前言

电子设计自动化（Electronic Design Automation，EDA）技术是指包括电路系统设计、系统仿真、设计综合、PCB版图设计和制版的一整套自动化流程。随着计算机、集成电路和电子设计技术的高速发展，EDA技术历经计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助工程设计（CAE）等发展历程，已经渗透到百姓生活的各个角落，日益成为电子信息类产品的支柱产业。

EDA技术主要包括大规模可编程逻辑、硬件描述语言、软件开发工具等内容。目前，应用最为广泛的大规模可编程逻辑是复杂可编程逻辑器件CPLD和现场可编程门阵列FPGA；硬件描述语言HDL主要有VHDL、Verilog HDL、ABEL、AHDL、System Verilog和SystemC等；主流的 EDA 软件开发工具则有 MAX+plus Ⅱ、Quartus Ⅱ、ispDesignEXPERT、Foundation Series、ISE/ISE WebPACK Series等。本书采用IEEE标准硬件描述语言VHDL对数字电路和系统进行性能描述，以Altera公司的Quartus Ⅱ软件为集成开发环境，对EDA技术进行了深入、详尽的阐述。

本书共分为10章，编写时首先介绍EDA工程和HDL语言的概念，然后讨论目前已有的可编程逻辑器件，最后介绍VHDL语言的语法、句法和设计方法。第1章简单介绍EDA工具在现代数字系统设计中的角色、设计流程和学习方法。通过介绍 EDA 工具的发展历程，向读者阐述现代数字系统的发展方向和设计理念。第2章基于可编程逻辑器件的原理和分类，主要介绍复杂可编程逻辑器件（CPLD）和现场可编程门阵列（FPGA）两种芯片的结构和工作原理。第3章主要介绍VHDL的发展和程序结构。通过学习VHDL的程序结构、基本词法和基本句法，读者可以编写简单的数字电路模块。第 4 章主要介绍 Altera 公司配套的 EDA 开发套件Quartus II的使用方法。第5章通过若干个具体数字电路的设计实例，详细说明如何在实际设计中应用VHDL语言来设计小型系统，包括组合逻辑电路、时序逻辑电路、存储器，以及状态机。第 6 章比较系统地介绍顺序语句和并行语句中一些 VHDL 高级语句的用法，如块语句（BLOCK）、断言语句（ASSERT）、等待语句（WAIT）等。第7章主要讨论在VHDL中，系统提供了哪些属性供工程师使用，以及这些属性所代表的意义和用法。第 8 章主要以 VHDL的层次化程序设计方法为核心，重点介绍VHDL语言在进行大型系统设计时如何将目标进行合理的分解，然后再进行高层次整合，从而有效提高工作效率和项目的可靠性。第9章通过6个具体的设计实例向读者介绍VHDL在数字系统设计中充当的角色，以及利用VHDL语言进行数字系统设计的基本步骤和具体方法。第10章将基于VHDL硬件描述语言详细介绍VHDL在通信和DSP系统中的应用。

本书实例典型，内容丰富，具有很强的针对性。其中，不仅详细介绍了VHDL语言的基本用法，还讲解了作为高层次综合语言的众多特点。此外，书中各章都配有大量的练习题供读者学习使用。读者只需按照书中介绍的步骤一步步地实际操作，就能完全掌握本书的内容。

为了与软件中的电路图一致，本书对软件中不符合国家标准的电路图及符号未做改动，保留国外的习惯用法。

本书可作为高等院校电子、通信、自动化、计算机等信息工程类相关专业学生的教学用书，也适合于立志自学成才的读者和从事EDA技术应用与研究的专业技术人员使用。

本书主要由李俊编写，此外，参与编写的还有贾东永、张玉兰、王雷、许云、苏小平、刘兰、王梅、张宏、孙洁、许小荣、杨彬、关涛、苏玉林、于文杰。

作者力图使本书的知识性和实用性相得益彰，但由于水平有限，书中错误、纰漏之处难免，欢迎广大读者、同仁批评斧正。

编著者