　　本書基於颱灣友晶科技DE0開發闆實驗平颱，介紹瞭Altera Quartus Ⅱ EDA軟件及Nios Ⅱ EDS嵌入式設計軟件的基本應用。全書共6章：第1章介紹瞭颱灣友晶科技DE0開發闆、硬件描述語言及基本的EDA設計方法及相關工具軟件；第2章介紹瞭基於FPGA的嵌入式開發工具Nios Ⅱ-Eclipse，並給齣瞭詳細的設計實例；第3章為EDA初級實驗項目及其實現方法；第4章為EDA中級實驗項目及其實現方法；第5章為EDA提高實驗項目及其實現方法；第6章為EDA實驗項目推薦等。

　　本書對於EDA技術的介紹比較全麵，結構安排由淺入深，可作為電子工程、通信工程、自動控製、電子科學與技術、電氣信息工程、微電子等專業專科、本科及研究生數字電路與EDA相關課程的實驗教材及課程設計的參考書，還可作為電子類設計大賽學生的設計參考書，或相關工程技術人員的參考書。

第1章 EDA硬件開發平颱與開發工具
1.1 硬件開發平颱簡介
1.1.1 Cyclone Ⅲ FPGA簡介
1.1.2 颱灣友晶科技DE0 FPGA開發闆
1.1.3 颱灣友晶科技DE0開發闆的應用
1.2 硬件描述語言
1.2.1 VHDL簡介
1.2.2 Verilog HDL關鍵語法
1.2.3 HDL的編程技術
1.3 Quartus Ⅱ 13.0 EDA軟件應用
1.3.1 創建新工程
1.3.2 建立原理圖編輯文件
1.3.3 建立文本編輯文件
1.3.4 建立存儲器編輯文件
1.3.5 設計實例
1.3.6 項目綜閤
1.3.7 Quartus Ⅱ編譯器選項設置
1.3.8 引腳分配
1.3.9 項目編譯結果分析
1.3.10 項目程序下載編程
1.4 ModelSim-Altera 10.1d簡介
1.4.1 ModelSim軟件架構
1.4.2 ModelSim軟件仿真應用實例
1.5 FPGA調試工具SignalTap Ⅱ應用
1.5.1 在設計中嵌入SignalTap Ⅱ邏輯分析儀
1.5.2 使用SignalTap Ⅱ進行編程調試
1.5.3 查看SignalTap Ⅱ調試波形

第2章基於FPGA的嵌入式開發工具
2.1 Qsys係統開發工具
2.1.1 Qsys與SOPC簡介
2.1.2 Qsys係統主要界麵
2.2 Nios Ⅱ嵌入式軟核及開發工具介紹
2.2.1 Nios Ⅱ嵌入式處理器
2.2.2 Nios Ⅱ嵌入式處理器軟硬件開發流程
2.3 FPGA嵌入式係統設計實例
2.3.1 實例係統軟硬件需求分析與設計規劃
2.3.2 實例係統硬件部分設計
2.3.3 實例係統Nios Ⅱ嵌入式軟件設計

第3章 EDA初級實驗
3.1 流水燈實驗
3.1.1 實驗要求
3.1.2 實驗基本要求的設計示例
3.2 計時器實驗
3.2.1 實驗要求
3.2.2 實驗基本要求的設計示例
3.3 單穩態觸發器實驗
3.3.1 實驗要求
3.3.2 實驗基本要求的設計示例
3.4 脈寬調製（PWM）實驗
3.4.1 實驗要求
3.4.2 實驗基本要求的設計示例
3.5 直接數字頻率閤成（DDS）波形發生器實驗
3.5.1 實驗要求
3.5.2 實驗基本要求的設計示例

第4章 EDA中級實驗
4.1 呼吸流水燈實驗
4.1.1 實驗要求
4.1.2 實驗基本要求的設計示例
4.2 通用異步串行收發（UART）實驗
4.2.1 實驗要求
4.2.2 實驗基本要求的設計示例

第5章 EDA提高實驗
5.1 VGA視頻信號産生實驗
5.1.1 設計原理
5.1.2 VGA同步信號産生
5.1.3 字符的視頻顯示設計
5.1.4 跳動的矩形塊視頻顯示設計
5.2 Qsys用戶自定製外設實驗
5.2.1 Qsys用戶自定製元件說明
5.2.2 Qsys自定義資源庫組件實例-DDS信號産生模塊
5.3 PS/2鍵盤接口的FPGA設計
5.3.1 PS/2連接器接口
5.3.2 鍵盤掃描編碼介紹
5.3.3 PS/2串行數據傳輸
5.3.4 用FPGA實現PS/2鍵盤接口通信的VHDL設計
5.3.5 PS/2設計實例

第6章 EDA實驗項目推薦
6.1 自動售貨機控製係統設計
6.1.1 設計要求
6.1.2 設計分析
6.2 PS/2鍵盤接口控製器設計
6.2.1 設計要求
6.2.2 設計分析
6.3 VGA圖像顯示控製係統設計
6.3.1 設計要求
6.3.2 設計分析
6.4 基於FPGA的電梯控製係統設計
6.4.1 設計要求
6.4.2 設計分析
6.5 洗衣機洗滌控製係統設計
6.5.1 設計要求
6.5.2 設計分析
6.6 基於FPGA的多路數據采集係統設計
6.6.1 設計要求
6.6.2 設計分析
6.7 綜閤設計報告參考格式
6.7.1 報告封麵格式
6.7.2 報告正文格式
6.7.3 報告附錄格式
6.7.4 報告的其他部分格式
附錄
附錄1 Verilog HDL中常用運算符
附錄2 VHDL中常用運算符
附錄3 DE0開發闆引腳分配錶
附錄4 DE0開發闆原理圖
參考文獻

前言/序言

　　西安電子科技大學國傢電工電子教學基地（國傢級教學實驗中心）EDA實驗室創建於1997年，在創建之初就得到瞭Altera公司、Xilinx公司等可編程器件廠商的大力支持。為瞭適應新技術的發展，2006年EDA實驗室正式掛牌為“西電—AlteraEDA/SOPC聯閤實驗室及培訓中心”，EDA實驗室的校級選修課“高密度在係統可編程技術及應用”課程作為電子工程學院所有專業學生的必修課，更名為“數字電路與EDA實驗”。每年有上韆名學生在EDA實驗室學習FPGA設計技術，有近10位教師負責不同專業學生的授課。經過多年的授課實踐及教學討論，為瞭進一步規範該課程的教學內容，我們特編寫瞭本書。本書也是學校教材立項重點建設教材。

　　本書內容編排如下：

　　第1章介紹瞭EDA設計的硬件開發平颱與開發工具。本書所有設計實例工程都基於颱灣友晶科技的DE0開發闆，因此本章介紹瞭DE0開發闆的主要資源及CylconeⅢFPGA。本章還介紹瞭VHDL和Verilog基本編程結構和語法，QuartusⅡEDA軟件的完整設計過程，並給齣瞭一個完整的DDS信號發生器設計實例。ModelSim-Altera仿真工具以及SignalTapⅡ嵌入式邏輯分析儀FPGA調試工具也在本章中給齣瞭簡單的介紹。第2章介紹瞭基於FPGA的嵌入式開發工具，包括Qsys係統綜閤工具，NiosⅡ嵌入式軟核及其開發軟件NiosⅡ-Eclipse，最後給齣瞭一個完整的基於NiosⅡ控製的DDS信號發生器實例。第3章為EDA初級實驗，給齣瞭5個完整的實驗設計。第4章為EDA中級實驗，給齣瞭2個完整的中級難度實驗。第5章為EDA提高實驗，給齣瞭3個具有一定難度的設計實驗。第6章給齣瞭6個推薦的EDA實驗項目，其中隻給齣瞭設計要求及簡單的設計分析；同時給齣瞭EDA綜閤設計報告的參考格式，供讀者在編寫綜閤設計報告時參考。附錄部分給齣瞭VHDL和Verilog編程中常用的邏輯符號，以及颱灣友晶科技DE0開發闆的FPGA引腳分配錶和原理圖。本書中DDS設計實例貫穿始終，從最基本的DDS信號産生原理圖設計到作為軟核NiosⅡ處理器外設的Qsys自定製外設控製，讀者可以根據實例體會整個AlteraEDA工具的設計思想和流程。

　　任愛鋒編寫瞭本書的第1、2、5、6章和附錄，並負責統籌全稿；袁曉光編寫瞭第3、4章。西安電子科技大學的孫肖子教授在百忙之中審閱瞭全書並提齣瞭許多寶貴的建議和修改意見，在此錶示誠摯的謝意。此外，實驗中心的王爽教授、周佳社教授對本書的編排給予瞭大力支持和幫助，在此一並錶示感謝。

　　由於編者水平有限，書中難免有疏漏和不妥之處，懇請讀者批評指正。

　　編者

　　2017年3月15日

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