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高等院校信息与通信工程系列教材1

绪论1

思考题与练习题9

第1篇 电子系统算法设计与仿真13

第1章系统级设计与仿真概论13

1.1系统技术要求与建模13

1.1.1电子系统的技术要求13

1.1.2系统模型的建立16

1.2系统级仿真19

1.2.1 SystemView动态系统设计、分析和仿真软件19

1.2.2 MATLAB21

1.3系统级综合23

1.3.1综合23

1.3.2优化24

思考题与练习题25

第2章MATLAB及其在EDA技术中的应用26

2.1 MATLAB概述26

2.1.1 MATLAB的功能和特点26

2.1.2 MATLAB的工具箱27

2.1.3 MATLAB的工作环境28

2.2 MATLAB的基本功能及举例32

2.2.1基本知识32

2.2.2数组与矩阵的算术运算37

2.2.3关系运算、逻辑运算与数组函数42

2.2.4矩阵函数45

2.2.5多项式运算48

2.2.6基本绘图功能51

2.3 Simulink简介57

2.3.1概述57

2.3.2基本操作58

2.3.3建立系统模型及仿真60

2.4 MATLAB工具箱61

2.4.1概述61

2.3.4专用Xilinx模块库61

2.4.2控制系统工具箱62

2.4.3信号处理工具箱69

思考题与练习题 176

2.4.4通信工具箱83

2.5 MATLAB应用实例93

2.5.1控制要求及算法设计93

2.5.2控制模型的设计与封装93

思考题与练习题94

第2篇数字系统芯片设计与综合99

第3章现代数字系统设计概论99

3.1概述99

3.2.1原理图设计100

3.2数字系统的设计方法100

3.2.2程序语言设计101

3.2.3 状态机设计102

3.2.5利用IP模块的设计102

3.2.4功能模块参数化设计102

3.2.6基于平台的设计103

3.3 IP设计与应用104

3.3.1 IP核104

3.3.2 IP核的种类与应用104

3.3.3 系统芯片和IP核复用107

3.4.2片上系统的系统芯片与设计技术109

3.4.1片上系统的基本概念109

3.4片上系统技术109

3.4.3使可配置片上系统得以实现的FPGA平台118

思考题与练习题126

第4章硬件设计描述语言VHDL基础128

4.1概述128

4.2 VHDL程序基本结构129

4.2.1实体说明129

4.2.2结构体131

4.2.3包集合、库及配置137

4.3 VHDL语言的数据格式141

4.3.1 VHDL语言的对象及其分类141

4.3.2 VHDL语言的数据类型143

4.3.3 VHDL语言的运算操作符147

4.4 VHDL语言的基本描述语句149

4.4.1顺序描述语句149

4.4.2并发描述语句159

4.5 VHDL语言的描述方式163

4.5.1结构体的行为描述方式163

4.5.2结构体的数据流描述方式165

4.5.3结构体的结构描述方式167

4.6一位总线温度传感器控制接口设计170

4.6.1单总线的基本原理170

4.6.2程序设计173

5.1.1可编程ASIC器件概述178

第5章可编程ASIC器件178

5.1概述178

5.1.2可编程ASIC器件分类及特点180

5.2 PLD器件182

5.2.1可编程阵列逻辑器件182

5.2.2可编程通用逻辑器件184

5.3复杂可编程逻辑器件188

5.3.1基于乘积项的CPLD基本结构189

5.3.2基于查找表的CPLD电路结构193

5.4.1 FPGA的基本结构201

5.4现场可编程门阵列FPGA201

5.4.2 FPGA的电路结构203

5.4.3 SpartanⅡ/Virtex系列FPGA209

5.5编程技术224

5.5.1编程原理简介224

5.5.2编程模式225

5.5.3编程流程227

思考题与练习题228

第6章数字系统的设计与综合229

6.1概述229

6.2高级综合233

6.2.1功能性模型化程序234

6.2.2数据235

6.2.3 由数据流图到数据通道控制器236

6.2.4控制240

6.2.5数据和控制243

6.3寄存器转移级综合245

6.3.1电平敏感的锁存器246

6.3.2沿敏感的触发器248

6.3.3组合逻辑250

6.3.4约束254

6.3.5 FPGA的综合256

6.3.6同步系统的时序259

思考题与练习题262

第7章可编程ASIC开发平台264

7.1概述264

7.2 Xilinx ISE5.1i集成开发环境265

7.2.1 Xilinx ISE5.1i的安装266

7.2.2 Xilinx ISE5.1i软件简介273

7.2.3利用Xilinx ISE5.1i设计的简易跑表277

7.3其他软件开发平台304

7.3.1 ispEXPERT软件平台简介304

7.3.2 Altera QuartusⅡ软件平台简介309

7.4硬件实验平台与设计实验313

7.4.1TPG_FPGA实验系统313

7.4.2基于VHDL的数字逻辑电路实验314

思考题与练习题315

第8章复杂模块设计与跨平台设计317

8.1 系统级设计与片上系统设计带来的挑战317

8.2 Xilinx公司的System Generator for DSP软件318

8.2.1概述318

8.2.2 System Generator软件的安装319

8.2.3 Xilinx BlockSet模块库321

8.2.4 System Generator软件的设计流程331

8.2.5设计实例332

8.3 Altera DSPBuilder338

8.4.1功能要求340

8.4一个模拟简单智能宠物的设计实现340

8.4.2方案设计341

8.4.3设计整合359

思考题与练习题364

第3篇系统电路设计与测试367

第9章 系统电路的设计方法367

9.1系统电路设计368

9.1.1无源元件的高频特性370

9.1.2数字逻辑的有源元件及其噪声371

9.1.3系统电路设计技术375

9.2.1电路原理图的设计379

9.2系统电路设计与仿真概论379

9.2.2 PCB板的设计381

9.2.3电路板的制作与加工382

思考题与练习题385

第10章 系统电路板设计386

10.1 Protel 99 SE软件简介及安装386

10.1.1 Protel 99 SE软件简介386

10.1.2 Protel 99 SE软件安装386

10.2原理图绘制387

10.2.1启动原理图的设计环境387

10.2.2工作环境的管理389

10.2.3文档图纸参数的设置391

10.2.4元器件到工作平面上的放置394

10.2.5电路原理图的绘制398

10.2.6使用画图工具的绘图400

10.2.7电气法则测试400

10.2.8网络表的生成401

10.3制作原理图元器件404

10.3.1原理图元器件库编辑服务器405

10.3.2元器件管理器工具405

10.3.3常用画图工具栏介绍406

10.3.4元器件的制作407

10.4印制板设计409

10.4.1印制板设计基础409

10.4.2绘制印制电路板410

10.4.3印制电路板的自动设计414

10.5元器件封装设计426

10.6设计实例432

10.6.1完整原理图的设计432

10.6.2 PCB板的设计442

思考题与练习题448

附录A MATLAB函数库和命令级分类索引449

附录B Protel符号库和封装库466

附录C硬件开发实验箱469

附录D基于VHDL的数字逻辑电路实验471

参考文献513