本書針對數字集成電路EDA設計的特點,以Altera公司Quartus Ⅱ軟件為EDA設計軟件平臺,以備受青睞的DE2系列開發板為EDA設計硬件平臺,將數字集成電路設計與硬件描述語言VHDL相結合,循序漸進地介紹了基于Quartus Ⅱ和DE2-115的數字集成電路EDA設計的基本過程和方法。全書共6章,第1章簡要介紹了數字集成電路設計技術;第2章和第3章分別介紹了目前主流的EDA設計軟件Quartus Ⅱ和EDA仿真軟件ModelSim;第4章介紹了EDA設計硬件實驗平臺DE2-115;第5章簡要介紹了VHDL基礎語法;第6章給出了13個典型的EDA設計實驗。實驗內容針對數字集成電路設計的知識結構需要,按從簡單到復雜、從分離模塊實驗到系統集成芯片設計實驗的順序安排設計,其中系統集成芯片設計實驗內容包括串行通信、紅外通信、圖像顯示、CPU芯片設計等,涵蓋了微電子類、電子信息類、計算機類專業的相關實驗內容。針對每一個實驗,都提供了具體的實驗目的、實驗原理、實驗內容、實驗步驟。除實驗一、實驗二給出了完整的程序外,其余的實驗只提供了部分程序,每個實驗都強調編寫testbench仿真文件,對提高學生數字集成電路設計水平非常有幫助。本書可作為高等學校微電子類、電子信息類、計算機類專業本科的數字集成電路EDA設計實驗教材,也可作為數字集成電路芯片設計人員、電子工程技術人員的參考用書。
龐志勇,中山大學電子與信息工程學院教師,主要承擔電子設計實驗教學。主要研究方向:集成電路設計方法、SoC數字芯片設計等。
目錄
第1章數字集成電路設計概論
11集成電路設計方法與工具的演變
12自頂向下的系統設計步驟
13FPGA/CPLD特點及優勢
14數字集成電路EDA設計流程
第2章EDA設計軟件平臺Quartus Ⅱ
21設計輸入
22設計項目的編譯
23仿真
24延時分析
25設計下載
26MAX+PLUS II與Quartus II
第3章EDA設計仿真軟件ModelSim
31ModelSim用戶接口
32ModelSim仿真窗口
33使用ModelSim進行仿真
第4章EDA設計硬件平臺
41DE2-115平臺簡介
42DE2-115 平臺主要組件
43DE2-115 平臺自檢測試
44使用DE2-115平臺
第5章VHDL基礎語法
51VHDL程序基本結構
52VHDL語言要素
53VHDL描述語句
54VHDL高級語句
第6章EDA設計實驗
實驗一基本數字電路芯片設計實驗
實驗二彩燈顯示芯片設計實驗
實驗三數碼管顯示芯片設計實驗
實驗四存儲器芯片設計實驗
實驗五有限狀態機芯片設計實驗
實驗六VGA彩條顯示芯片設計實驗
實驗七VGA圖像顯示芯片設計實驗
實驗八PS/2鍵盤控制芯片設計實驗
實驗九串行通信芯片設計實驗
實驗十紅外通信芯片設計實驗
實驗十一DDS頻率合成器芯片設計實驗
實驗十二一個簡單的CPU芯片設計
實驗十三LCD顯示SOC芯片設計實驗
附錄ADE2-115實驗板引腳配置信息
參考文獻