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第1章 绪论1

1.1 现代数字系统设计简介1

1.1.1 数字系统的概念1

1.1.2 现代数字系统的实现手段1

1.1.3 现代数字系统的设计工具2

1.2 可编程逻辑器件的发展历程3

1.3 EDA技术的发展历程5

第2章 低密度可编程逻辑器件GAL7

2.1 可编程逻辑器件的基本结构7

2.1.1 PLD的电路表示法7

2.1.2 逻辑阵列的PLD表示法应用举例9

2.2 通用阵列逻辑GAL10

2.2.1 普通型GAL的基本结构10

2.2.2 GAL的编程17

2.2.3 GAL器件介绍19

2.2.4 GAL器件性能特点及使用注意事项22

2.3 GAL开发系统ispDesignExpert24

2.4 GAL的设计实例25

2.4.1 基本逻辑门25

2.4.2 4位比较器26

2.4.3 模6计数器28

2.4.4 汽车拐弯信号灯控制系统30

3.1 ispLSI系列器件概述33

3.1.1 ispLSI器件介绍33

第3章 复杂可编程逻辑器件CPLD33

3.1.2 ispLSI系列器件的主要技术特性34

3.2 ispLSI器件的结构原理35

3.2.1 ispLSI1000系列器件结构概述35

3.2.2 ispLSI1000/1000E系列器件各部分结构和功能36

3.3 ispLSI器件的编程42

3.3.1 器件编程单元的物理布局42

3.3.2 ISP器件的编程43

3.4.1 ispLSI器件的边界扫描技术45

3.4 ISP器件的优越性45

3.4.2 ISP器件的技术特点46

3.4.3 ISP器件的使用注意事项47

3.5 在系统可编程数字开关GDS和互连器件GDX47

3.5.1 在系统可编程数字开关ispGDS47

3.5.2 在系统可编程数字互连ispGDX48

3.6 在系统可编程模拟器件49

3.6.1 ispPAC10器件内部结构和性能49

3.6.2 ispPAC20器件内部结构和性能50

3.6.4 ispPAC编程接口51

3.6.3 ispPAC80简介51

4.1 FPGA的基本结构52

第4章 现场可编程门阵列FPGA52

4.2 XC4000系列FPGA基本结构53

4.2.1 可配置逻辑块（CLB）53

4.2.2 输入／输出功能块（IOB）57

4.2.3 可编程互连（PI）58

4.2.4 片内振荡器61

4.3.1 FPGA配置概述62

4.3.2 配置模式62

4.3 XC4000系列的配置62

4.3.3 FPGA的配置流程65

4.4 FPGA的性能参数66

4.4.1 FPGA的技术特点66

4.4.2 FPGA的性能参数67

4.4.3 FPGA的封装形式和信号引脚说明68

4.5 FPGA与CPLD的比较和选用68

第5章 ABEL硬件描述语言70

5.1 ABEL语言元素70

5.1.2 逻辑运算74

5.1.3 基本逻辑器件的描述75

5.2 逻辑电路的描述77

5.2.1 逻辑方程（EQUATIONS）77

5.2.2 真值表（TRUTHTABLE）77

5.2.3 状态图（STATEDIAGRAM）79

5.1.1 逻辑量79

5.3 语言结构83

5.3.1 标题段84

5.3.2 定义段85

5.3.4 测试向量段88

5.3.5 结束段88

5.3.3 逻辑描述段88

5.4 测试向量89

5.4.1 组合电路测试向量89

5.4.2 时序电路测试向量90

5.4.3 编写测试向量的技巧91

5.5 ABEL-HDL的设计考虑93

5.5.1 输出使能控制93

5.5.2 ABEL中的层次设计93

5.5.3 引脚到引脚的语言特征96

5.6 ABEL语言设计实例101

6.1.1 VHDL的特点106

6.1 VHDL简介106

第6章 VHDL硬件描述语言106

6.1.2 VHDL的设计流程107

6.2 VHDL的基本结构108

6.2.1 实体说明109

6.2.2 结构体111

6.3 结构体的描述112

6.3.1 结构体的行为描述方式112

6.3.2 结构体的数据流描述方式114

6.3.3 结构体的结构描述方式114

6.3.4 结构体的混合描述方式116

6.4 包集合、库及配置117

6.4.1 库117

6.4.2 程序包117

6.4.3 配置118

6.5 VHDL的语言元素121

6.5.1 标识符121

6.5.2 数据对象122

6.5.3 数据类型123

6.5.4 运算操作符125

6.6.1 顺序描述语句126

6.6 VHDL的主要描述语句126

6.6.2 并行描述语句132

6.6.3 VHDL的子程序136

6.7 常用电路的VHDL描述137

6.7.1 组合电路的VHDL描述137

6.7.2 时序电路的VHDL描述141

6.7.3 使用VHDL语言注意事项148

第7章 ispDesignExpert设计系统149

7.1 ISP器件的设计流程149

7.2.1 ispDesignExpert软件概述151

7.2 ispDesignExpert软件及其基本操作151

7.2.2 怎样使用工程项目引导器152

7.3 原理图输入方式153

7.3.1 创建一个新项目154

7.3.2 输入原理图文件156

7.3.3 编译原理图160

7.3.4 设计的功能仿真161

7.3.5 设计实现166

7.4 硬件描述语言输入168

7.4.1 ABEL-HDL语言输入方式168

7.4.2 VHDL语言输入方式174

7.5.1 建立项层原理图177

7.5 硬件描述语言与原理图混合输入177

7.5.2 编写自定义模块源文件（底层设计）179

7.5.3 编译、仿真与器件适配180

7.5.4 层次化操作181

7.6 关于软件的深入使用181

7.6.1 项目管理器（ispDesignExpertProjectNavigator）182

7.6.2 项目管理器窗口的处理过程184

7.6.3 原理图编辑器184

7.6.4 创建及编辑模块符号187

7.6.5 Lattice系统宏库的使用188

7.6.6 疑难解答191

第8章 数字系统设计193

8.1 现代数字系统设计简介193

8.1.1 数字系统设计流程193

8.1.2 数字系统设计的方法194

8.1.3 设计准则194

8.2 数字系统的描述方法196

8.2.1 寄存器传输语言196

8.2.2 算法状态机图（ASM图）196

8.2.3 备有记忆文档的状态图（MDS图）199

8.3.2 状态机的表示方法200

8.3.1 状态机的基本结构和功能200

8.3 状态机设计200

8.4 数字系统设计实例201

8.4.1 设计序列检测器201

8.4.2 数字抢答器205

8.4.3 自动控制交通控制系统208

8.4.4 数显频率计217

第9章 数字电路和数字系统实验223

实验一 3/8译码器223

实验二 模拟74LS160计数器224

实验三 7人表决器224

实验四 BCD码全加器225

实验五 4位乘法器226

实验六 地址译码器227

实验七 扫描数码显示228

实验八 多功能数字钟229

实验九 数显频率计230

实验十 单片机多功能模块232

附录233

附录A Lattice系统宏233

附录B 芯片引脚图243

附录C 缩略语词汇表244

参考文献246