本教材基于生产实际和岗位能力需求，选择流行消费类电子产品为主要载体，构建了六个学习情境。情境1训练学生掌握基本的EDA概念、开发流程和EDA开发软件的使用；情境2训练学生利用QuartusⅡ进行原理图设计的基本能力；情境3训练学生基本的VHDL程序设计能力；情境4训练学生复杂VHDL程序设计能力，掌握VHDL层次化设计和VHDL中的LPM；情境5训练学生掌握原理图、文本输入混合设计方法；情境6训练学生掌握SOPC设计基本流程和方法。

前 言 液压与气压传动技术是近些年发展迅速、应用领域越来越广的技术之一，随着相关技术的发EDA（Electronic Design Automation）技术，是以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式，以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发软件及实验开发系统为设计开发工具，自动完成电子系统设计的全过程。利用EDA技术，电子设计师可以方便地实现IC设计、电子电路设计和PCB设计等工作。 本教材基于生产实际和岗位能力需求，重构传统知识体系，融入最新EDA技术发展，按照完整性、趣味性、扩展性和适应性的原则，选择流行消费类电子产品为主要载体，构建了六个学习情境。情境1训练学生掌握基本的EDA概念，开发流程和EDA开发软件的使用；情境2训练学生利用QuartusⅡ进行原理图设计的基本能力，掌握原理图层次化方法和原理图中的LPM；情境3训练学生基本的VHDL程序设计能力，掌握VHDL程序结构和VHDL并行语句与顺序语句；情境4训练学生复杂VHDL程序设计能力，掌握VHDL层次化设计和VHDL中的LPM；情境5训练学生掌握原理图、文本输入混合设计方法，进一步提高其复杂系统设计能力；情境6训练学生基于FPGA的SOPC设计初步能力，掌握SOPC设计基本流程和方法，初步了解Altera Nios II CPU核的定制方法，学习NiosⅡ EDS 8.1的使用方法和应用程序设计方法。通过本课程的学习，学生能够熟练使用EDA开发工具，具备初步的VHDL程序设计能力，能够利用FPGA器件完成一个中等复杂度的消费类电子产品的开发。同时，作为现代企业所需求的高技能人才的社会能力，也能够通过该门课程的学习得以提升。 本教材的主要特色有以下几点： 1．教学载体选择以消费类电子产品为主，增强学习情境的趣味性和适应性，提高了学生的学习兴趣。 2．重组教学内容，融入最新EDA技术发展。课程将SOPC技术纳入教学范围，突破了传统的EDA技术课程教学体系，与EDA技术的发展现状相符，有利于学生的职业生涯可持续发展。 3．每个学习情境由跟我学和动手做两个任务组成，教学过程基于实际工作流程，坚持学中做和做中学，符合认知规律和职业成长规律。 4．改变传统课程‘一考定终身’的课程评价体系，课程评价采用过程评价与结业评价相结合的原则，并且以学生自我评价和小组互评为主，教师在评价过程中仅起引导作用。 本书由胥勋涛主编，李川、陈思海、何小河参编。其中胥勋涛负责情境1、情境4和情境6的编写，李川负责情境3的编写，陈思海负责情境5的编写，何小河负责情境2的编写。全书由胥勋涛统稿。 由于编者经验不足，高职教育发展迅猛，故本书难免会存在不足之处，请各位读者批评指正。 本书作为“EDA技术”省级精品课程的配套教材，相关教学资源已经在绵阳职业技术学院精品课程网站提供，欢迎访问，网址：http://edajs.myvtc.edu.cn/（教育网），http://jpkc.myvtc.edu.cn/edajs（电信网）。

目 录 情境1 10分钟学会FPGA设计 （1） 情境1任务单 （1） 实施步骤 （1） 准备工作 （1） 软件设计与仿真 （2） 相关知识 （19） 1.1 EDA技术概述 （19） 1.1.1 EDA技术基本概念 （19） 1.1.2 EDA技术的主要特征 （19） 1.1.3 EDA技术发展历程 （20） 1.1.4 EDA技术主要内容 （21） 1.2 可编程逻辑器件 （23） 1.2.1 基于乘积项（Product-Term）的PLD结构 （24） 1.2.2 乘积项结构PLD的逻辑实现原理 （25） 1.2.3 查找表（Look-Up-Table）的原理与结构 （26） 1.2.4 基于查找表（LUT）的FPGA的结构 （26） 1.2.5 查找表结构的FPGA逻辑实现原理 （28） 1.2.6 其他类型的FPGA和PLD （29） 1.3 基于CPLD/FPGA的EDA设计流程 （29） 1.3.1 CPLD/FPGA的工程设计流程 （29） 1.3.2 源程序的编辑和编译 （30） 1.3.3 逻辑综合和优化 （30） 1.3.4 目标器件的布线/适配 （31） 1.3.5 目标器件的编程/下载 （31） 1.3.6 设计过程中的有关仿真 （31） 1.3.7 硬件仿真/硬件测试 （32） 1.4 基于CPLD/FPGA的常用EDA工具 （32） 1.4.1 Altera EDA软件工具QuartusⅡ简介 （32） 1.4.2 其他CPLD/FPGA的常用EDA工具 （35） 1.5 硬件描述语言 （36） 1.5.1 常用硬件描述语言对比 （36） 1.5.2 VHDL （36） 评价与总结 （41） 情境2 QuartusⅡ原理图输入法 （42） 情境2任务单 （42） 实施步骤 （43） 相关知识 （45） 2.1 QuartusⅡ原理图输入法 （45） 2.2 QuartusⅡ原理图输入法中的LPM函数 （60） 2.3 QuartusⅡ原理图输入法中的层次化设计 （63） 评价与总结 （67） 情境3 简易电子琴 （68） 情境3任务单 （68） 实施步骤 （68） 相关知识 （80） 3.1 VHDL程序的语言要素 （80） 3.1.1 VHDL文字规则 （80） 3.1.2 VHDL数据对象 （81） 3.1.3 VHDL数据类型 （83） 3.1.4 VHDL运算操作符 （85） 3.2 VHDL顺序语句 （86） 3.2.1 等待语句和断言语句 （86） 3.2.2 赋值语句 （87） 3.2.3 转向控制语句 （89） 3.2.4 子程序调用语句 （94） 3.2.5 返回语句（RETURN） （95） 3.2.6 空操作语句（NULL） （96） 3.3 VHDL并行语句 （96） 3.3.1 进程语句 （97） 3.3.2 块语句 （99） 3.3.3 并行信号赋值语句 （100） 3.3.4 并行过程调用语句 （102） 3.3.5 元件例化语句 （103） 3.3.6 生成语句 （104） 相关的音乐知识 （105） 评价与总结 （109） 情境4 乒乓球游戏机 （110） 情境4任务单 （110） 实施步骤 （110） 相关知识 （130） 4.1 通过端口和参数定义例化LPM （130） 4.2 通过MegaWizardPlug-In Manager 例化LPM （133）

http://www.hxedu.com.cn/hxedu/fg/book/bookinfo.html?code=G0123920