ 与ＣＰＬＤ 的区别 ４７
２. ５ 硬件测试 ４８
２. ６ ＣＰＬＤ/ ＦＰＧＡ 的编程与配置 ４９
２. ７ Ｂａｓｙｓ３ 开发板介绍 ５０
２. ７. １ 电源电路 ５１
２. ７. ２ ＬＥＤ 灯电路和数码管电路 ５１
２. ７. ３ 按键电路和拨码开关电路 ５２
２. ７. ４ ＶＧＡ 显示电路和Ｉ/ Ｏ 扩展电路 ５３
本章小结 ５３
习题 ５４
第３ 章 ＶＨＤＬ 入门基础 ５５
３. １ ＶＨＤＬ 的基本结构 ５５
３. １. １ 实体 ５６
３. １. ２ 结构体 ５７
３. １. ３ 库、程序包和配置 ５７
３. ２ ＶＨＤＬ 的文字规则 ５９
３. ２. １ 数字型文字 ６０
３. ２. ２ 字符串型文字 ６０
３. ２. ３ 标识符 ６０
３. ２. ４ 下标 ６１
３. ３ ＶＨＤＬ 的数据对象 ６２
３. ３. １ 常数 ６２
３. ３. ２ 变量 ６２
３. ３. ３ 信号 ６２
３. ３. ４ 文件 ６３
３. ４ ＶＨＤＬ 的数据类型 ６３
３. ４. １ ＶＨＤＬ 预定义数据类型 ６４
３. ４. ２ 用户自定义数据类型 ６７
３. ４. ３ 数据类型间的转换 ６８
Ⅵ
３. ５ ＶＨＤＬ 的操作符 ６９
３. ６ ＶＨＤＬ 预定义属性 ７３
本章小结 ７５
习题 ７６
第４ 章 ＶＨＤＬ 硬件描述语言 ７７
４. １ 进程语句 ７７
４. ２ 赋值语句 ７８
４. ３ 顺序描述语句 ８０
４. ３. １ ＩＦ 语句 ８０
４. ３. ２ ＣＡＳＥ 语句 ８２
４. ３. ３ ＬＯＯＰ 语句 ８３
４. ３. ４ ＮＥＸＴ 语句和ＥＸＩＴ 语句 ８４
４. ３. ５ ＷＡＩＴ 语句 ８５
４. ３. ６ ＲＥＴＵＲＮ 语句 ８６
４. ３. ７ ＮＵＬＬ 语句 ８７
４. ４ 元件例化语句 ８７
４. ５ 生成语句 ９０
４. ６ 块语句 ９１
４. ７ 程序包和配置 ９３
４. ７. １ 程序包 ９３
４. ７. ２ 配置 ９４
４. ８ 子程序 ９５
４. ８. １ 过程 ９６
４. ８. ２ 函数 ９７
４. ９ 其他语句 ９９
４. １０ 常用设计举例 １００
４. １０. １ 结构体的三种描述方式 １００
４. １０. ２ 组合逻辑电路设计 １０２
４. １０. ３ 时序逻辑电路设计 １０７
本章小结 １１３
习题 １１３
第５ 章 有限状态机设计 １１４
５. １ 概述 １１４
５. １. １ 状态机的特点 １１４
５. １. ２ 状态机的分类 １１５
５. ２ ＶＨＤＬ 状态机的一般形式 １１６
５. ２. １ 一般状态机的结构 １１６
５. ２. ２ 状态机的设计流程 １１８
５. ２. ３ 状态机的状态转移图描述 １１８
５. ２. ４ 状态机的状态说明部分 １１９
５. ３ Ｍｏｏｒｅ 型状态机的设计 １２０
５. ３. １ 单进程Ｍｏｏｒｅ 型状态机 １２０
５. ３. ２ 多进程Ｍｏｏｒｅ 型状态机 １２２
５. ４ Ｍｅａｌｙ 型状态机的设计 １２５
５. ５ 状态编码 １２７
５. ５. １ 顺序编码 １２７
５. ５. ２ 枚举类型编码 １２８
５. ５. ３ 状态位直接输出型编码 １２８
５. ５. ４ 一位热码编码 １２９
５. ６ 安全状态机设计 １２９
５. ６. １ 程序直接导引法 １２９
５. ６. ２ 状态编码检测法 １３０
本章小结 １３０
习题 １３０
第６ 章 ＶＨＤＬ 优化设计 １３２
６. １ 资源优化 １３２
６. １. １
作者：丁山编
出版时间：2018
丛编项： 普通高等教育“十三五”电子信息类规划教材
内容简介
本书根据以提高工程设计能力为目的，深入浅出的对EDA技术、VHDL硬件描述语言、FPGA开发应用及相关知识做了系统和完整的介绍，使读者通过本书的学习与实验，能初步了解和掌握EDA的基本内容及实用技术。本书包括EDA的基本知识、常用EDA工具的使用方法和目标器件的结构原理、以向导形式和实例为主的方法介绍多种不同的设计方法、对VHDL的设计优化以及基于EDA技术的典型设计项目。各章都安排了习题和针对性较强的实验与设计。书中例举的大部分VHDL设计实例和试验实现EDA工具平台是Vivado集成开发环境，硬件平台是Basys3Artix—7FPGA开发平台。并在EDA实验系统上通过硬件测试。本书可作为高等院校电子工程、通信、工业自动化、计算机应用技术、仪器仪表、数字信号或图像处理等学科的本科生或研究生的电子设计、EDA技术课程和VHDL硬件描述语言的教材及实验指导书，同时也可以作为相关专业人员的自学参考书。
目录
前 言
第１ 章 绪论 １
１. １ ＥＤＡ 技术概要 １
１. １. １ ＥＤＡ 技术的含义 １
１. １. ２ ＥＤＡ 技术的发展历程 １
１. １. ３ ＥＤＡ 的基本特征 ３
１. １. ４ ＥＤＡ 技术的优势 ５
１. ２ ＥＤＡ 技术的实现目标 ７
１. ３ 硬件描述语言 ８
１. ３. １ ＶＨＤＬ ８
１. ３. ２ Ｖｅｒｉｌｏｇ ＨＤＬ ９
１. ３. ３ ＶＨＤＬ 和Ｖｅｒｉｌｏｇ ＨＤＬ 的比较 ９
１. ４ 常用的ＥＤＡ 工具 １０
１. ４. １ 设计输入编辑器 １１
１. ４. ２ 综合器 １１
１. ４. ３ 仿真器 １３
１. ４. ４ 适配器 １３
１. ４. ５ 编程下载 １４
１. ５ ＥＤＡ 的工程设计流程 １４
１. ６ Ｖｉｖａｄｏ 概述 １７
１. ７ ＥＤＡ 技术的发展趋势 １７
本章小结 １９
习题 １９
第２ 章 ＣＰＬＤ 与ＦＰＧＡ 的结构原理 ２０
２. １ ＰＬＤ 概述 ２０
２. １. １ ＰＬＤ 入门 ２０
２. １. ２ 常见的ＰＬＤ ２１
２. １. ３ ＰＬＤ 的优点 ２２
２. １. ４ ＰＬＤ 的发展趋势 ２３
２. ２ 简单ＰＬＤ 的结构原理 ２４
２. ２. １ 逻辑符号表示方法 ２５
２. ２. ２ ＰＲＯＭ 的结构原理 ２５
２. ２. ３ ＰＬＡ 的结构原理 ２６
２. ２. ４ ＰＡＬ 的结构原理 ２６
２. ２. ５ ＧＡＬ 的结构原理 ３１
２. ３ ＣＰＬＤ 的结构原理 ３５
２. ３. １ ＣＰＬＤ 的基本结构 ３５
２. ３. ２ 基于乘积项的可编程逻辑器件 ３６
２. ４ ＦＰＧＡ 的结构原理 ３９
２. ４. １ 查找表型ＦＰＧＡ 的逻辑结构 ４１
２. ４. ２ Ｘｉｌｉｎｘ 公司７ 系列ＦＰＧＡ 简介 ４３
２. ４. ３ ＦＰＧＡ 与ＣＰＬＤ 的区别 ４７
２. ５ 硬件测试 ４８
２. ６ ＣＰＬＤ/ ＦＰＧＡ 的编程与配置 ４９
２. ７ Ｂａｓｙｓ３ 开发板介绍 ５０
２. ７. １ 电源电路 ５１
２. ７. ２ ＬＥＤ 灯电路和数码管电路 ５１
２. ７. ３ 按键电路和拨码开关电路 ５２
２. ７. ４ ＶＧＡ 显示电路和Ｉ/ Ｏ 扩展电路 ５３
本章小结 ５３
习题 ５４
第３ 章 ＶＨＤＬ 入门基础 ５５
３. １ ＶＨＤＬ 的基本结构 ５５
３. １. １ 实体 ５６
３. １. ２ 结构体 ５７
３. １. ３ 库、程序包和配置 ５７
３. ２ ＶＨＤＬ 的文字规则 ５９
３. ２. １ 数字型文字 ６０
３. ２. ２ 字符串型文字 ６０
３. ２. ３ 标识符 ６０
３. ２. ４ 下标 ６１
３. ３ ＶＨＤＬ 的数据对象 ６２
３. ３. １ 常数 ６２
３. ３. ２ 变量 ６２
３. ３. ３ 信号 ６２
３. ３. ４ 文件 ６３
３. ４ ＶＨＤＬ 的数据类型 ６３
３. ４. １ ＶＨＤＬ 预定义数据类型 ６４
３. ４. ２ 用户自定义数据类型 ６７
３. ４. ３ 数据类型间的转换 ６８
Ⅵ
３. ５ ＶＨＤＬ 的操作符 ６９
３. ６ ＶＨＤＬ 预定义属性 ７３
本章小结 ７５
习题 ７６
第４ 章 ＶＨＤＬ 硬件描述语言 ７７
４. １ 进程语句 ７７
４. ２ 赋值语句 ７８
４. ３ 顺序描述语句 ８０
４. ３. １ ＩＦ 语句 ８０
４. ３. ２ ＣＡＳＥ 语句 ８２
４. ３. ３ ＬＯＯＰ 语句 ８３
４. ３. ４ ＮＥＸＴ 语句和ＥＸＩＴ 语句 ８４
４. ３. ５ ＷＡＩＴ 语句 ８５
４. ３. ６ ＲＥＴＵＲＮ 语句 ８６
４. ３. ７ ＮＵＬＬ 语句 ８７
４. ４ 元件例化语句 ８７
４. ５ 生成语句 ９０
４. ６ 块语句 ９１
４. ７ 程序包和配置 ９３
４. ７. １ 程序包 ９３
４. ７. ２ 配置 ９４
４. ８ 子程序 ９５
４. ８. １ 过程 ９６
４. ８. ２ 函数 ９７
４. ９ 其他语句 ９９
４. １０ 常用设计举例 １００
４. １０. １ 结构体的三种描述方式 １００
４. １０. ２ 组合逻辑电路设计 １０２
４. １０. ３ 时序逻辑电路设计 １０７
本章小结 １１３
习题 １１３
第５ 章 有限状态机设计 １１４
５. １ 概述 １１４
５. １. １ 状态机的特点 １１４
５. １. ２ 状态机的分类 １１５
５. ２ ＶＨＤＬ 状态机的一般形式 １１６
５. ２. １ 一般状态机的结构 １１６
５. ２. ２ 状态机的设计流程 １１８
５. ２. ３ 状态机的状态转移图描述 １１８
５. ２. ４ 状态机的状态说明部分 １１９
５. ３ Ｍｏｏｒｅ 型状态机的设计 １２０
５. ３. １ 单进程Ｍｏｏｒｅ 型状态机 １２０
５. ３. ２ 多进程Ｍｏｏｒｅ 型状态机 １２２
５. ４ Ｍｅａｌｙ 型状态机的设计 １２５
５. ５ 状态编码 １２７
５. ５. １ 顺序编码 １２７
５. ５. ２ 枚举类型编码 １２８
５. ５. ３ 状态位直接输出型编码 １２８
５. ５. ４ 一位热码编码 １２９
５. ６ 安全状态机设计 １２９
５. ６. １ 程序直接导引法 １２９
５. ６. ２ 状态编码检测法 １３０
本章小结 １３０
习题 １３０
第６ 章 ＶＨＤＬ 优化设计 １３２
６. １ 资源优化 １３２
６. １. １
