基于Verilog HDL与Cadence的数字系统设计开发技术

第1章 数字系统设计基础

1.1 逻辑代数

1.1.1 逻辑运算

1.1.2 逻辑定理与化简

1.1.3 卡诺图化简

1.2 组合逻辑电路设计

1.2.1 组合逻辑电路设计方法

1.2.2 3线-8线译码器设计

1.2.3 8路数据选择器设计

1.2.4 七段显示译码器设计

1.3 时序逻辑电路设计

1.3.1 时序电路的描述方法

1.3.2 触发器

1.3.3 同步时序逻辑电路设计方法

1.3.4 异步时序逻辑电路设计方法

1.3.5 十进制加法计数器设计

1.3.6 寄存器设计

1.4 基于Nios Ⅱ的FPGA技术

1.4.1 FPGA简介和工作原理

1.4.2 Nios Ⅱ软核处理器

第2章 硬件描述语言Verilog HDL与集成开发环境

2.1 Verilog语言简介

2.2 Verilog HDL语法规则

2.2.1 标识符

2.2.2 命令语句格式

2.2.3 数字值集合

2.2.4 变量与数据类型

2.2.5 运算符与表达式

2.2.6 结构语句

2.3 Verilog HDL建模

2.3.1 模块结构

2.3.2 时延

2.3.3 3种建模方式

2.3.4 模块调用

2.4 编辑环境Quartus Ⅱ 9.1 与应用

2.4.1 Quartus Ⅱ 9.1 安装与编辑环境介绍

2.4.2 原理图绘制

2.4.3 使用Verilog语言实现电路设计

2.5 Quartus Ⅱ 9.1 实现电路输出仿真

第3章 数字系统常用元件及实现

3.1 常用分立元件及电路

3.1.1 常用分立元件

3.1.2 电源电路的实现与设计

3.1.3 脉冲时序发生电路设计

3.2 组合元件的Verilog设计

3.2.1 数据通路的设计

3.2.2 运算电路的设计

3.3 时序元件的Verilog设计

3.3.1 触发器的设计

3.3.2 计数器的设计

3.3.3 寄存器的设计

第4章 基于Cadence PCB的数字系统原理图设计

4.1 Cadence SPB 16.3 安装与简介

4.1.1 Cadence SPB 16.3 破解安装步骤

4.1.2 Cadence SPB 16.3 简介

4.2 创建平面元件

4.3 原理图设计

4.3.1 绘制原理图

4.3.2 原理图后续处理

第5章 PCB电路板制作

5.1 Allegro工作环境配置

5.1.1 整体绘图参数设置

5.1.2 颜色的设置

5.1.3 格点参数设置

5.1.4 子集（层）选项设置

5.1.5 盲孔和埋孔的设置

5.1.6 自动保存功能设置

5.2 焊盘与PCB封装的建立

5.2.1 创建焊盘

5.2.2 创建元件封装符号

5.2.3 100进制可逆计数器电路焊盘的设计

5.2.4 100进制可逆计数器电路封装设计

5.3 电路板建立与设计规则的设置

5.3.1 使用电路板向导建立电路板

5.3.2 手动建立电路板

5.3.3 导入网络表

5.4 布局

5.4.1 电路板的规划

5.4.2 元件的手工摆放

5.4.3 元件的快速摆放

5.4.4 生成报告文件

5.4.5 手工布局100进制可逆计数电路板

5.4.6 自动布局

5.5 覆铜

5.5.1 基本概念

5.5.2 为平面层建立覆铜区域

5.5.3 平面层分割

5.5.4 覆铜的编辑操作

5.6 布线

5.6.1 布线的原则

5.6.2 手动布线

5.6.3 自动布线

5.6.4 扇出布线

5.6.5 布线优化

第6章 电路板加工前的处理工作

6.1 PCB后续处理

6.1.1 自动测试点的添加与修改

6.1.2 重命名元件序号

6.1.3 调整文字面

6.2 电路板加工前的准备工作

6.2.1 设计的可装配性检查

6.2.2 建立丝印层

6.2.3 生成报告文件

6.2.4 建立和查看底片文件

6.2.5 向厂商提供文件

附录A Cadence元件库介绍

附录B DRC检测常见错误

附录C 74系列数字集成电路型号功能表

附录D CMOS系列数字集成电路型号功能表

参考文献

本书是以EDA技术设计为出发点，专门针对各大高校信息、自动化、计算机专业在校学生和在公司中初始学习硬件技术的开发人员而编写的数字系统制版技术材料，主要目的是使读者克服学习硬件开发技术的困难，使学习硬件技术像学习软件技术一样简单。本书的技术开发以逻辑代数的运算、定理和化简方法为理论指导，研究原理图设计方法，引入FPGA的开发软件Quartus Ⅱ 9.1，在其中利用Verilog HDL设计实现电路常用芯片的开发，可以在不必了解芯片内部工作原理的基础上，通过程序设计者的硬件行为描述获得芯片及引脚的相关信息。本书选择Cadence SPB 16.3作为设计数字系统原理图和电路板的软件，用同一个数字系统实例说明设计原理图和制作电路板的连续过程： 原理图→网络表→焊盘、封装、制版→导入网络表→布局→覆铜→布线→后处理→送厂家制版。本书可以作为嵌入式数字系统开发的基础技术设计指导书，是硬件制版技术快速入门的绝佳教材，为更多的硬件技术设计爱好者提供了广阔的空间。