基本信息
编辑推荐
本书提供教学课件（PPT）和相关源代码，下载地址为清华大学出版社网站本书页面。
基于Altera Quartus Ⅱ 13.0平台和VHDL语言，通过大量设计实例详细介绍基于EDA技术的层次化设计方法。
以数字电路和系统设计为主线，着眼于实用性，紧密联系数字电路和系统的实践性教学环节和科研实际，结合丰富的实例按照由浅入深的学习规律，循序渐进，逐步引入相关EDA技术和工具，通俗易懂，重点突出。
教学内容具有基础性和时代性，从理论与实践两方面解决了与后续课程的衔接，具有系统性强、内容新颖、适用性广的特点。
本书共6章，各章节均配有习题及实验，便于读者学习和教学使用。
内容简介
书籍
计算机书籍
本书从教学和工程应用的角度介绍EDA技术的基本概念、应用特点、可编程逻辑器件、Quartus Ⅱ 13.0、Qsys、Nios Ⅱ EDS等EDA开发工具的基本使用方法和技巧，还介绍了常用逻辑单元电路的VHDL建模技术，并通过大量设计实例详细地介绍基于EDA技术的层次化设计方法。书中列举的设计实例都经由Quartus Ⅱ 13.0工具编译通过，并在DE2115开发平台上通过了硬件测试，可直接使用。
本书的特点是以数字电路和系统设计为主线，着眼于实用性，紧密联系数字电路和系统的实践性教学环节和科研实际，结合丰富的实例，按照由浅入深的学习规律，循序渐进，逐步引入相关EDA技术和工具，内容通俗易懂、重点突出。
本书共6章，各章均配有思考与练习，第3~5章给出了相关实验，便于读者学习和教学使用。本书可作为高等院校电子、通信、自动化及计算机等专业EDA应用技术的教学用书，也可作为电子设计工程师技术培训的参考用书。
计算机书籍
本书从教学和工程应用的角度介绍EDA技术的基本概念、应用特点、可编程逻辑器件、Quartus Ⅱ 13.0、Qsys、Nios Ⅱ EDS等EDA开发工具的基本使用方法和技巧，还介绍了常用逻辑单元电路的VHDL建模技术，并通过大量设计实例详细地介绍基于EDA技术的层次化设计方法。书中列举的设计实例都经由Quartus Ⅱ 13.0工具编译通过，并在DE2115开发平台上通过了硬件测试，可直接使用。
本书的特点是以数字电路和系统设计为主线，着眼于实用性，紧密联系数字电路和系统的实践性教学环节和科研实际，结合丰富的实例，按照由浅入深的学习规律，循序渐进，逐步引入相关EDA技术和工具，内容通俗易懂、重点突出。
本书共6章，各章均配有思考与练习，第3~5章给出了相关实验，便于读者学习和教学使用。本书可作为高等院校电子、通信、自动化及计算机等专业EDA应用技术的教学用书，也可作为电子设计工程师技术培训的参考用书。
目录
第1章EDA概述
1.1EDA技术及其发展
1.1.1EDA技术的发展历程
1.1.2EDA技术的主要内容
1.1.3EDA技术的发展趋势
1.2硬件描述语言
1.2.1硬件描述语言的起源
1.2.2HDL语言的特征
1.3EDA技术的层次化设计方法与流程
1.3.1EDA技术的层次化设计方法
1.3.2EDA技术的设计流程
1.4EDA工具软件简介
1.4.1Altera公司的EDA开发工具
1.4.2Xilinx公司的EDA开发工具
1.4.3其他仿真软件
1.5IP核
1.6互联网上的EDA资源
1.7本章小结
1.8思考与练习
第2章可编程逻辑器件
1.1EDA技术及其发展
1.1.1EDA技术的发展历程
1.1.2EDA技术的主要内容
1.1.3EDA技术的发展趋势
1.2硬件描述语言
1.2.1硬件描述语言的起源
1.2.2HDL语言的特征
1.3EDA技术的层次化设计方法与流程
1.3.1EDA技术的层次化设计方法
1.3.2EDA技术的设计流程
1.4EDA工具软件简介
1.4.1Altera公司的EDA开发工具
1.4.2Xilinx公司的EDA开发工具
1.4.3其他仿真软件
1.5IP核
1.6互联网上的EDA资源
1.7本章小结
1.8思考与练习
第2章可编程逻辑器件
书摘
第3章
Quartus Ⅱ开发系统
【学习目标】
通过对本章内容的学习，了解Quartus Ⅱ 13.0的特点； 理解Quartus Ⅱ设计流程； 掌握基于原理图输入的Quartus Ⅱ设计，基于文本输入的Quartus Ⅱ设计，可定制宏功能模块的Quartus Ⅱ设计，静态时序分析工具的使用，嵌入式逻辑分析仪的使用方法。
【教学建议】
理论教学： 4学时，实验教学： 10学时。本章通过8个实例详细介绍Quartus Ⅱ设计流程和设计方法技巧，重点介绍原理图输入与文本输入设计流程，定制元件工具MegaWizard管理器的使用，时序分析器的使用，SignalTapⅡ Logic Analyzer(逻辑分析仪)的使用，*后给出了５个基本实验供学生练习。
3.1Quartus Ⅱ简介
Altera的Quartus Ⅱ是业内领先的PLD设计软件，具有*全面的开发环境和无与伦比的性能表现。也是Altera公司继MAX+plusⅡ之后开发的一种针对其公司生产的系列CPLD/FPGA器件的设计、仿真、编程的工具软件。本章以Quartus Ⅱ 13.0为例，介绍Quartus Ⅱ 13.0软件的特点和使用方法及其在数字系统设计中的应用。
3.1.1Quartus Ⅱ 13.0的特点
Altera公司推出的Quartus Ⅱ 13.0软件实现了性能*好的FPGA和SoC设计，提高了设计人员的效能，使28nm的FPGA和SoC用户的编译时间平均缩短25%。与以前的软件版本相比，该版本面向高端28nm Stratix Ⅴ FPGA，*难收敛的设计编译时间平均缩短50%。Quartus Ⅱ 13.0支持面向Stratix Ⅴ FPGA的设计，还增强了包括基于C语言的开发套件、基于系统IP核以及基于模型的高级设计流程。
OpenCL的SDK为没有FPGA设计经验的软件编程人员打开了强大的并行FPGA加速设计新世界。从代码到硬件实现，OpenCL并行编程模型提供了*快的方法。与其他硬件体系结构相比， FPGA的软件编程人员以极低的功耗实现了很高的性能。
Qsys系统集成工具提供对基于ARM的Cyclone Ⅴ SoC的扩展支持。现在，Qsys可以在FPGA架构中生成业界标准AMBA总线、AHB总线和APB总线接口。而且，这些接口符合ARM的TrustZone技术要求，支持设计者在安全的关键系统资源和其他非安全系统资源之间划分整个基于SoCFPGA的系统。
DSP Builder设计工具支持系统开发人员在DSP设计中高效地实现高性能定点和浮点算法。新特性包括更多的math.h函数，提高了精度，增强了取整参数，为定点和浮点FFT提供可参数赋值的FFT模块，还有更高效的折叠功能，提高了资源共享能力。
关于Quartus Ⅱ 13.0软件特性的详细信息，请访问Altera公司的Quartus Ⅱ软件新增功能网页。
3.1.2Quartus Ⅱ 13.0系统安装许可与技术支持
要使用Altera提供的软件，需要设置并获取Altera订购许可。Altera提供多种类型的软件订购。客户在购买开发工具包时，将收到用于PC的Quartus Ⅱ软件免费版本，并获得有关该软件许可的指令。如果没有有效的许可文件，应请求新的许可文件； 还可以选择30天试用版，用以评估Quartus Ⅱ软件，但它没有编程文件支持。要使用30天试用版，在启动Quartus Ⅱ软件后，请选择Enable 30day evaluation period选项。30天试用期结束后，客户必须取得有效的许可文件才能使用该软件，如图31所示。
图31Quartus Ⅱ软件许可文件示意图
Quartus Ⅱ软件分为Quartus Ⅱ订购版软件和Quartus Ⅱ网络版软件。
Quartus Ⅱ网络版是Quartus Ⅱ软件的免费入门级版本，支持选定器件。可以从Altera网站www.altera.com.cn获取Quartus Ⅱ网络版软件。Quartus Ⅱ订购版软件目前*高版本为Quartus Ⅱ 15.0。本书采用的是Quartus Ⅱ 13.0。
1. Quartus Ⅱ 13.0软件的安装步骤
Quartus Ⅱ开发系统
【学习目标】
通过对本章内容的学习，了解Quartus Ⅱ 13.0的特点； 理解Quartus Ⅱ设计流程； 掌握基于原理图输入的Quartus Ⅱ设计，基于文本输入的Quartus Ⅱ设计，可定制宏功能模块的Quartus Ⅱ设计，静态时序分析工具的使用，嵌入式逻辑分析仪的使用方法。
【教学建议】
理论教学： 4学时，实验教学： 10学时。本章通过8个实例详细介绍Quartus Ⅱ设计流程和设计方法技巧，重点介绍原理图输入与文本输入设计流程，定制元件工具MegaWizard管理器的使用，时序分析器的使用，SignalTapⅡ Logic Analyzer(逻辑分析仪)的使用，*后给出了５个基本实验供学生练习。
3.1Quartus Ⅱ简介
Altera的Quartus Ⅱ是业内领先的PLD设计软件，具有*全面的开发环境和无与伦比的性能表现。也是Altera公司继MAX+plusⅡ之后开发的一种针对其公司生产的系列CPLD/FPGA器件的设计、仿真、编程的工具软件。本章以Quartus Ⅱ 13.0为例，介绍Quartus Ⅱ 13.0软件的特点和使用方法及其在数字系统设计中的应用。
3.1.1Quartus Ⅱ 13.0的特点
Altera公司推出的Quartus Ⅱ 13.0软件实现了性能*好的FPGA和SoC设计，提高了设计人员的效能，使28nm的FPGA和SoC用户的编译时间平均缩短25%。与以前的软件版本相比，该版本面向高端28nm Stratix Ⅴ FPGA，*难收敛的设计编译时间平均缩短50%。Quartus Ⅱ 13.0支持面向Stratix Ⅴ FPGA的设计，还增强了包括基于C语言的开发套件、基于系统IP核以及基于模型的高级设计流程。
OpenCL的SDK为没有FPGA设计经验的软件编程人员打开了强大的并行FPGA加速设计新世界。从代码到硬件实现，OpenCL并行编程模型提供了*快的方法。与其他硬件体系结构相比， FPGA的软件编程人员以极低的功耗实现了很高的性能。
Qsys系统集成工具提供对基于ARM的Cyclone Ⅴ SoC的扩展支持。现在，Qsys可以在FPGA架构中生成业界标准AMBA总线、AHB总线和APB总线接口。而且，这些接口符合ARM的TrustZone技术要求，支持设计者在安全的关键系统资源和其他非安全系统资源之间划分整个基于SoCFPGA的系统。
DSP Builder设计工具支持系统开发人员在DSP设计中高效地实现高性能定点和浮点算法。新特性包括更多的math.h函数，提高了精度，增强了取整参数，为定点和浮点FFT提供可参数赋值的FFT模块，还有更高效的折叠功能，提高了资源共享能力。
关于Quartus Ⅱ 13.0软件特性的详细信息，请访问Altera公司的Quartus Ⅱ软件新增功能网页。
3.1.2Quartus Ⅱ 13.0系统安装许可与技术支持
要使用Altera提供的软件，需要设置并获取Altera订购许可。Altera提供多种类型的软件订购。客户在购买开发工具包时，将收到用于PC的Quartus Ⅱ软件免费版本，并获得有关该软件许可的指令。如果没有有效的许可文件，应请求新的许可文件； 还可以选择30天试用版，用以评估Quartus Ⅱ软件，但它没有编程文件支持。要使用30天试用版，在启动Quartus Ⅱ软件后，请选择Enable 30day evaluation period选项。30天试用期结束后，客户必须取得有效的许可文件才能使用该软件，如图31所示。
图31Quartus Ⅱ软件许可文件示意图
Quartus Ⅱ软件分为Quartus Ⅱ订购版软件和Quartus Ⅱ网络版软件。
Quartus Ⅱ网络版是Quartus Ⅱ软件的免费入门级版本，支持选定器件。可以从Altera网站www.altera.com.cn获取Quartus Ⅱ网络版软件。Quartus Ⅱ订购版软件目前*高版本为Quartus Ⅱ 15.0。本书采用的是Quartus Ⅱ 13.0。
1. Quartus Ⅱ 13.0软件的安装步骤
