電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化

前言

隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，電子產(chǎn)品已與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)緊密相連。采用電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）技術(shù)，使電子電路設(shè)計(jì)人員能在計(jì)算機(jī)上完成電路功能設(shè)計(jì)、邏輯設(shè)計(jì)、性能仿真直至印制電路板或可編程邏輯器件的自動(dòng)設(shè)計(jì)。EDA是在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（cAD）技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，這類開(kāi)發(fā)系統(tǒng)自動(dòng)化程度高、功能較完善、操作界面友好，并且有良好的數(shù)據(jù)開(kāi)放性和互換性。目前，EDA技術(shù)已被世界上許多公司、企業(yè)和科研院所廣泛使用。目前市場(chǎng)上已推出多種電子電路仿真軟件，電子電路的仿真和模擬已成為電子電路設(shè)計(jì)和教學(xué)的必要手段。本書(shū)第1章到第3章主要介紹了目前較常用的電子電路仿真分析軟件：Electronics Workbench 5。通過(guò)Electronics Workbench 5的學(xué)習(xí)和實(shí)訓(xùn)，使學(xué)生能掌握電子電路仿真分析的常用基本方法并能熟練使用常用儀器儀表，提高對(duì)電路分析、應(yīng)用及開(kāi)發(fā)的能力。隨著電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的發(fā)展，真正具備電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化意義的可編程邏輯器件（PLD）以它獨(dú)特的優(yōu)越性能，已應(yīng)用到計(jì)算機(jī)、工業(yè)控制、智能儀器儀表、通信等多個(gè)領(lǐng)域。目前可編程邏輯器件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)較多，較典型的有支持Lattice公司器件的ispEXPERT System、支持：Xilinx公司器件的Foundation及支持Ahera公司器件的MaxplusII等，它們都有各自的特點(diǎn)。由于ispEXPERT System和MaxplusⅡ開(kāi)發(fā)系統(tǒng)使用界面友好，開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單，支持在系統(tǒng)編程器件，可滿足高等職業(yè)學(xué)校的一般教學(xué)和實(shí)訓(xùn)，所以我們選用它們作為電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化實(shí)訓(xùn)的開(kāi)發(fā)系統(tǒng)。本書(shū)第4章到第9章主要介紹了可編程邏輯器件的基本原理和基本設(shè)計(jì)方法，通過(guò)這部分的學(xué)習(xí)和實(shí)訓(xùn)，使學(xué)生初步了解EDA技術(shù)進(jìn)行數(shù)字系統(tǒng)成品設(shè)計(jì)和分析的基本過(guò)程和EDA發(fā)展趨勢(shì)，能熟練地分析數(shù)字系統(tǒng)，并完成簡(jiǎn)單的邏輯電路的設(shè)計(jì)。

內(nèi)容概要

本書(shū)是高職高專的教育部新世紀(jì)網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)工程教材。    本書(shū)詳細(xì)介紹了流行的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)軟件、可編程邏輯器件、硬件描述語(yǔ)言和可編程模擬器件。在內(nèi)容組織上，理論知識(shí)以夠用為度，主要采用示例、操作示例等方式，使讀者較好地理解電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)。    全書(shū)共10章，主要包括Electronics Workbench(EWB)基本操作、EWB電子電路分析、可編程邏輯器件、ABEL和VHDL硬件描述語(yǔ)言、ispEXPERT System和MAX+plus II基本操作、可編程模擬器件及應(yīng)用等內(nèi)容。各章附有大量實(shí)訓(xùn)和練習(xí)題目。    本書(shū)可作為高職高專院校電子技術(shù)、信息、通信、自動(dòng)化等專業(yè)學(xué)生的教材，也可供電子類在職研究開(kāi)發(fā)人員和技術(shù)人員、無(wú)線電愛(ài)好者參考。

書(shū)籍目錄

第1章 緒論  1.1 電子電路計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)  1.2 數(shù)字可編程技術(shù)  1.3 模擬可編程技術(shù)第2章 Electronics Workbench(EWB)基本操作  2.1 EWB的特點(diǎn)和組成  2.2 電路元器件庫(kù)和使用參數(shù)說(shuō)明  2.3 電路測(cè)試儀器儀表和使用  2.4 EWB基本操作  練習(xí)題第3章 Electronics Workbench模擬電路分析  3.1 直流工作點(diǎn)分析(DC Operating Point Analysis)  3.2 交流頻率分析(AC Frequency Analysis)  3.3 瞬態(tài)分析(Transient Analysis)  3.4 傅里葉分析(Fourier Analysis)  3.5 噪聲分析(Noise Analysis)  3.6 失真分析(Distortion Analysis)  3.7 參數(shù)掃描分析(Parameter Sweep Anaiysis)  3.8 溫度掃描分析(Temperature Sweep Analysis)  3.9 零—極點(diǎn)分析(Pole—Zero Analysis)  3.10 傳遞函數(shù)分析(Transfer Function Analysis)  3.11 直流和交流靈敏度分析(DC/AC Sensitivity Analysis)  3.12 蒙特卡羅分析(Monte Carlo Analysis)  3.13 最壞情況分析(Worst Case Analysis)第4章 可編程邏輯器件概述  4.1 可編程邏輯器件(PLD)基本結(jié)構(gòu)  4.2 PAL和GAL器件  4.3 CPLD基本結(jié)構(gòu)  4.4 FPGA基本結(jié)構(gòu)  4.5 PLD開(kāi)發(fā)流程與開(kāi)發(fā)系統(tǒng)簡(jiǎn)介  練習(xí)題第5章 ABEL硬件描述語(yǔ)言  5.1 ABEL硬件描述語(yǔ)言源文件格式  5.2 ABEL硬件描述語(yǔ)言規(guī)則  5.3 ABEL硬件描述語(yǔ)言元素  5.4 ABEL語(yǔ)言常用語(yǔ)句  5.5 ABEL真值表邏輯設(shè)計(jì)方法  5.6 ABEL邏輯方程設(shè)計(jì)方法  5.7 ABEL狀態(tài)圖邏輯設(shè)計(jì)方法  練習(xí)題第6章 VHDL硬件描述語(yǔ)言  6.1 VHDL基本結(jié)構(gòu)  6.2 VHDL語(yǔ)言的數(shù)據(jù)類型及運(yùn)算操作符  6.3 VHDL結(jié)構(gòu)體的描述方式  6.4 VHDL主要描述語(yǔ)句  6.5 組合邏輯電路設(shè)計(jì)示例  6.6 時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)示例  練習(xí)題第7章 硬件描述語(yǔ)言邏輯設(shè)計(jì)進(jìn)階  7.1 存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)  7.2 狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)  7.3 硬件描述語(yǔ)言層次化設(shè)計(jì)  7.4 VHDL子程序設(shè)計(jì)方法  練習(xí)題第8章 ispEXPERT System基本操作  8.1 ispEXPERT System軟件概述  8.2 ABEL硬件描述語(yǔ)言設(shè)計(jì)輸入方法  8.3 VHDL硬件描述語(yǔ)言設(shè)計(jì)輸入方法  8.4 原理圖邏輯輸入方式  8.5 層次設(shè)計(jì)輸入方法第9章 Max+plus II基本操作  9.1 Max+plus II概述  9.2 VHDL硬件描述語(yǔ)言設(shè)計(jì)輸入方法  9.3 原理圖邏輯設(shè)計(jì)輸入方法  9.4 波形設(shè)計(jì)輸入方法  9.5 層次設(shè)計(jì)輸入方法第10章 可編程模擬器件及應(yīng)用  10.1 可編程模擬器件概述  10.2 ispPAC系列在系統(tǒng)可編程模擬器件結(jié)構(gòu)  10.3 ispPAC接口電路  10.4 ispPAC增益調(diào)整方法  10.5 有源濾波器設(shè)計(jì)  10.6 可編程模擬器件的應(yīng)用參考書(shū)目

章節(jié)摘錄

插圖：2.1.1 EwB的特點(diǎn)和功能Electronics Workbench 5具有以下特點(diǎn)和功能。（1）界面直觀、操作方便。EWB在創(chuàng)建仿真測(cè)試電路時(shí)，元器件和儀器儀表均可直接從屏幕顯示的器件或儀器儀表庫(kù)中選取或刪除。元器件用符號(hào)表示，儀器儀表與實(shí)驗(yàn)室中的實(shí)物控制面板外型相似，極具親臨實(shí)際操作感。使學(xué)生在電路仿真的同時(shí)，既掌握了電路的特性，又熟悉了常用儀器儀表的使用方法。（2）提供了數(shù)千種元器件。如果你是電路設(shè)計(jì)的高手，你還可以根據(jù)電路需要，建立自己的元器件庫(kù)。每種元器件均可以設(shè)置多種參數(shù)，例如元器件數(shù)值、理想值、工作環(huán)境溫度等。（3）提供了豐富的電路分析功能。它不僅可以進(jìn)行電路的瞬態(tài)分析、時(shí)域和頻域分析、線性和非線性分析、噪聲和失真分析等常規(guī)電路分析方法，還提供了離散傅里葉分析、電路零一極點(diǎn)分析和交直流靈敏度分析等多種高級(jí)電路分析方法。采用高級(jí)電路分析方法，不僅可以大大縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間，減少實(shí)驗(yàn)費(fèi)用，而且還可以幫助學(xué)生更好地掌握課堂講授的內(nèi)容，加深對(duì)電路基本概念和原理的理解，是理論教學(xué)的得力助手。（4）在電路仿真時(shí)，可以為元器件設(shè)置人為故障，例如開(kāi)路、短路和不同程度的漏電等實(shí)際中可能遇見(jiàn)的故障。針對(duì)不同的故障，可以仿真在實(shí)際電路出現(xiàn)這類故障時(shí)對(duì)整個(gè)電路的影響，這在一般實(shí)驗(yàn)室很難做到。（5）仿真分析結(jié)果以圖形或數(shù)據(jù)形式顯示。設(shè)計(jì)者可設(shè)置圖形和數(shù)據(jù)顯示方式，一般其精確度、清晰度和穩(wěn)定度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般實(shí)際儀器儀表。顯示的圖形或數(shù)據(jù)還可輸出打印和存儲(chǔ)。（6）電路庫(kù)資源共享。對(duì)仿真通過(guò)的較典型或常用電路可以建成模塊，模塊相當(dāng)于設(shè)計(jì)者自己構(gòu)造的以文件形式保存的專用集成電路。它可以存放在用戶元器件庫(kù)中，供其他設(shè)計(jì)者或以后設(shè)計(jì)中反復(fù)調(diào)用。這是電子仿真分析獨(dú)有的，可極大地提高了電子設(shè)計(jì)者的工作效率。（7）電子工作臺(tái)所提供的元器件與其他一些常用電子電路分析軟件Pspiee的元器件庫(kù)完全兼容。此外，在該軟件中生成的電路文件，可以直接輸出到常用的印制電路板排版軟件Protel等，提高了設(shè)計(jì)者的工作效率。要說(shuō)明的是，新版Electronics workbench軟件已可以不借助于其他軟件，直接進(jìn)行印制電路板的自動(dòng)設(shè)計(jì)。

編輯推薦

《電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化》為高等教育出版社出版發(fā)行。

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