本書是現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)教材,主要分為三篇內(nèi)容。第一篇著重介紹了電子設(shè)計自動化(EDA)的基本原理和方法,包括“自上而下”的系統(tǒng)設(shè)計流程、硬件描述語言(HDL)設(shè)計方法以及可編程邏輯器件的基本原理等;第二篇詳細(xì)介紹了VHDL語言的語法規(guī)范和編程方法,給出了大量的程序設(shè)計實例,并介紹了現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)開發(fā)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和軟件工具MAX+PLUSⅡ、QuartusⅡ的操作指南。第三篇以美國德州儀器公司(TI公司)的TMS320C54x系列DSP為例,對實現(xiàn)系統(tǒng)的另一種重要器件——數(shù)字信號處理器(DSP)進行了介紹,主要包括DSP的定點和浮點運算、TMS320C54x系列DSP的體系結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng),并給出了DSP開發(fā)軟件CCS的操作指南。
本書可作為高等院校計算機、自動化、信息系統(tǒng)及電子工程等相關(guān)專業(yè)的高年級本科生或研究生的教材,也可作為相關(guān)專業(yè)的教師、科研人員及工程技術(shù)人員的參考資料。
《電子系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)》可作為高等院校計算機、自動化、信息系統(tǒng)及電子工程等相關(guān)專業(yè)的高年級本科生或研究生的教材,也可作為相關(guān)專業(yè)的教師、科研人員及工程技術(shù)人員的參考資料。
前言
第一篇 電子系統(tǒng)設(shè)計的原理和方法
第1章 緒論
1.1 電子系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容
1.2 電子系統(tǒng)設(shè)計的方法
1.2.1 傳統(tǒng)的電子系統(tǒng)設(shè)計方法
1.2.2 EDA技術(shù)的發(fā)展
1.2.3 EDA設(shè)計技術(shù)
1.3 EDA技術(shù)的優(yōu)勢
1.4 提供EDA設(shè)計工具的主要公司
1.4.1 Cadence公司
1.4.2 Synopsys公司
1.4.3 MentorGraphics公司
第2章 現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計方法
2.1系統(tǒng)級的建模與仿真
2.1.1 數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計模型
2.1.2 模擬器件的建模
2.1.3 系統(tǒng)級仿真
2.2 IC設(shè)計方法
2.2.1 IC的設(shè)計流程
2.2.2 硬件描述語言的描述方法
2.3可編程邏輯器件的設(shè)計方法
2.3.1集成電路的分類
2.3.2 FPGA的設(shè)計實現(xiàn)方法
2.4 專用集成電路(ASIC)的設(shè)計方法
2.4.1 ASIC分類
2.4.2 ASIC的設(shè)計流程
2.4.3 ASIC電路的特點
2.5 IP復(fù)用方法
2.5.1系統(tǒng)的層次式設(shè)計
2.5.2 硬IP和軟IP
2.5.3 基于IP模塊的設(shè)計方法
2.6 印刷電路板設(shè)計
2.6.1 印刷電路板布局設(shè)計
2.6.2 印刷電路板布線設(shè)計
第3章 可編程邏輯器件的工作原理
3.1 概述
3.1.1可編程邏輯器件的發(fā)展
3.1.2 PLD廠商及產(chǎn)品介紹
3.1.3 FPGA與CPLD之間的差別
3.1.4 FPGA/CPLD的優(yōu)點
3.1.5 FPGA/CPLD設(shè)計的般流程
3.2 XilinxFPGA結(jié)構(gòu)簡介
3.2.1 Xc3000系列產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)
3.2.2 VirtexⅡ系列產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)
3.3 Altera產(chǎn)品簡介
3.3.1 FLEx10K系列器件的結(jié)構(gòu)
3.3.2 CvcloneⅡ系列器件的結(jié)構(gòu)
第二篇 VHDL硬件描述語言及硬件電路設(shè)計
第4章 VHDL硬件描述語言
4.1 HDL語言概述。
4.1.1 HDL語言的出現(xiàn)及發(fā)展
4.1.2 HDL語言的分類
4.1.3 VHDL語言開發(fā)環(huán)境及硬件平臺
4.2 VH]DL程序的基本結(jié)構(gòu)
4.2.1 庫
4.2.2 實體
4.2.3 結(jié)構(gòu)體
第5章 VHDL語言基礎(chǔ)
5.1 VHDL的數(shù)據(jù)類型和操作符
5.1.1 VHDL標(biāo)識符
5.1.2 VHDL數(shù)據(jù)對象
5.1.3 VHDL數(shù)據(jù)類型
5.1.4 VHDL操作符
5.2 VHDL順序語句
5.2.1 IF語句
5.2.2 CASE語句
5.2.3 LOOP語句
5.2.4 NEXT語句
5.2.5 EXIT語句
5.2.6 RETDRN語句
5.2.7 WAIT語句
5.2.8 NULL語句
5.2.9 REPORT語句
5.3 VHDL并發(fā)語句
5.3.1 PROCESS語句
5.3.2 BLOCK語句
5.3.3 并發(fā)過程調(diào)用語句和子程序
5.3.4 ASSERT語句
5.3.5 信號代入語句
5.3.6 元件例化語句及元件
5.3.7 GENERATE語句
5.4 配置和屬性
5.4.1 配置
5.4.2 屬性及時鐘表示
5.4.3 VHDL模板
5.5 VHDL數(shù)字電路設(shè)計實例
5.5.1 組合電路設(shè)計
5.5.2 時序電路設(shè)計
5.5.3 有限狀態(tài)機
第6章 基于FPGA設(shè)計的軟硬件環(huán)境
第三篇 數(shù)字信號處理器原理及設(shè)計
第7章 數(shù)字信號處理器概述
第8章 TMS320C54x系列DSP的體系結(jié)構(gòu)
第9章 TMS320C54x系列DSP的指令系統(tǒng)
第10章 TMS320C54x系列DSP的開發(fā)流程
第11章 CCSIDE軟件操作指南
參考文獻
第一篇 電子系統(tǒng)設(shè)計的原理和方法
第1章 緒論
電子技術(shù)的發(fā)展給人類社會帶來了豐富多彩、功能各異的信息電子產(chǎn)品。由于電子系統(tǒng)的實現(xiàn)是以電子元、器件為基礎(chǔ)的,因此在電子元、器件發(fā)展的各個階段,電子系統(tǒng)也呈現(xiàn)出不同的特征。
早期的電子系統(tǒng)以電子管、晶體管為基礎(chǔ),其特點是功能簡單、體積龐大、功耗大。到了二十世紀(jì)七十年代,中小規(guī)模集成電路迅速發(fā)展,并得到廣泛應(yīng)用,電子系統(tǒng)也逐漸過渡到以集成電路為基本的組成器件。八十年代以后,集成電路的規(guī)模進一步擴大,出現(xiàn)了大規(guī)模集成電路(Large Scale Integration:LSD和超大規(guī)模集成電路(Very Large Scale Integration:VLSI),基于LSI和VLSI的電子系統(tǒng)在性能上又得到進一步的提高。
隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展,現(xiàn)代電子系統(tǒng)的復(fù)雜度日益提高。如果還采用中小規(guī)模的集成電路作基本的設(shè)計器件,那么一個電子系統(tǒng)可能需要使用數(shù)萬個中小規(guī)模的集成電路芯片,這勢必會帶來體積大、功耗大、可靠性差等問題。解決這個問題的方法就是現(xiàn)代電子系統(tǒng)要逐步走向集成化,使用專用集成電路(ApDlication Specific Integrated Circuit:AsIC)來