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第一章 复杂数字系统设计与EDA工具发展趋势1

1.1 数字系统设计策略1

1.1.1 数字系统自动设计的要求1

1.1.2 VLSI设计的描述域和层次3

1.1.3 设计自动化5

1.1.4 基于VHDL的EDA设计工具6

1.2 数字系统的设计流程8

1.2.1 Top-Down设计流程8

1.2.3 正向设计和逆向设计9

1.2.2 Bottom-Up设计流程9

1.3 EDA工具及其发展方向11

1.3.1 选用适于复杂数字系统设计的EDA工具11

1.3.2 与复杂数字系统有关CAD技术的发展趋势和难题12

复习思考题14

第二章 硬件描述语言VHDL15

2.1 VHDL语言简介15

2.1.1 VHDL的特点15

2.1.2 Verilog HDL和VHDL的比较16

2.1.3 传统设计与VHDL设计对照18

2.1.4 VHDL的新发展20

2.2.1 VHDL程序的基本单元与构成21

2.2 VHDL程序的基本结构21

2.2.2 包(Package)、配置(Configuration)和库(Library)27

2.2.3 设计实例31

2.3 VHDL语言的基本数据类型和操作符33

2.3.1 数的类型和数的字面值33

2.3.2 对象和分类35

2.3.3 数据类型36

2.3.4 运算操作符39

2.4 VHDL结构体的描述方式39

2.4.1 顺序描述语句40

2.4.2 并发描述语句43

2.5 Active-VHDL上机准备46

2.5.1 Active-VHDL的安装与启动47

2.5.2 EDIT Plus安装使用47

2.5.3 熟悉Active-VHDL的集成环境48

2.5.4 Active-VHDL自带范例的调试流程49

2.5.5 测试基准中的VHDL激励信号49

2.5.6 Active-VHDL中测试基准自动生成流程50

2.5.7 半加器的波形分析52

2.6 使用VHDL书写测试基准的方法53

2.6.1 测试基准的作用53

2.6.2 写激励所用的关键VHDL语句说明54

2.6.3 激励的编写示例54

2.7.1 组合逻辑电路设计58

2.7 基本逻辑电路的VHDL实现58

2.7.2 时序逻辑电路设计62

2.8 VHDL上机实践70

2.8.1 VHDL数字电路的文本描述、编译与仿真上机实验70

2.8.2 交通灯控制器71

复习思考题80

第三章 设计输入与仿真综合81

3.1 复杂数字系统设计概述81

3.1.1 复杂数字系统设计流程81

3.1.2 EDA硬件和软件平台配置83

3.2.1 设计输入方式84

3.2 设计输入及其EDA工具软件84

3.2.2 功能仿真工具软件85

3.2.3 VHDL与Verilog相互转换89

3.3 设计输入的形式92

3.3.1 文本方式设计输入92

3.3.2 Cadence的设计输入流程95

3.3.3 Cadence电路图输入流程96

3.4 VHDL仿真建模97

3.4.1 仿真的目的和方法97

3.4.2 按VHDL的性能和功能建模99

3.4.3 逻辑仿真模型101

3.4.4 仿真系统及发展105

3.5 设计综合107

3.5.1 综合层次108

3.5.2 逻辑综合109

3.5.3 高层次综合110

3.5.4 版图综合112

3.5.5 综合的发展趋势114

复习思考题115

第四章 EDA技术与可编程ASIC的设计实现116

4.1 集成电路与ASIC116

4.1.1 集成电路及其分类116

4.1.2 ASIC及其分类117

4.2 可编程ASIC及其发展118

4.2.2 FPGA和CPLD的比较119

4.2.1 可编程逻辑器件的发展历程119

4.2.3 PLD/FPGA入门120

4.2.4 可编程ASIC的发展趋势121

4.3 MAX+PLUS II及其应用124

4.3.1 MAX+PLUS II软/硬件环境125

4.3.2 MAX+PLUS II的设计过程127

4.3.3 用MAX+PLUS II设计交通灯控制器128

4.3.4 基于MAX+PLUS II综合的实验143

4.4 Xilinx公司器件与Foundation应用149

4.4.1 Xilinx的FPGA/CPLD简介149

4.4.2 FPGA/PLD结构与原理150

4.4.3 Xilinx主流芯片简介154

4.4.4 Xilinx XC9500器件选用156

4.4.5 Xilinx Foundation开发系统设计流程简介158

4.5 Xilinx XC95系列在电压信号测量A/D中的应用158

4.5.1 XC95108简介158

4.5.2 Xilinx Foundation下的设计流程160

4.6 CPLD/FPGA在数字系统设计中的应用178

4.6.1 Xilinx网上设计方案的学习178

4.6.2 Gold码简介179

4.6.3 DS-SS系统中的PN序列179

4.6.4 LFSR的实现结构180

4.6.5 Gold码发生器181

4.6.6 VHDL源程序182

复习思考题187

第五章 版图编辑与版图验证188

5.1 版图设计基础188

5.1.1 版图设计方法简介188

5.1.2 版图设计规则190

5.2 Tanner Research Tools组成与功能194

5.2.1 安装并熟悉L-edit pro 9.0/8.xx版194

5.2.2 安装DOS版L-edit 5.0196

5.2.3 版图编辑实践196

5.2.4 读CMOSLIB.TDB的方法197

5.2.6 L-edit主菜单使用导引198

5.2.5 L-edit模块介绍198

5.2.7 DRC文件实例199

5.3 版图设计流程和方法研究201

5.3.1 IC Craftsman版图软件介绍201

5.3.2 布局设计202

5.3.3 布线设计203

5.3.4 制作器件版图204

5.3.5 形成最小成分版图205

5.4 版图生成、验证207

5.4.1 DataPath设计207

5.3.7 版图检测与调整207

5.3.6 版图集成207

5.4.2 版图输入流程213

5.4.3 MUX2的版图编辑步骤215

5.4.4 Diva流程220

5.4.5 Dracula流程221

5.4.6 参数提取反标223

5.4.7 门级时序分析224

5.4.8 晶体管级时序分析228

复习思考题233

6.1 建库及库信息234

6.1.1 建库技术的新发展234

第六章 建库设计234

6.1.2 使用SUMMIT工具的建库流程238

6.1.3 库的总体信息238

6.2 CMOS电路基本器件的设计243

6.2.1 CMOS反相器的开关特性243

6.2.2 CMOS反相器设计准则246

6.2.3 某工艺CMOS电路计算公式246

6.2.4 CMOS基本器件实例248

6.3 电路仿真260

6.3.1 Cadence电路图Spectre/Hspice仿真流程260

6.3.2 Hspice仿真流程及激励编写规范261

6.3.3 库单元的LVS检查270

复习思考题273

第七章 Pspice与器件模型274

7.1 Pspice实例分析274

7.1.1 Spice简介274

7.1.2 Pspice简介275

7.1.3 Pspice的使用275

7.1.4 Pspice模拟实例279

7.2 器件模型应用281

7.2.1 Pspice中的器件模型281

7.2.2 基于Pspice的C代码建模287

7.2.3 Dracula LPE寄生电容提取操作流程292

复习思考题294

8.1 测试向量的生成295

8.1.1 测试的基本概念295

第八章 测试技术与物理仿真295

8.1.2 故障仿真297

8.1.3 测试生成的过程298

8.1.4 测试流程300

8.2 可测试性设计300

8.2.1 可测试性设计初步301

8.2.2 可测试性设计与结构测试304

8.2.3 软/硬件系统可测试性设计307

8.2.4 包含嵌入式模块的可测试性设计310

8.3.1 物理仿真的方法312

8.3 物理仿真312

8.3.2 芯片的FPGA物理仿真方法313

8.3.3 混合的物理仿真314

8.4 测试技术的新发展317

8.4.1 可测性设计和测试技术的发展趋势318

8.4.2 SoC测试的发展趋势319

8.4.3 测试方法学320

复习思考题321

附录一 VHDL上机作业模板范例322

附录二 参考网址323

参考文献324