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普通高等教育“十二五”规划教材
信息与电子技术类系列教材
数字电路与系统教学实验教程
周祖成 程晓军 马卓钊 编 高席兰 邱淑君 副主编 著
北
京
内 容 简 介
本书介绍了 EDA 和 FPGA 的相关基础知识， 重点介绍了在宽带无线多 媒体教学平台上如何用 Altera 的工具做电路与系统的设计。全书提供了近 20 个教学实验的例子，引领读者一步一步、由浅入深地使用 FPGA 实现电 路与系统的设计。为了方便教学，随教学平台提供配套光盘。 本书可以作为通信、信息、计算机、人工智能、光机电一体化、图像 和工业自动化类专业专、本科生及研究生数字电路与系统、信号处理、计 算机接口和编程设计语言、 多媒体、 通信及 IC 设计等课程的教学实验用书， 还可以作为电子技能大赛的指导用书。
图书在版编目（CIP）数据 数字电路与系统教学实验教程/周祖成，程晓军，马卓钊主编．—北京： 科学出版社，2010.8 ISBN 978-7-03-028637-6 Ⅰ．①数… Ⅱ．①周… … ③马… Ⅲ．①数字电路-实验-高 等学校-教材 ①TN79-33 中国版本图书馆 CIP 数据核字（2010）第 158524 号 编辑：赵丽欣 / 校对：王万红 印制：吕春珉 / 封面设计：东方人华平面设计部
出版
北京东黄城根北街 16 号 邮政编码：100717
http://www.sciencep.com
印刷
科学出版社发行
2010 年 8 月第 一 版 2010 年 8 月第一次印刷 印数：1—3 000
各地新华书店经销
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开本： 787×1092 印张： 1/2 16 字数： 000 373
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前
言
自 1985 年问世以来，经过 25 年的历程，FPGA 在电子设计领域扮演着越来越重要 的角色，越来越多的电子系统设计师不得不对它刮目相看。这是因为它的 有很多不 可替 优点。 1）FPGA 的可编程性是与生俱来的，它推动了可重配置的电子设计，使硬件设 程化，导致了电子设计的软、硬件协调和并行，极大地提高了设计效率并减少了资源占 用。 2）和 ASIC 相比，FPGA 在开发成本、工具成本和开发效率方面具有绝对的优势， 其开发时间比 ASIC 平均少 55%，所以近三年用 ASCI 设计的电子系统下降了 50%。从 只用于原型设计，到代替定制芯片，FPGA 市场更多转向 ASIC 的传统市场（消费电子、 汽车电子、数据处理和工业产品） 。很多系统设计都以 FPGA 为中心来进行，FPGA 已经 从配角成为了主角。 3）从 1990 到 2010 年，FPGA 的价格下降为原先的 0.04%，集成度提高了 1000 倍， 功耗降低为原先的 0.4%，速度提高了 200 倍。 在全球市场，Altera 公司和 Xilinx 公司的 FPGA 出货量占了总出货量的 80%。而在 欧洲、亚洲尤其是中国市场，Altera 的 FPGA 占了主导地位。从 2000 年 Altera 在中国加 速推进“大学计划”以来，Altera 在高校成立了近 100 所联合实验室，促成了 Altera 的 FPGA 和相关开发工具的普及。这种形势下，为了帮助更多的大学生、研究生和工程技 术人员更普遍地使用 Altera 的 FGPA 和相关工具做电子设计，我们开发了一款宽带无线 多媒体教学平台。 宽带无线多媒体教学平台是针对大学和研究机构推出的用于教学与科研的 FPGA 开 发平台。灵活、可靠的外围接口为用户提供丰富、方便的外设连接，帮助用户迅速地理 掌握数字电路及 SoC 设计的基础知识。高速数字、模拟接 触摸彩屏的输出，为 无线宽带多媒体通信系统的验证和手机与数字电视的研发人员提供了一个基础的设计平 台。 平台设计成两部分：核心板和扩展板。核心板由网 USB 接口和计算机连接，可 以独立使用。它使用起来比较方便（可以放在 口袋里） ，为用户提供了一个不受实验 室时间和空间约束的“口袋里的实验室” 。通过插座核心板可靠地连接到扩展板，利用扩 展板上丰富的接口和输入、输出设施，构建了一个无线宽带多媒体的教学实验和科研开 发平台。 该平台既可以作为通信、信息、计算机、人工智能、光机电一体化、图像和工业自 动化类专业本科生及研究生数字电路、信号处理、计算机接口和编程设计语言、多媒体、 通信及 IC 设计等课程的教学平台， 也可以作为 IT 企业及 IC 设计领域科研院所的设计及 验证平台。

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