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第1章 EDA技术概述 1

1.1 EDA技术及其发展历程 1

1.2 EDA技术的特征和优势 3

1.2.1 EDA技术的特征 3

1.2.2 EDA技术的优势 5

1.3 EDA设计的目标和流程 7

1.3.1 EDA设计的目标 7

1.3.2 EDA设计的流程 8

1.3.3 数字集成电路的设计 8

1.3.4 模拟集成电路的设计 10

1.4 EDA技术与ASIC设计 10

1.4.1 ASIC的特点与分类 10

1.4.2 ASIC的设计方法 11

1.4.3 SoC设计 13

1.5 硬件描述语言 16

1.5.1 VHDL 16

1.5.2 Verilog HDL 17

1.5.3 ABEL-HDL 18

1.5.4 VerilogHDL和VHDL的比较 18

1.6 EDA设计工具 19

1.6.1 EDA设计工具分类 19

1.6.2 EDA公司及其工具介绍 21

1.7 EDA技术的发展趋势 23

习题1 25

第2章 可编程逻辑器件基础 26

2.1 概述 26

2.1.1 可编程逻辑器件的发展历程 26

2.1.2 可编程逻辑器件的分类 27

2.1.3 可编程逻辑器件的优势 29

2.1.4 可编程逻辑器件的发展趋势 30

2.2 PLD器件的基本结构 31

2.2.1 基本结构 31

2.2.2 电路符号 32

2.2.3 PROM 34

2.2.4 PLA 35

2.2.5 PAL 36

2.2.6 GAL 36

2.3 CPLD/FPGA器件概述 38

2.3.1 Lattice的CPLD/FPGA 38

2.3.2 Xilinx的CPLD/FPGA 39

2.3.3 Altera的CPLD/FPGA 40

2.3.4 CPLD和FPGA的异同 42

2.4 可编程逻辑器件的基本资源 43

2.4.1 功能单元 43

2.4.2 I/O引脚 43

2.4.3 布线资源 44

2.4.4 片内RAM 46

2.5 可编程逻辑器件的编程元件 46

2.5.1 熔丝型开关 47

2.5.2 反熔丝型开关 47

2.5.3 浮栅编程元件 48

2.5.4 基于SRAM的编程元件 50

2.6 可编程逻辑器件的设计与开发 51

2.6.1 CPLD/FPGA设计流程 51

2.6.2 CPLD/FPGA开发工具 53

2.6.3 CPLD/FPGA的应用选择 55

2.7 可编程逻辑器件的测试技术 57

2.7.1 边界扫描测试原理 58

2.7.2 IEEE1149.1标准 58

2.7.3 边界扫描策略及相关工具 62

习题2 62

第3章 典型FPGA/CPLD的结构与配置 63

3.1 Stratix高端FPGA系列 63

3.1.1 Stratix器件 63

3.1.2 StratixⅡ器件 65

3.2 Cyclone低成本FPGA系列 68

3.2.1 Cyclone器件 68

3.2.2 Cyclone Ⅱ器件 73

3.3 典型CPLD器件 79

3.3.1 MAX Ⅱ器件 79

3.3.2 MAX7000器件 80

3.4 FPGA/CPLD的配置 82

3.4.1 CPLD器件的配置 83

3.4.2 FPGA器件的配置 83

习题3 88

第4章 Quartus Ⅱ集成开发工具 89

4.1 Quartus Ⅱ原理图设计 89

4.1.1 半加器原理图设计输入 89

4.1.2 编译与仿真 92

4.1.3 1位全加器编译与仿真 96

4.2 Quartus Ⅱ的优化设置 97

4.2.1 分析与综合设置 97

4.2.2 优化布局布线 99

4.2.3 设计可靠性检查 104

4.3 Quartus Ⅱ的时序分析 105

4.3.1 时序设置与分析 105

4.3.2 时序逼近 106

4.4 基于宏功能模块的设计 108

4.4.1 Megafunctions库 108

4.4.2 Maxplus2库 113

4.4.3 Primitives库 114

习题4 115

实验与设计 117

第5章 Verilog HDL语法与要素 132

5.1 Verilog HDL简介 132

5.2 Verilog HDL模块的结构 133

5.3 VerilogHDL语言要素 136

5.4 常量 138

5.4.1 整数 138

5.4.2 实数 139

5.4.3 字符串 140

5.5 数据类型 141

5.5.1 net型 141

5.5.2 variable型 142

5.6 参数 144

5.7 向量 145

5.8 运算符 147

习题5 152

实验与设计 152

第6章 Verilog HDL行为语句 157

6.1 过程语句 157

6.1.1 always过程语句 158

6.1.2 initial过程语句 161

6.2 块语句 162

6.2.1 串行块begin-end 162

6.2.2 并行块fork-join 163

6.3 赋值语句 163

6.3.1 持续赋值与过程赋值 163

6.3.2 阻塞赋值与非阻塞赋值 165

6.4 条件语句 166

6.4.1 if-else语句 166

6.4.2 case语句 168

6.5 循环语句 172

6.5.1 for语句 172

6.5.2 repeat、while、forever语句 173

6.6 编译指示语句 175

6.7 任务与函数 177

6.7.1 任务 177

6.7.2 函数 178

6.8 顺序执行与并发执行 181

习题6 182

实验与设计 183

第7章 Verilog HDL设计的层次与风格 187

7.1 Verilog HDL设计的层次 187

7.2 门级结构描述 187

7.2.1 VerilogHDL内置门元件 188

7.2.2 门级结构描述 190

7.3 行为描述 191

7.4 数据流描述 192

7.5 不同描述风格的设计 193

7.5.1 半加器设计 193

7.5.2 1位全加器设计 194

7.5.3 4位加法器设计 196

7.6 多层次结构电路的设计 196

7.7 基本组合电路设计 199

7.7.1 编译码器 199

7.7.2 其他组合电路 201

7.8 基本时序电路设计 201

7.8.1 触发器 201

7.8.2 锁存器与寄存器 202

7.8.3 计数器与串／并转换器 204

7.8.4 简易微处理器 204

7.9 三态逻辑设计 206

习题7 208

实验与设计 208

第8章 Verilog HDL设计进阶 213

8.1 小数分频 213

8.2 Verilog HDL有限状态机设计 215

8.2.1 有限状态机的VerilogHDL描述 216

8.2.2 状态编码 221

8.2.3 状态编码的定义 222

8.3 字符液晶显示控制 224

8.3.1 字符液晶H1602B 224

8.3.2 用状态机实现字符显示控制 227

8.4 VGA图像的显示与控制 230

8.4.1 VGA图像显示原理与时序 230

8.4.2 VGA图像显示与控制的实现 234

8.5 点阵式液晶显示控制 239

8.6 乐曲演奏电路 244

习题8 249

实验与设计 251

第9章 Verilog HDL仿真与测试 268

9.1 系统任务与系统函数 268

9.2 用户自定义元件 272

9.2.1 组合电路UDP元件 273

9.2.2 时序逻辑UDP元件 274

9.3 延时模型的表示 276

9.3.1 时间标尺定义timescale 276

9.3.2 延时的表示与延时说明块 277

9.4 测试平台 278

9.5 组合电路和时序电路的仿真 281

9.5.1 组合电路的仿真 281

9.5.2 时序电路的仿真 283

习题9 283

实验与设计 284

第10章 Verilog HDL数字设计实例 290

10.1 加法器的Verilog HDL设计实例 290

10.1.1 全加器的设计 290

10.1.2 行波加法器的设计 291

10.1.3 超前进位加法器的设计 292

10.1.4 流水线技术在加法器设计中的应用 294

10.2 乘法器的Verilog HDL设计实例 297

10.2.1 移位相加乘法器设计原理 297

10.2.2 移位相加乘法器的Verilog HDL实现 298

10.2.3 布斯乘法器设计原理 299

10.2.4 布斯乘法器的Verilog HDL实现 301

10.3 汉明编解码器的Verilog HDL设计实例 302

10.3.1 汉明编码原理 302

10.3.2 汉明编码的译码原理 304

10.3.3 汉明编译码的Verilog HDL实现 305

10.4 ST-BUS总线接口设计 306

10.4.1 ST-BUS总线时序关系 306

10.4.2 ST-BUS总线接口实例 308

习题10 311

实验与设计 311

第11章 Verilog HDL数字通信常用模块设计实例 322

11.1 信号音发生器的Verilog HDL设计实例 322

11.1.1 线性码、A律码转换原理 322

11.1.2 信号音发生器Verilog HDL实例 325

11.2 比特同步的Verilog HDL设计实例 329

11.2.1 锁相功能的自同步法原理 329

11.2.2 锁相比特同步的EDA实现方法 331

11.3 基带差分编码的Verilog HDL设计实例 335

11.3.1 PSK调制和差分编码原理 335

11.3.2 PSK差分编码设计 338

11.4 GMSK调制电路的Verilog HDL设计实例 341

11.4.1 GMSK调制基本原理 341

11.4.2 GMSK调制实现的基本方法 343

11.4.3 GMSK基带调制实现的Verilog HDL实例 344

习题11 351

实验与设计 351

附录A Verilog HDL（IEEE Std 1364—1995）关键字 358

附录B Verilog HDL（IEEE Std 1364—2001）关键字 359

参考文献 360