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第1章 什么是EDA1

1.1 EDA技术概述1

1.1.1 EDA技术的起源及发展1

1.1.2 EDA技术的主要内容3

1.1.3 EDA技术的发展趋势8

1.2 EDA设计基本流程10

1.3 EDA基本设计方法与流程12

1.4思考与练习15

第2章 FPGA／CPLD简介16

2.1可编程逻辑器件概述16

2.1.1可编程逻辑器件的发展16

2.1.2可编程逻辑器件的分类17

2.2 FPGA／CPLD的基本结构18

2.2.1 FPGA的基本结构18

2.2.2 CPLD的基本结构19

2.2.3 FPGA和CPLD的比较19

2.3 Altera公司可编程逻辑器件20

2.3.1 MAX 7000系列CPLD22

2.3.2 FLEX 10K系列的结构特点25

2.3.3 Cyclone系列FPGA28

2.3.4 Stratix系列FPGA30

2.4 FPGA／CPLD器件的应用选择33

2.5思考与练习34

第3章 Quartus Ⅱ设计流程35

3.1 Quartus Ⅱ 6.0简介35

3.2第一个设计37

3.2.1建立新工程37

3.2.2设计输入40

3.2.3分析与综合42

3.2.4适配44

3.2.5全程编译44

3.2.6时序仿真44

3.2.7电路观察器50

3.2.8打开原有工程50

3.3引脚分配与下载50

3.3.1引脚分配50

3.3.2编程与配置52

3.4 Project Navigator（工程导航）与工程管理54

3.4.1 【 Hierarchy】标签页55

3.4.2 【Files】标签页56

3.4.3工程文件管理58

3.5思考与练习61

第4章 Quartus Ⅱ编辑器使用62

4.1文本编辑器62

4.1.1 【File】菜单62

4.1.2文本编辑器编辑工具63

4.2原理图编辑器66

4.2.1原理图编辑工具栏67

4.2.2添加原理图符号68

4.2.3导线绘制与命名70

4.2.4视图切换73

4.3波形文件编辑器74

4.3.1波形编辑界面74

4.3.2波形编辑工具栏76

4.3.3仿真设置79

4.4用原理图输入法进行设计80

4.5资源分配编辑器86

4.5.1用户界面和主要功能86

4.5.2引脚规划器88

4.6工程设置89

4.7切换界面模式94

4.8思考与练习95

第5章 VHDL语言基础96

5.1 VHDL语言简介96

5.1.1实体97

5.1.2结构体97

5.1.3库和程序包97

5.1.4配置97

5.2 VHDL语言描述方式98

5.3 VHDL程序语法格式100

5.3.1实体声明100

5.3.2结构体声明与描述102

5.3.3程序包103

5.3.4配置104

5.3.5库105

5.4 VHDL基本数据类型105

5.4.1标量数据类型106

5.4.2复合数据类型108

5.4.3数据类型转换109

5.5 VHDL数据对象111

5.5.1数据对象声明111

5.5.2数据对象的比较114

5.6 VHDL文字规则114

5.6.1数值表达114

5.6.2标志符115

5.7 VHDL操作符116

5.8思考与练习118

第6章 VHDL描述语句120

6.1 VHDL并行语句120

6.1.1并行信号赋值语句120

6.1.2进程语句124

6.1.3块语句126

6.1.4元件例化语句129

6.1.5过程调用语句132

6.1.6生成语句134

6.2 VHDL顺序语句137

6.2.1信号和变量赋值语句138

6.2.2 IF语句138

6.2.3 CASE语句140

6.2.4 NULL语句141

6.2.5 LOOP语句142

6.2.6 NEXT语句144

6.2.7 EXIT语句144

6.2.8 WAIT语句144

6.2.9 RETURN语句146

6.3其他语句结构说明147

6.3.1子程序147

6.3.2子程序重载154

6.3.3预定义属性155

6.4思考与练习159

第7章 Quartus Ⅱ综合应用实例162

7.1状态机的设计与实现162

7.1.1状态机的优点162

7.1.2 VHDL语言中状态机设计的选择162

7.1.3状态机的描述结构163

7.2状态机设计举例164

7.2.1交通灯控制器的逻辑实现164

7.2.2单进程Moore状态机166

7.2.3 Mealy型状态机168

7.3状态机实现A／D采样控制170

7.4 LPM定制与应用172

7.5简易正弦信号发生器设计176

7.5.1正弦信号发生器的构成176

7.5.2定制波形信息初始化文件177

7.5.3定制LPM_ROM178

7.5.4原理图方式设计顶层实体182

7.5.5用例化语句完成顶层实体设计183

7.6嵌入式逻辑分析仪SignalTap Ⅱ的应用184

7.6.1 SignalTap Ⅱ文件的建立184

7.6.2逻辑分析仪的使用操作185

7.7思考与练习190

第8章 基本逻辑电路设计实例191

8.1多路选择器设计191

8.1.1 4选1多路选择器设计191

8.1.2数据分配器设计193

8.2译码／编码器设计194

8.2.1 3-8译码器设计194

8.2.2七段数码管译码器设计196

8.2.3优先编码器设计196

8.2.4二—十进制码制转换198

8.3计数器设计199

8.3.1基本计数器设计199

8.3.2可逆计数器设计201

8.3.3可预置计数器设计202

8.4微分电路设计202

8.4.1延迟电路设计202

8.4.2微分电路设计204

8.4.3同步计数器设计205

8.5分频电路设计206

8.5.1整数分频电路设计206

8.5.2两位半分频电路设计207

8.6键盘去抖电路设计208

8.7计数与显示电路设计210

8.8思考与练习213

第9章 常用功能模块设计215

9.1 LCD控制模块设计215

9.1.1 LCD模块简介215

9.1.2 LCD模块的显示控制217

9.1.3 LCD显示控制单元的VHDL实现218

9.2串行通信接口设计228

9.3 CRC校验设计234

9.3.1 CRC校验编码原理234

9.3.2 CRC编码设计实例235

9.4曼彻斯特编码237

9.4.1曼彻斯特编码格式237

9.4.2曼彻斯特编码的VHDL实现238

9.5频率计设计241

9.6序列检测器设计244

9.7思考与练习245

第10章 综合电子设计实例246

10.1数字钟设计246

10.1.1计时模块246

10.1.2显示控制249

10.2密码锁设计252

10.3电子乐曲播放器设计256

10.3.1音阶分频系数257

10.3.2音阶频率的产生258

10.3.3音长与乐谱的确定259

10.3.4乐谱播放控制262

10.3.5顶层设计263

10.3.6 实现乐曲演奏电路的方法264

10.4简易电子琴设计272

10.5简易信号发生器274

10.6投球游戏设计280

10.6.1游戏设计实现281

10.6.2自定义程序包281

10.6.3游戏控制器设计282

10.6.4游戏顶层设计286

10.7思考与练习289

附录290

附录A 实验电路结构图（康芯GW48系列）290

附录B 各菜单命令的快捷键列表299

附录C 康芯GW48系列实验箱EP1C3T144主板引脚对应表301

附录D VHDL语言语法模板301

参考文献304