电工电子EDA实践教程(第2版)

《电工电子EDA实践教程》一书由从事多年实践教学的教师编写，侧重于对学生实践操作能力及综合设计能力的培养。

《电工电子EDA实践教程(第2版)》主要内容包括电工、电子电路的计算机仿真，可编程逻辑器件及其编程软件的仿真实践。具体内容有OrCAD PSpice 15.7软件与电路仿真、Multisim 10软件仿真应用、可编程逻辑器件及其编程软件QuartusⅡ10.1介绍、基于OrCAD PSpice的电路与电工学仿真实验、电子技术的Multisim仿真实验、基于QuartusⅡ软件的可编程逻辑器件开发与设计实验。

《电工电子EDA实践教程(第2版)》可作为高等院校电类和非电类本科生“电路”、“电子学”和“电工学”课程的实验教材，也可供相关专业的工程技术及科研人员参考使用。

《电工电子EDA实践教程(第2版)》
第2版前言
第1版前言
第1章OrCAD PSpice 15.7与电路仿真1
1.1OrCAD PSpice 15.71
1.2绘制电路原理图1
1.3直流电路仿真分析12
1.4交流电路仿真分析22
1.5动态电路的时域分析25
1.6数字电路的仿真分析31
第2章Multisim仿真应用34
2.1Multisim 10的界面34
2.1.1基本元素34
2.1.2基本界面的设置35
2.2Multisim 10的主菜单37
2.3Multisim 10的元件库41
2.4创建电路的基本操作45
2.4.1元器件的选取操作45
2.4.2线路的连接48
2.4.3仿真电路49

　　目前，最主要的硬件描述语言是VHDL和Verilog HDL。两种语言的差别并不大，描述能力也类似，掌握其中一种语言以后，可以通过短期的学习，很快学会另一种语言。选择何种语言主要还是看周围人群的使用习惯，这样可以方便日后的学习交流。如果是ASIC设计人员，则应掌握Verilog HDL语言，因为在lC设计领域，90%以上的公司都采用VerilogHDL语言进行设计。对于CPLD和FPGA设计者而言，两种语言可以自由选择。3.1.5 可编程逻辑器件的发展趋势 先进的ASIC生产工艺已经被用于FPGA的生产，越来越丰富的处理器内核被嵌入到高端的FPGA芯片中，基于FPGA的开发成为一项系统级设计工程。随着半导体制造工艺的不断提高，FPGA的集成度将不断提高，制造成本将不断降低，其作为替代ASIC来实现电子系统的前景将日趋光明。功能上从最初的单纯FPGA到内嵌CPU、DLL等的SOPC；工艺上从最初的0.5μm 1P3M发展到65nm 1P12M，并逐步实现向45nm发展。目前，可编程逻辑器件主要有以下几个发展方向。1.大容量、低电压、低功耗FPGA 大容量FPGA是市场发展的焦点。采用深亚微米（DSM）的半导体工艺后，器件在性能提高的同时，价格也在逐步降低。由于便携式应用产品的发展，比如移动通信设备、个人数字助理等，对FPGA的低电压、低功耗的要求日益迫切。2.系统级高密度FPGA FPGA的应用已经不是过去仅仅适用于系统接口部件的现场集成，而是将它灵活地应用于系统级（包括其核心功能芯片）设计之中。在这样的背景下，国际主要FPGA厂家在系统级高密度FPGA的技术发展上，主要强调两个方面：FPGA的lP（知识产权）硬核和IP软核。当前具有IP内核的系统级FPGA的开发主要体现在两个方面：一方面是FPGA厂商将IP硬核（指的是完成版图设计的功能单元模块）嵌入到FPGA器件中；另一方面是大力扩充优化的IP软核（指利用HDL语言设计并经过综合验证的功能单元模块），这些核心库都是预定义的、经过测试和验证的、优化的、可保证正确的功能，设计人员可以利用这些现成的IP库资源，高效准确地完成复杂片上的系统设计。3.FPGA和ASIC出现相互融合 虽然标准逻辑ASIC芯片尺寸小、功能强、功耗低，但其设计复杂，并且有批量要求。FPGA价格较低廉，能在现场进行编程，但它们体积大、能力有限，而且功耗比ASIC大。正因如此，FPGA和ASIC正在互相融合，取长补短。随着一些ASIC制造商提供具有可编程逻辑的标准单元，FPGA制造商重新对标准逻辑单元发生兴趣，多平台FPGA的发展使FPGA和ASIC出现相互融合，最终将终结ASIC时代。4.动态可重构FPGA 动态可重构FPGA是指在一定条件下芯片不仅具有在系统重新配置电路功能的特性，而且还具有在系统动态重构电路逻辑的能力。动态可重构FPGA在器件编程结构上具有专门的特征，其内部逻辑块和内部连线的改变，可以通过读取不同的SRAM中的数据来直接实现这样的逻辑重构，时间往往在纳秒级，有助于FPGA系统逻辑功能的动态重构。5.向高速可预测延时方向发展 由于在一些高速处理的系统中，数据处理量的激增要求数字系统有大的数据吞吐速率；另外，为了保证高速系统的稳定性，延时也是十分重要的。用户在进行重构的同时，担心的是延时特性会不会因重新布线的改变而改变，如果改变，将会导致系统性能的不稳定性，这对庞大而高速的系统而言将是不可想象的，带来的损失也是巨大的。因此，为了适应未来复杂高速电子系统的要求，PLD的高速可预测延时也是一个发展趋势。6.向数模混合可编程方向发展 迄今为止，PLD的开发与应用的大部分工作都集中在数字逻辑电路上，在未来几年里，这一局面将会有所改变，模拟电路和数／模混合电路的可编程技术将得到发展。目前的技术ISPPAC可实现3种功能：信号调整、信号处理和信号转换。EPAC芯片集中了各种模拟功能电路，如可编程增益放大器、可编程比较器、多路复用器、可编程A/D转换器、滤波器和跟踪保持放大器等。