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全新正版可编程逻辑器件与EDA技术9787111583752机械工业出版社
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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 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 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 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
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生或的设计、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学参书。
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