现代EDA技术及其应用 基于Intel FPGA&Verilog HDL的描述与实现 微课视频版

"本教材严格参照教育部《普通高等学校本科专业目录》（2020年）、教育部高等学校电子电气基础课程教学指导分委员会《电子电气基础课程教学基本要求》编写。在总结多年课程教学和实践教学经验的基础上，系统阐述学习EDA技术的必要性，全面论述EDA技术的要点，通过对常用FPGA器件的描述及多种典型的数字系统设计，展示了EDA技术的理论、方法与开发实践。本书具有以下三个特点。 （1） 注重基础： 以数字电子技术为起点，系统介绍EDA技术的重点知识，详细论述Verilog HDL的语法要点及Quartus Prime开发环境。 （2） 突出应用： 首先对数字电路中的常用FPGA器件进行描述，使读者熟悉EDA技术的基本应用，然后重点讲述数字频率计、DDS信号源、PS/2电子琴、串行通信及VGA显示等多种典型应用系统的设计。 （3） 培养能力： 以数字频率计的设计为主线，以扩展频率测量范围和提高测量精度为目标，讲述在不同资源背景下频率计的不同实现方法，同时结合大量典型的应用实例，举一反三，培养读者的电子系统设计能力。 教学资源： （1） 微课视频 （2） 程序代码 （3） 工程文件 （4） 教学大纲 （5） 教学课件 （6） 习题解答"

   本书系统讲述基于Intel FPGA & Verilog HDL的现代EDA技术及其应用。全书分为3篇，共7章。第1～3章为基础篇：第1章介绍EDA的基本概念和应用要素；第2章讲述Verilog HDL的基本结构、语法要点和应用；第3章讲述在Quartus Prime开发环境下进行数字系统设计的基本流程、原理图设计方法、仿真分析和在线测试方法。第4～6章为应用篇：第4章首先讲述常用数字器件的功能描述方法，然后讲述分频器和存储器的描述及应用；第5章讲述Quartus Prime中典型IP的应用；第6章讲述状态机的设计方法，并通过典型的应用实例突出EDA技术的应用。第7章为提高篇，首先讲述HDL代码的书写规范和数字系统的设计原则，然后简要介绍Quartus Prime综合与优化设计问题，最后重点讲述时序分析和Verilog HDL中的数值运算方法。

本书可作为高等学校电子信息类、计算机类和人工智能类本科EDA课程教材、全国大学生电子设计竞赛EDA专题培训辅导书，也可作为研究生或其他本科专业学生自学EDA技术的参考用书。

张俊涛： 陕西科技大学教授，硕士研究生生导师。西北地区电子技术与线路教学改革研究会理事，中国电子学会电子线路教学与产业专家委员会委员。长期从事电子信息类专业课程的理论教学与实践教学工作，以及软件无线电、嵌入式系统等领域的科研工作，先后开设“模拟电子技术”“数字电子技术”“信号与系统”“EDA技术及应用”“数字信号处理”“高频电路”和“单片机原理及应用”等多门本科生课程及“电子系统设计技术”研究生课程，组织和指导全国大学生电子设计竞赛、EDA/SOPC电子设计专题竞赛和模数混合电路应用设计竞赛等共20余届，获重量奖励10余项，省级奖励100余项。发表学术论文60余篇，获得授权国家发明专利2项。主持省部级及企业合作科研项目8项，主编教材4部，参编教材2部。

基础篇
第1章 EDA技术简介
1.1 为什么需要学习EDA技术
1.2 应用EDA技术的3个要素
1.2.1 可编程逻辑器件
1.2.2 硬件描述语言
1.2.3 EDA软件
1.3 EDA技术的应用领域
1.4 电子系统设计方法
1.5 网络学习资源
本章小结
思考与练习
第2章 Verilog HDL基础
2.1 模块的基本结构
2.2 Verilog语法元素
2.2.1 取值集合
2.2.2 常量
2.2.3 标识符与关键词
2.3 数据类型
2.3.1 线网
2.3.2 变量
2.3.3 存储器
2.3.4 标量与矢量
2.4 运算符与操作符
2.4.1 算术运算符
2.4.2 逻辑运算符
2.4.3 位操作符
2.4.4 关系运算符
2.4.5 等式运算符
2.4.6 条件操作符
2.4.7 移位操作符
2.4.8 缩位运算符
2.4.9 拼接操作符
2.5 模块功能的描述方法
2.5.1 行为描述
2.5.2 数据流描述
2.5.3 结构描述
2.5.4 混合描述方法
2.6 层次化电路设计
2.6.1 模块例化方法
2.6.2 生成语句
2.7 函数与任务
2.7.1 函数
2.7.2 任务
2.8 编译预处理指令
2.8.1 宏定义指令
2.8.2 条件编译指令
2.8.3 文件包含指令
2.8.4 时间尺度指令
2.9 测试平台文件
2.9.1 显示任务
2.9.2 仿真时间函数
2.9.3 仿真控制任务
2.9.4 数据读取任务
2.9.5 文件任务与函数
2.9.6 应用示例
2.10 Verilog可综合语法
2.10.1 可综合原则
2.10.2 组合逻辑电路的可综合描述
2.10.3 时序逻辑电路的可综合描述
本章小结
思考与练习
第3章 Quartus Prime的应用
3.1 基本设计流程
3.1.1 建立工程
3.1.2 设计输入
3.1.3 编译、综合与适配
3.1.4 引脚锁定
3.1.5 编程与配置
3.2 原理图设计方法
3.3 仿真分析
3.3.1 基于向量波形的仿真方法
3.3.2 基于testbench的仿真方法
3.4 逻辑分析仪的应用
3.5 数字频率计的设计——基于原理图方法
本章小结
思考与练习
应用篇
第4章 常用数字器件的描述
4.1 组合逻辑器件的描述
4.1.1 基本逻辑门
4.1.2 编码器
4.1.3 译码器
4.1.4 数据选择器
4.1.5 数值比较器
4.1.6 三态缓冲器
4.1.7 奇偶校验器
4.2 常用时序逻辑器件的描述
4.2.1 触发器
4.2.2 寄存器
4.2.3 计数器
4.3 分频器的设计及应用
4.3.1 偶分频器设计
4.3.2 奇分频器设计
4.3.3 半整数分频器设计
4.3.4 分频器的应用
4.4 存储器及其应用
4.4.1 ROM
4.4.2 RAM
4.4.3 FIFO
4.5 数字频率计的设计——基于HDL方法
4.6 伪随机序列发生器的设计
本章小结
设计与实践
第5章 IP的应用
5.1 基本功能IP
5.2 IP的定制方法
5.3 DDS信号源的设计
5.3.1 相位累加器的设计
5.3.2 正弦ROM的定制
5.3.3 输出数据的校正
5.3.4 顶层电路设计
5.3.5 D/A转换及滤波电路
5.3.6 功能扩展及应用
5.4 等精度频率计的设计
5.4.1 主控电路设计
5.4.2 频率测量与计算电路设计
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