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数字电路与系统教学实验教程
基本介绍
- 书名：数字电路与系统教学实验教程
- 出版社：科学出版社
- 页数：251页
- 开本：16
- 作者：周祖成 程晓军
- 出版日期：2010年8月1日
- 语种：简体中文
- ISBN：7030286375, 9787030286376
内容简介
《数字电路与系统教学实验教程》：信息与电子技术类系列教材,普通高等教育“十二五”规划教材
图书目录
基础篇
第1章 EDA技术及其发展
1.1 积体电路产业基本规律
1.2 EDA产业的历史
1.2.1 计算机辅助设计阶段
1.2.2 计算机辅助工程阶段
1.2.3 电子设计自动化阶段
1.3 EDA工具的分类
1.3.1 电路设计与仿真工具
1.3.2 PCB设计软体
1.3.3 IC设计软体
1.3.4 FPGA设计工具
1.4 主要硬体描述语言
1.4.1 VHDL
1.4.2 VerilogHDL
1.4.3 SystemVerilog
1.4.4 SystemC
1.4.5 VHDL和VerilogHDL的比较
1.4.6 SystemC和SystemVerilog的比较
1.5 积体电路设计方法学
1.5.1 片上系统的概念
1.5.2 可程式片上系统的概念
1.5.3 片上系统设计方法学的概念
1.5.4 软硬体协同设计方法
1.5.5 基于虚拟原型的设计方法
1.5.6 IP核及lP复用
小结
第2章 可程式逻辑器件的发展及原理
2.1 可程式逻辑器件结构剖析
2.1.1 简单PLD的“与”阵列、“或”阵列平面结构
2.1.2 带宏单元的複杂可程式逻辑器件
2.1.3 FPGA
2.2 可程式逻辑器件的编程原理
2.2.1 熔丝型编程
2.2.2 反熔丝型编程
2.2.3 SRAM编程
2.2.4 EPROM编程
2.2.5 E2pROM编程
2.2.6 FPGA的发展趋势
2.3 Altera，CycloneⅡ简介
2.3.1 Altera公司的可编辑逻辑器件
2.3.2 CycloneⅡ的总体结构
2.3.3 LE结构
2_3.4 LAB结构
2.3.5 全局时钟网路
2.3.6 DSP结构
小结
第3章 综合工具QuartusⅡ的使用
3.1 工程建立
3.2 建立设计
3.3 分析与综合
3.4 引脚分配
3.5 程式下载
3.6 SigranlTapⅡ的使用
小结
第4章 仿真工具ModeISim的使用
4.1 ModelSim仿真过程
4.2 加入Altera器件的仿真库
小结
第5章 TE3无线多媒体教学平台简介
5.1 概述
5.2 核心板
5.2.1 主要特性
5.2.2 核心板的主要器件
5.2.3 套用领域
5.3 扩展板
5.3.1 主要特性
5.3.2 主要器件及接口
5.3.3 套用领域
实验篇
第6章 LED实验
6.1 实验内容
6.2 实验原理
6.3 程式设计
6.4 仿真结果
6.5 演示程式档案说明
6.6 演示程式使用
第7章 脉冲发生器实验
7.1 实验内容
7.2 实验原理
7.3 程式设计
7.4 仿真结果
7.5 运行结果
7.6 演示程式档案说明
7.7 演示程式使用
第8章 脉宽调製(PWM)实验
8.1 实验内容
8.2 实验原理
8.3 程式设计
8.3.1 总体架构
8.3.2 PWM—Basic模组
8.3.3 PWM—Controller模组
8.4 程式仿真
8.5 演示程式档案说明
8.6 演示程式使用?
8.7 实验中注意的问题
第9章 波形发生器实验
9.1 实验内容
9.2 实验原理
9.3 实验设计
9.3.1 程式架构
9.3.2 sinewave模组
9.4 运行结果
9.5 演示程式档案说明
9.6 演示程式使用
第10章 键盘扫描及数码管显示实验
10.1 实验内容
10.2 实验原理
10.2.1 4X4扫描键盘原理
10.2.2 八段数码管显示原理
10.3 程式设计
10.3.1 总体架构
10.3.2 keyscan模组
lO.3.3 scanclk模组
10.3.4 scan模组
10.3.5 data2模组
10.3.6 disp模组
10.4 仿真结果
10.5 运行结果
10.6 演示程式档案说明
10.7 演示程式使用
第11章 计算器实验
11.1 实验内容
11.2 实验原理
11.3 实验设计
11.3.1 总体架构
I1.3.2 datain模组
11.3.3 calculate模组
11.4 仿真结果
11.5 演示程式档案说明
11.6 演示程式使用
第12章 数字钟实验
12.1 实验内容
12.2 实验原理
12.3 实验设计
12.3.1 总体架构
12.3.2 digitalcllk模组
12.3.3 onesee模组
12.3.4 tinleset模组
12.3.5 tee模组
12.4 仿真结果
12.5 演示程式档案说明
12.6 演示程式使用
……
附录
第1章 EDA技术及其发展
1.1 积体电路产业基本规律
1.2 EDA产业的历史
1.2.1 计算机辅助设计阶段
1.2.2 计算机辅助工程阶段
1.2.3 电子设计自动化阶段
1.3 EDA工具的分类
1.3.1 电路设计与仿真工具
1.3.2 PCB设计软体
1.3.3 IC设计软体
1.3.4 FPGA设计工具
1.4 主要硬体描述语言
1.4.1 VHDL
1.4.2 VerilogHDL
1.4.3 SystemVerilog
1.4.4 SystemC
1.4.5 VHDL和VerilogHDL的比较
1.4.6 SystemC和SystemVerilog的比较
1.5 积体电路设计方法学
1.5.1 片上系统的概念
1.5.2 可程式片上系统的概念
1.5.3 片上系统设计方法学的概念
1.5.4 软硬体协同设计方法
1.5.5 基于虚拟原型的设计方法
1.5.6 IP核及lP复用
小结
第2章 可程式逻辑器件的发展及原理
2.1 可程式逻辑器件结构剖析
2.1.1 简单PLD的“与”阵列、“或”阵列平面结构
2.1.2 带宏单元的複杂可程式逻辑器件
2.1.3 FPGA
2.2 可程式逻辑器件的编程原理
2.2.1 熔丝型编程
2.2.2 反熔丝型编程
2.2.3 SRAM编程
2.2.4 EPROM编程
2.2.5 E2pROM编程
2.2.6 FPGA的发展趋势
2.3 Altera，CycloneⅡ简介
2.3.1 Altera公司的可编辑逻辑器件
2.3.2 CycloneⅡ的总体结构
2.3.3 LE结构
2_3.4 LAB结构
2.3.5 全局时钟网路
2.3.6 DSP结构
小结
第3章 综合工具QuartusⅡ的使用
3.1 工程建立
3.2 建立设计
3.3 分析与综合
3.4 引脚分配
3.5 程式下载
3.6 SigranlTapⅡ的使用
小结
第4章 仿真工具ModeISim的使用
4.1 ModelSim仿真过程
4.2 加入Altera器件的仿真库
小结
第5章 TE3无线多媒体教学平台简介
5.1 概述
5.2 核心板
5.2.1 主要特性
5.2.2 核心板的主要器件
5.2.3 套用领域
5.3 扩展板
5.3.1 主要特性
5.3.2 主要器件及接口
5.3.3 套用领域
实验篇
第6章 LED实验
6.1 实验内容
6.2 实验原理
6.3 程式设计
6.4 仿真结果
6.5 演示程式档案说明
6.6 演示程式使用
第7章 脉冲发生器实验
7.1 实验内容
7.2 实验原理
7.3 程式设计
7.4 仿真结果
7.5 运行结果
7.6 演示程式档案说明
7.7 演示程式使用
第8章 脉宽调製(PWM)实验
8.1 实验内容
8.2 实验原理
8.3 程式设计
8.3.1 总体架构
8.3.2 PWM—Basic模组
8.3.3 PWM—Controller模组
8.4 程式仿真
8.5 演示程式档案说明
8.6 演示程式使用?
8.7 实验中注意的问题
第9章 波形发生器实验
9.1 实验内容
9.2 实验原理
9.3 实验设计
9.3.1 程式架构
9.3.2 sinewave模组
9.4 运行结果
9.5 演示程式档案说明
9.6 演示程式使用
第10章 键盘扫描及数码管显示实验
10.1 实验内容
10.2 实验原理
10.2.1 4X4扫描键盘原理
10.2.2 八段数码管显示原理
10.3 程式设计
10.3.1 总体架构
10.3.2 keyscan模组
lO.3.3 scanclk模组
10.3.4 scan模组
10.3.5 data2模组
10.3.6 disp模组
10.4 仿真结果
10.5 运行结果
10.6 演示程式档案说明
10.7 演示程式使用
第11章 计算器实验
11.1 实验内容
11.2 实验原理
11.3 实验设计
11.3.1 总体架构
I1.3.2 datain模组
11.3.3 calculate模组
11.4 仿真结果
11.5 演示程式档案说明
11.6 演示程式使用
第12章 数字钟实验
12.1 实验内容
12.2 实验原理
12.3 实验设计
12.3.1 总体架构
12.3.2 digitalcllk模组
12.3.3 onesee模组
12.3.4 tinleset模组
12.3.5 tee模组
12.4 仿真结果
12.5 演示程式档案说明
12.6 演示程式使用
……
附录
序言
自1985年问世以来，经过25年的历程，FPGA在电子设计领域扮演着越来越重要的角色，越来越多的电子系统设计师不得不对它刮目相看。这是因为它的确具有很多不可替代的优点。
1）FPGA的可程式性是与生俱来的，它推动了可重配置的电子设计，使硬体设计编程化，导致了电子设计的软、硬体协调和并行，极大地提高了设计效率并减少了资源占用。
2）和ASIC相比，FPGA在开发成本、工具成本和开发效率方面具有绝对的优势，其开发时间比ASIC平均少55%，所以近三年用ASCI设计的电子系统下降了50%。从只用于原型设计，到代替定製晶片，FPGA市场更多转向ASIC的传统市场（消费电子、汽车电子、数据处理和工业产品）。很多系统设计都以FPGA为中心来进行，FPGA已经从配角成为了主角。
3）从1990到2010年，FPGA的价格下降为原先的0.04%，集成度提高了1000倍，功耗降低为原先的0.4%，速度提高了200倍。
在全球市场，Altera公司和Xilinx公司的FPGA出货量占了总出货量的80%。而在欧洲、亚洲尤其是中国市场，Altera的.FPGA占了主导地位。从2000年Altera在中国加速推进“大学计画”以来，Altera在高校成立了近100所联合实验室，促成了Altera的FPGA和相关开发工具的普及。这种形势下，为了帮助更多的大学生、研究生和工程技术人员更普遍地使用Altera的FGPA和相关工具做电子设计，我们开发了一款宽频无线多媒体教学平台。
宽频无线多媒体教学平台是针对大学和研究机构推出的用于教学与科研的FPGA开发平台。灵活、可靠的外围接口为用户提供丰富、方便的外设连线，帮助用户迅速地理解和掌握数字电路及SoC设计的基础知识。高速数字、模拟接口和触摸彩屏的输出，为无线宽频多媒体通信系统的验证和手机与数位电视的研发人员提供了一个基础的设计平台。
1）FPGA的可程式性是与生俱来的，它推动了可重配置的电子设计，使硬体设计编程化，导致了电子设计的软、硬体协调和并行，极大地提高了设计效率并减少了资源占用。
2）和ASIC相比，FPGA在开发成本、工具成本和开发效率方面具有绝对的优势，其开发时间比ASIC平均少55%，所以近三年用ASCI设计的电子系统下降了50%。从只用于原型设计，到代替定製晶片，FPGA市场更多转向ASIC的传统市场（消费电子、汽车电子、数据处理和工业产品）。很多系统设计都以FPGA为中心来进行，FPGA已经从配角成为了主角。
3）从1990到2010年，FPGA的价格下降为原先的0.04%，集成度提高了1000倍，功耗降低为原先的0.4%，速度提高了200倍。
在全球市场，Altera公司和Xilinx公司的FPGA出货量占了总出货量的80%。而在欧洲、亚洲尤其是中国市场，Altera的.FPGA占了主导地位。从2000年Altera在中国加速推进“大学计画”以来，Altera在高校成立了近100所联合实验室，促成了Altera的FPGA和相关开发工具的普及。这种形势下，为了帮助更多的大学生、研究生和工程技术人员更普遍地使用Altera的FGPA和相关工具做电子设计，我们开发了一款宽频无线多媒体教学平台。
宽频无线多媒体教学平台是针对大学和研究机构推出的用于教学与科研的FPGA开发平台。灵活、可靠的外围接口为用户提供丰富、方便的外设连线，帮助用户迅速地理解和掌握数字电路及SoC设计的基础知识。高速数字、模拟接口和触摸彩屏的输出，为无线宽频多媒体通信系统的验证和手机与数位电视的研发人员提供了一个基础的设计平台。