电工电子EDA实践教程 第2版 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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孟涛 著

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• 第二版

店铺： 博学精华图书专营店

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111381662

商品编码：29744543383

包装：平装

出版时间：2012-06-01

基本信息

书名:电工电子EDA实践教程 第2版

：30.00元

售价：20.4元,便宜9.6元,折扣68

作者:孟涛

出版社：机械工业出版社

出版日期：2012-06-01

ISBN：9787111381662

字数：378000

页码：237

版次：2

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.681kg

编辑推荐

内容提要

　　本书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。
　　本书主要内容包括电工、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 PSpice157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OrCADPSpice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。
　　本书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。

目录

作者介绍

文摘

序言

《现代电气工程EDA应用指南：从理论到实践》 书籍简介 在电气工程的飞速发展浪潮中，电子设计自动化（EDA）技术已成为现代电子产品开发不可或缺的核心驱动力。从芯片的微观架构设计到复杂电子系统的宏观集成，EDA工具的应用渗透到每一个环节，极大地提升了设计效率、优化了性能指标，并缩短了产品上市周期。本书《现代电气工程EDA应用指南：从理论到实践》旨在为电气工程领域的学生、研究人员以及从业者提供一套全面、深入且实用的EDA技术学习框架。本书着重于讲解EDA技术的核心概念、主流工具的使用方法，以及在实际工程项目中的应用案例，力求让读者在掌握理论知识的同时，能够熟练运用EDA工具解决复杂的工程问题。 本书结构与内容要点 本书共分为三个主要部分：EDA技术基础与原理，主流EDA工具详解与应用，以及典型电气工程EDA项目实践。 第一部分：EDA技术基础与原理 本部分将从根本上为读者构建扎实的EDA理论基础。首先，我们将深入剖析电子设计自动化的发展历程及其重要性，阐述EDA技术如何从最初的手工绘图时代演进到如今高度智能化的设计流程。我们将详细介绍数字逻辑设计的基本原理，包括布尔代数、组合逻辑和时序逻辑电路的设计方法，以及如何将这些逻辑概念转化为可执行的硬件描述语言（HDL）。 接着，本书将详细讲解硬件描述语言（HDL）的核心知识，重点聚焦于Verilog HDL和VHDL。我们将系统地介绍这两种语言的语法、数据类型、运算符、结构语句、行为级建模、数据流建模以及结构级建模等关键概念。通过大量的代码示例，读者将能够清晰地理解如何用HDL描述数字电路的功能和结构。此外，我们还将介绍HDL在验证中的应用，包括测试平台的设计、激励生成以及仿真波形分析等，为后续的项目实践打下坚实基础。 在逻辑综合方面，本书将深入探讨逻辑综合（Logic Synthesis）的原理和技术。我们将解释如何将高层次的HDL代码转化为低层次的门级网表，以及综合过程中涉及的关键优化技术，如逻辑优化、寄存器复制、时钟门控等。读者将了解综合工具的工作流程，以及如何通过约束设置来指导综合过程，以达到面积、时延和功耗等设计目标。 对于物理设计（Physical Design），本书将详细阐述其各个阶段。这包括布局（Placement），即确定标准单元和宏单元在芯片上的位置；布线（Routing），即连接各个单元之间的信号线；以及时钟树综合（Clock Tree Synthesis, CTS），用于确保时钟信号在芯片各处具有一致的时序。我们将解释这些过程中的关键挑战，如线网延迟、串扰、功耗优化等，并介绍EDA工具如何运用各种算法来解决这些问题。 此外，本部分还将触及静态时序分析（Static Timing Analysis, STA）的核心概念。我们将介绍时序路径、建立时间和保持时间违例、时钟域交叉（CDC）问题等，并说明STA工具如何检测和报告时序违例，帮助工程师优化电路时序，确保芯片在目标时钟频率下可靠运行。 第二部分：主流EDA工具详解与应用 本部分将重点介绍当前电气工程领域中最主流、应用最广泛的EDA工具集，并结合实际操作演示其核心功能。我们将深入剖析Xilinx Vivado和Intel Quartus Prime这两款FPGA开发套件。 对于Xilinx Vivado，我们将详细讲解其设计流程，包括项目创建、IP核集成、HDL代码编写与仿真、综合、实现（布局布线）、时序分析、功耗分析以及生成比特流文件。本书将重点介绍Vivado中强大的IP Catalog功能，以及如何使用System Generator for DSP等工具进行算法级设计。我们将演示如何通过Vivado进行FPGA的下载与调试，以及如何利用ILA（Integrated Logic Analyzer）等硬件调试工具来排查设计错误。 对于Intel Quartus Prime，我们将介绍其与Vivado相似的设计流程，但侧重于Intel FPGA系列的特定功能和优化。我们将详细讲解Quartus Prime中的项目管理、HDL仿真、综合、布局布线、时序报告的解读，以及如何针对Intel FPGA的特点进行优化。同时，本书将介绍Intel SoC FPGA的设计流程，以及如何集成ARM处理器与FPGA逻辑。 除了FPGA开发工具，本书还将介绍Cadence Allegro或Altium Designer等PCB设计工具。我们将讲解PCB设计的完整流程，包括原理图绘制、PCB布局、布线、电源完整性（PI）分析、信号完整性（SI）分析以及DRC（Design Rule Check）等。通过实例，读者将学会如何设计高性能、可靠的PCB板。 在IC设计仿真与验证方面，本书将介绍Synopsys VCS或Cadence Incisive等专业的仿真器。我们将讲解如何使用这些工具进行功能仿真、门级仿真以及后仿真，并重点介绍Verilog/VHDL的验证方法学，如面向对象验证（OVM）或统一验证方法学（UVM）。 第三部分：典型电气工程EDA项目实践 本部分将通过一系列精心设计的典型项目，将前两部分所学的理论知识和工具使用方法融会贯通。这些项目覆盖了电气工程的多个热门领域，旨在让读者在实际操作中深刻理解EDA技术在解决真实工程问题中的价值。 项目一：基于FPGA的数字信号处理（DSP）模块设计 我们将设计一个高性能的FIR滤波器，并使用HDL实现。通过Vivado/Quartus Prime，我们将进行综合、实现，并利用DSP Slice等硬件资源进行优化，最终在FPGA上实现该滤波器，并通过硬件调试进行验证。我们将探讨如何利用System Generator for DSP等工具进行算法到硬件的转换。 项目二：基于FPGA的通信系统前端模块设计 我们将设计一个简单的数字调制解调模块，例如ASK或FSK调制器/解调器。我们将学习如何用HDL描述通信协议，如何进行接口设计，以及如何与其他系统进行集成。这个项目将侧重于时序约束和时序收敛的实现。 项目三：嵌入式系统硬件加速器设计 我们将设计一个针对特定任务（如图像处理或数据加密）的硬件加速器，并将其集成到ARM+FPGA的SoC系统中。我们将学习如何进行软硬件协同设计，如何定义AXI接口，以及如何进行软件端的驱动开发和验证。 项目四：低功耗嵌入式设备PCB设计与功耗分析 我们将设计一个小型嵌入式设备的PCB，包括MCU、传感器和电源管理模块。我们将重点关注PCB布局布线对信号完整性和电源完整性的影响，并利用PCB工具进行功耗分析和优化，以满足低功耗设计的要求。 项目五：简单的ASIC设计流程演示 我们将简要演示一个非常基础的ASIC设计流程，包括RTL设计、综合、布局布线、时序分析等，使用Cadence Genus、Innovus等EDA工具（或其演示版本），让读者对ASIC的设计流程有一个初步的了解。 本书特色与价值 《现代电气工程EDA应用指南：从理论到实践》具有以下鲜明特色和独特价值： 1. 理论与实践并重：本书在讲解EDA技术原理的同时，提供了大量的实际操作步骤和项目案例，确保读者能够学以致用。 2. 主流工具覆盖：本书聚焦于行业内最常用的EDA工具，如Xilinx Vivado、Intel Quartus Prime、Cadence/Altium等，为读者提供了最前沿的应用指导。 3. 系统性与全面性：本书从EDA的基础原理出发，逐步深入到主流工具的使用，最终通过项目实践巩固和深化学习成果，构成一个完整的学习闭环。 4. 工程导向：本书的设计目标是培养读者解决实际工程问题的能力，所选项目均具有代表性和实用性，贴近工业界的需求。 5. 语言清晰易懂：本书采用清晰、严谨且易于理解的语言，配以大量的图示、表格和代码示例，降低了学习难度。 6. 面向不同读者群体：无论您是初涉EDA领域的学生，还是希望提升EDA技能的在职工程师，本书都能为您提供宝贵的指导。 掌握EDA技术已成为电气工程专业人才的核心竞争力。本书《现代电气工程EDA应用指南：从理论到实践》将是您踏入EDA世界、提升工程设计能力、实现创新项目最可靠的伙伴。通过本书的学习，您将能够自信地应对现代电气工程设计中的各种挑战，并在快速发展的科技领域中脱颖而出。

评分☆☆☆☆☆

与其他偏重软件操作或纯理论推导的教材相比，这本书在对“设计哲学”的探讨上达到了一个新的高度。它不像某些书籍那样热衷于展示最新最炫的工具，而是回归到电子设计最本质的取舍和权衡（Trade-offs）艺术。例如，在讨论高速信号传输时，作者细致地分析了成本、功耗与性能之间的微妙平衡点，并提供了基于不同约束条件的优化路径。这种辩证的思维方式，是书本知识转化为个人智慧的关键步骤。它教会我们如何根据项目的具体要求，而不是盲目追求技术的最高指标，来制定合理的设计目标。这种成熟的设计观的培养，对于那些渴望在职业生涯中取得突破的专业人士来说，价值远超于任何具体的电路图或程序代码。这本书更像是一份行业内的“生存指南”，而非简单的“操作手册”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度令人印象深刻，它不仅仅是停留在基础理论的讲解上，而是着力于将知识体系与实际应用紧密结合。作者在电路分析和数字系统设计这两大核心领域都投入了大量的笔墨，而且讲解逻辑清晰，层层递进。特别是关于新型元器件的特性分析部分，我感觉受益匪浅，书中对MOSFET和IGBT等功率器件的动态特性描述得非常透彻，这对于我理解现代电力电子系统的工作原理至关重要。在仿真方面，书中提供的案例都是贴近工程实际的，通过SPICE仿真工具进行验证的步骤非常详尽，即便是初学者也能很快上手，并且能够建立起扎实的实践能力。我特别欣赏的是它在系统集成方面的论述，它没有孤立地讲解各个模块，而是展示了如何将模拟电路、数字逻辑和微控制器有效地整合到一个完整的系统中去实现复杂功能，这种系统观的培养对我们这些希望从“搭积木”升级到“设计架构”的工程师来说，是极为宝贵的财富。书中对于设计流程的规范化要求，也让我意识到严谨的工程习惯是多么重要。

评分☆☆☆☆☆

从技术书籍的排版和易读性来看，这本书做得相当出色。图文并茂的设计理念得到了很好的贯彻，而且插图并非简单的示意图，它们往往承载着关键的参数信息或结构关系。每章末尾的习题设计得很有启发性，它们通常不是简单的计算题，而是要求读者进行一个小型的设计任务或故障排查，这极大地锻炼了读者的独立思考能力和问题解决能力。我发现自己经常在做完一章的学习后，忍不住动手去复现书中的某个关键实验，这种“动手强迫症”正是衡量一本优秀实践教材的标准。此外，书中对各种标准和规范的引用也十分严谨，这对于从事需要严格认证的行业（如医疗或汽车电子）的读者来说，无疑是一大福音。它提供的不仅仅是“怎么做”，更是“为什么要这样做”的深层逻辑支撑。

评分☆☆☆☆☆

这本书在内容组织上的匠心独运，尤其体现在对新兴技术趋势的把握和前瞻性布局上。我注意到，它并没有完全沉溺于传统的电子技术，而是用相当的篇幅介绍了当前工业界和学术界关注的热点，比如低功耗设计、嵌入式系统中的硬件加速器接口以及一些基础的FPGA应用逻辑。这使得这本书的生命周期得以延长，即便是几年后阅读，其核心思想依然具有指导意义。让我印象深刻的是它对设计验证（Verification）流程的详细描述。在现代电子设计中，验证往往占据了项目的大部分时间，书中详细阐述了从功能仿真到时序分析（Timing Analysis）的完整闭环，并强调了设计规范的一致性。这种对“工程实现”细节的关注，使得读者在走出校门或者转向工业界时，能迅速适应快节奏、高要求的开发环境，避免了因理论脱节而产生的挫败感。

评分☆☆☆☆☆

初次接触这类技术书籍时，我常常感到那些复杂的公式和抽象的概念难以消化，但这本书的处理方式完全不同。它的语言风格非常接地气，更像是一位经验丰富的工程师在手把手的教你，而不是冷冰冰的教科书。在讲解基础的欧姆定律和基尔霍夫定律时，作者就巧妙地融入了实际电路中的损耗和节点电压估算，而不是单纯地套用公式。关于PCB设计的部分，简直是为实践者量身定做。它没有仅仅停留在软件操作层面，而是深入探讨了诸如阻抗匹配、信号完整性以及散热设计等关键的物理限制因素。比如，关于地线回流路径的分析，书中给出的多种布线策略和它们各自的优缺点对比，远比我在其他资料中看到的要精辟和实用得多。阅读过程中，我常常会对照着自己手头的项目进行思考和验证，发现书中的建议往往能立即解决我遇到的瓶颈问题。这本书的实战价值，在于它能帮你跨越“知道理论”和“做出成品”之间的鸿沟。