本书以掌握国内外最流行的电子设计自动化(EDA)技术为教学目标，以培养学生的设计和应用开发能力为主线，系统地介绍EDA应用技术。 全书在取材和编排上，内容新颖、循序渐进，并注重理论联系实际。全书共10章，主要内容包括 VHDL硬件描述语言、Quartus II等EDA工具软件、可编程逻辑器件、实验开发系统、应用实例和综合设计实例。第4章对大量常规的数字电路做出了VHDL描述，第7章详细阐述了9个典型数字系统的设计方法，第9章选取了16个实验实例，第10章给出了4个代表性的全国大学生电子设计竞赛赛题设计实例。读者完全可以通过这些实际操作，很好地掌握EDA的开发设计方法。每章后面附有小结和习题，便于读者学习和教学使用。为方便教师教学，本书配有电子教案。 本书可作为高职高专及本科院校电子信息、电气、通信、自动控制、自动化和计算机类专业的EDA技术教材，也可作为上述学科或相关学科工程技术人员的参考书。还可作为电子产品制作、科技创新实践、EDA课程设计和毕业设计等实践活动的指导书。

前 言 　　EDA是Electronic Design Automation(电子设计自动化)的缩写，EDA技术是20世纪90年代初以来迅速发展起来的现代电子工程领域的一门新技术。它以可编程逻辑器件(PLD)为载体，以计算机为工作平台，以EDA工具软件为开发环境，以硬件描述语言(HDL)作为电子系统功能描述方式，以电子系统设计为应用方向的电子产品自动化设计过程。 　　在当今以数字化和网络化为特征的信息技术革命大潮中，电子技术获得了飞速发展，现代电子产品渗透到了社会的各个领域。现代电子产品的性能进一步提高，功能越来越复杂，集成化智能化程度越来越高，更新换代的节奏越来越快，开发风险也越来越大，而且正向着功能多样化、体积小型化、功耗最低化的趋势发展。所有这些，都给电子系统设计师们带来了前所未有的压力，面对这种压力，唯一的出路是熟练掌握EDA技术，并获得其有力支持。EDA技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可靠性，减轻了设计者的劳动强度，EDA是电子产品开发研制的动力源和加速器，是现代电子设计的核心。随着基于PLD的EDA技术的发展和应用领域的扩大与深入，它在电子信息、通信工程、自动控制及计算机应用等领域的重要性日益突出。有专家预言，21世纪将是EDA技术快速发展的时期，它将成为对本世纪产生重大影响的十大科学技术之一。因此，在大中专院校的电子信息、通信工程、自动控制、计算机应用等各类学科的教学中引入均EDA技术的内容，以适应现代电子技术的飞速发展。 　　早在1997年第二届全国大学生电子设计竞赛中的个别赛题中就已包括了需要用EDA技术才能圆满完成的赛题，此后这方面的内容逐届增加，直到2003年第五届和2005年第六届赛事中，有的赛题达到了不采用EDA技术将无从下手的程度。事实上，电子设计竞赛赛题的内容是市场产品要求和技术进步的一种反映。为了适应EDA技术的发展，更加突出EDA技术的实用性，以及面向电子设计的创新性，本书在实验项目和综合设计上扩充了不少与全国大学生电子设计竞赛典型赛题相关的内容，如等精度频率计、相位测量仪、移相信号发生器和VGA显示控制设计等。 　　本书在内容的安排和取舍上，既考虑了EDA技术本身的系统性和完整性，又考虑了EDA技术的实用性和实践性，做到理论与实践的有机结合。无论是器件、硬件描述语言的讲解，还是EDA工具软件、EDA应用系统的介绍，都以当前应用广泛的主流内容来展开，力求做到内容新颖、重点突出、讲解精炼、强化实践。EDA是一门实践性很强的技术，本书特别注重对读者应用能力的培养，通过第4、7、10章大量的设计实例的学习，读者可以较好地掌握用VHDL语言进行电子系统设计的方法，而第3、6章的内容可以学习Quartus II、Foundation等工具软件的使用技能，加上第9章的多项实验，读者完全可以通过这些实际操作，很好地掌握EDA的开发设计方法。 　　本书共有10章。以下稍加介绍： 　　第1章 EDA技术概述。介绍EDA技术的发展、EDA设计流程、EDA技术主要内容、发展趋势及应用。 　　第2章 VHDL硬件描述语言。介绍VHDL程序基本结构、语言要素、常用语句。 VHDL作为IEEE标准的硬件描述语言，以其强大的系统描述能力、规范的程序设计结构、灵活的语言表达风格和多层次的仿真测试手段，在电子设计领域受到了普遍的认同，成为现代EDA领域的首选硬件描述语言。 　　第3章 QuartusⅡ软件及其应用。介绍Quartus?Ⅱ工具软件的使用方法及设计流程。 EDA的核心是利用计算机完成电路设计的全程自动化，掌握EDA工具软件的使用方法，是EDA技术学习的第一步。以Quartus?Ⅱ设计正弦信号发生器，和Quartus?Ⅱ DSP Builder模块设计可控正弦信号发生器为例，强化对Quartus?Ⅱ使用方法及设计流程的掌握。 　　第4章 VHDL应用实例。通过用硬件描述语言VHDL实现的设计实例，介绍EDA技术在组合逻辑电路、时序逻辑电路、存储器和状态机设计中的应用。 　　第5章 大规模可编程逻辑器件。介绍PLA、PAL、GAL和CPLD、FPGA、ispLSI等各种类型可编程逻辑器件的电路结构、工作原理和使用方法。 　　第6章 常用EDA工具软件。介绍几种目前世界上最流行和实用的EDA工具软件，以适应不同读者的需要，包括Altera公司的MAX+plusⅡ、Xilinx公司的Foundation和Model technology公司的ModelSim。加上第3章介绍的Quartus?Ⅱ，这些软件面向FPGA/CPLD和ASIC设计，比较适合学校教学、项目开发和相关的学科研究。 　　第7章 EDA技术综合设计应用。通过数字闹钟、多功能信号发生器、序列检测器、交通灯信号控制器、空调系统有限状态机、电梯控制系统、步进电机控制电路、智力竞赛抢答器、单片机与FPGA/CPLD总线接口的设计等几个数字系统的设计实例，进一步介绍EDA技术在测量仪器和自动控制等技术领域的综合应用。通过这些设计，读者可以进一步掌握数字系统的EDA设计方法，为复杂系统的设计打下坚实的基础。 　　第8章 EDA实验开发系统。介绍杭州康芯电子有限公司研制的、系统性能相对较好的GW48 EDA/SOPC实验开发系统的使用方法，以使读者了解VHDL逻辑设计所必需的硬件仿真和实验验证的方法与过程。 　　第9章 EDA技术实验。读者可以通过本章提供的16个实验操作，很好地掌握EDA的开发设计方法和Quartus Ⅱ等工具软件的使用技能，提高EDA技术的应用和实践能力。 　　第10章 EDA技术在全国大学生电子设计竞赛赛题设计中的应用。给出4个全国大学生电子设计竞赛赛题设计实例，具有一定的综合性和代表性。 　　本书可作为高等职业技术院校电子类、电气类、通信类、自动化类和计算机类专业学生的教材，电子产品制作、科技创新实践、课程设计和毕业设计等实践活动的指导书。亦可作为职业技术培训及从事电子产品设计与开发的工程技术人员的参考书，还可作为本科生学习EDA技术的参考书。 　　全书由江西工业工程职业技术学院黄仁欣副教授编著。在编写过程中，参考了许多专家的著作，吸纳了黄仁欣主持的江西省高等院校省级教研课题《EDA技术课程建设及应用于电子设计竞赛的研究》的部分研究成果，课题组的老师们亦对本书编写提出了建设性意见，在此谨向以上专家和老师们深表感谢。 　　由于时间仓促，书中难免存在不妥之处，敬请读者指正，并提出修改意见。作者 E_mail：[email protected]。为方便教师电子教学，本书配有教案，需要的老师请从网上下载免费电子教案，http://www.wenyuan.com.cn。 作 者 II EDA技术实用教程 III 前言

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