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出版者:7-81124

作者:周立功

出品人:

页数:362

译者:

出版时间:2007-9

价格:38.00元

装帧:

isbn号码:9787811242003

丛书系列:

图书标签:

EDA
EDA
数据分析
数据挖掘
实验教学
Python
数据可视化
统计分析
数据处理
机器学习
实践

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具体描述

周立功等编著的《EDA实验与实践》根据教学实验操作的要求，以提高

设计水平、增强动手实践能力为目的，通过实验深入浅出地介绍EDA技术及

相关知识。全书分为5章：第1章详细分析本实验教程所对应实验平台的硬

件电路；第2章简单介绍进行本实验教程实验前所应做的一些准备工作；第

3～5章列出大量实用、创新的EDA实验，介绍EDA开发的基本流程、Quartus

II软件的基本应用，以及EDA应用开发的相关知识。

《EDA实验与实践》以实战为主，提供了完整的程序源码和电路图，结

合所配套的SmartSOPC、SmartEDA实验箱，可以帮助初学者达到快速掌握

EDA技术的目的。

《EDA实验与实践》可作为高等院校电子工程、计算机、微电子、通信

、自动控制等相关专业EDA课程的实验教材，也可以作为EDA初学者的参考

资料。

探索数据科学的广阔天地：洞察与应用本书旨在为读者提供一个全面而深入的数据科学入门指南，重点关注从原始数据到有效洞察的转化过程。我们不涉及任何关于“EDA实验与实践”的具体内容，而是将视角投向数据科学领域更宏大的框架、理论基石以及跨学科的应用。本书的核心目标是培养读者形成结构化的数据思维，掌握处理复杂数据集所需的关键技能，并理解数据驱动决策背后的哲学原理。第一部分：数据科学的基石与哲学本部分将数据科学置于现代信息时代的宏大背景下进行审视，探讨其作为一门交叉学科的本质。我们首先追溯数据处理和分析的历史演进，从早期的统计学到现代的计算科学，勾勒出数据科学的学科谱系。第一章：数据哲学的重塑本章深入探讨数据在当代社会中的角色转变，从单纯的记录载体到驱动创新的核心资产。我们将分析“大数据”概念的内涵与外延，区分描述性、预测性和规范性分析之间的差异。重点讨论数据伦理、隐私保护以及算法偏见等关键议题，强调负责任地利用数据的重要性。读者将学习如何从更高层面理解数据流、数据生命周期，并建立起对数据价值的初步判断标准。第二章：信息论与量化思维为了有效地处理信息，必须掌握量化思维的工具。本章聚焦于信息论的基础，解释熵、互信息等概念如何在量化不确定性和信息增益中发挥作用。我们将介绍统计学中关于随机变量、概率分布的基础理论，并着重于如何构建合理的假设检验框架。理解数据的内在结构、分布形态以及它们如何影响后续的建模选择，是本章的重中之重。我们将避免介绍任何实验性的数据探索技术，而是专注于这些技术背后的理论支撑。第二部分：高效的数据获取与预处理框架高质量的数据是任何成功分析的先决条件。本部分关注数据进入分析流程前所必须经历的结构化准备阶段，侧重于系统架构和数据清洗的系统性方法。第三章：数据源的拓扑结构分析本章详细剖析不同类型数据的物理和逻辑结构。我们将分类讨论结构化数据（如关系型数据库）、半结构化数据（如JSON、XML）以及非结构化数据（如文本、图像）的底层存储机制。探讨数据集成（Data Integration）的挑战，包括异构数据源的映射、模式对齐以及数据湖与数据仓库的设计原则。我们将提供一套评估数据源可靠性与完整性的通用指标体系。第四章：数据质量的系统化治理数据清洗（Data Cleaning）常被误解为简单的去噪过程。本章将其提升至数据治理（Data Governance）的层面。我们将系统性地探讨缺失值处理的多种高级策略，如基于模型的插补技术（非参数方法），以及异常值（Outlier）的识别与处理，侧重于基于统计距离和密度的方法。此外，还将详细论述数据标准化（Normalization）与归一化（Standardization）的数学基础及其在模型训练中的敏感性分析，确保数据转换过程的透明性和可复现性。第三部分：高级分析方法与模型构建范式本部分将读者从数据准备阶段引向模型构建与验证的核心流程，探讨经典机器学习算法背后的数学原理和适用场景。第五章：统计学习的理论框架本章深入探讨监督学习与无监督学习的理论边界。我们将详细解析线性模型（如岭回归、Lasso）的正则化机制，理解其在偏差-方差权衡中的作用。对于非线性问题，我们将介绍核方法的原理，以及支持向量机（SVM）如何通过高维空间映射来解决复杂分类问题。重点在于理解模型复杂度与泛化能力之间的内在关系。第六章：集成学习与模型鲁棒性现代预测系统往往依赖于多个模型的协同作用。本章重点分析集成学习（Ensemble Methods）的设计哲学，包括Bagging（如随机森林的原理）和Boosting（如Gradient Boosting Machines的迭代优化过程）。我们将讨论如何构建有效的模型组合策略，例如堆叠（Stacking）与投票（Voting），以提高预测的稳定性和准确性，侧重于提升模型在未见数据上的鲁棒性。第七章：降维技术与特征工程的艺术有效的降维不仅能处理“维度灾难”，还能揭示数据中的潜在结构。本章详细阐述主成分分析（PCA）的数学推导，以及它在线性空间中的最佳投影意义。更进一步，我们将介绍流形学习（Manifold Learning）的基本概念，探讨非线性降维在保留局部结构方面的优势。特征工程部分将聚焦于如何根据领域知识系统性地构造交互特征和多项式特征，而非仅仅依赖自动化的特征选择工具。第四部分：结果的解释、部署与量化评估分析的价值体现在其可解释性和实际部署能力上。本部分侧重于如何对分析结果进行严格的验证和有效的沟通。第八章：模型性能的量化评估体系选择正确的评估指标至关重要。本章系统比较分类问题（如精确率、召回率、F1分数、ROC曲线下面积）和回归问题（如RMSE、MAE、$R^2$）的评估标准，并阐述它们在不同业务场景下的适用性权衡。特别地，我们将分析不平衡数据集的处理和评估挑战，以及如何使用交叉验证技术来获得稳健的性能估计。第九章：可解释性人工智能（XAI）的必要性随着模型复杂度的增加，透明度成为关键。本章介绍后霍克（Post-Hoc）模型解释技术，如局部可解释性模型无关解释（LIME）和夏普利加性解释值（SHAP）。这些工具帮助我们理解单个预测背后的驱动因素，从而建立对复杂“黑箱”模型的信任。我们将讨论如何将模型解释转化为可操作的业务见解。第十章：分析成果的工程化与反馈回路最终的分析必须能够融入实际业务流程。本章探讨分析模型的部署策略，包括批处理与实时推断架构的选择。同时，我们将强调持续监控（Monitoring）的重要性，建立数据漂移（Data Drift）和模型衰退（Model Decay）的检测机制，确保分析系统在动态环境中保持有效性，形成从洞察到部署再到反馈优化的完整闭环。本书通过这种结构化的、理论与方法并重的叙述方式，致力于为读者打下坚实的数据科学理论基础，使其能够应对各种复杂的数据挑战，并专注于利用严谨的方法论推动实际问题的解决。

作者简介

目录信息

第1章 SmartSOPC、SmartEDA教学实验开发平台 1 1.1 实验开发平台功能特点 2 1.2 核心板电路分析 3 1.2.1 核心板硬件原理框图 3 1.2.2 FPGA电路 5 1.2.3 存储电路 6 1.2.4 配置电路 12 1.2.5 复位电路 17 1.2.6 时钟电路 18 1.2.7 FPGA I/O口分配电路 19 1.2.8 扩展接口电路 20 1.2.9 独立按键及LED电路 22 1.2.10 电源电路 23 1.3 主板电路分析 24 1.3.1 电源电路 25 1.3.2 按键及LED电路 25 1.3.3 蜂鸣器电路 26 1.3.4 七段数码管显示电路 26 1.3.5 液晶显示电路 27 1.3.6 16×16 LED点阵电路 28 1.3.7 RS232串口电路 29 1.3.8 RS485接口电路 29 1.3.9 红外通信电路 30 1.3.10 以太网接口电路 31 1.3.11 USB接口电路 32 1.3.12 步进电机电路 32 1.3.13 直流电机电路 33 1.3.14 VGA接口电路 34 1.3.15 PS/2键盘鼠标接口电路 35 1.3.16 串行D/A、A/D电路 35 1.3.17 实时时钟电路 36 1.3.18 数字温度传感器电路 37 1.3.19 SD/MMC卡接口电路 38 1.3.20 外设PACK接口电路 39 1.3.21 主板与核心板接口 40 1.3.22 主板上的跳线 41 1.4 高速AD/DA PACK板 41 1.5 红外遥控器电路 42第2章实验准备工作 43 2.1 QuickSOPC-1C6、QuickSOPC-1C12和QuickEDA简介 43 2.2 实验平台电源连接 44 2.3 安装ByteBlaster II下载电缆 45 2.3.1 安装ByteBlasterII驱动程序 45 2.3.2 在Quartus II中添加Altera ByteBlaster II下载电缆 46第3章 EDA基础实验 48 3.1 应用Quartus II完成LED的驱动 48 3.2 流水灯 64 3.3 读取按键信号 68 3.4 静态数码管显示 71 3.5 动态数码管显示 76 3.6 按键去抖动 80 3.7 1位全加器的文本输入（波形仿真应用） 84 3.8 含异步清0和同步时钟使能的4位加法计数器 92 3.9 8位硬件加法器 96 3.10 数控分频器 99 3.11 8位十进制频率计 102 3.12 蜂鸣器输出报警声 107 3.13 硬件电子琴 108 3.14 硬件乐曲自动演奏电路 111 3.15 数字时钟 115第4章 EDA进阶实验 121 4.1 用状态机实现序列检测器 121 4.2 移位相加8位硬件乘法器 124 4.3 采用流水线技术的高速数字相关器 128 4.4 线性反馈移位寄存器（LFSR） 133 4.5 循环冗余校验编码（CRC） 139 4.6 通用异步收发器（UART） 146 4.7 红外收发通信 155 4.8 直流电机PWM控制 157 4.9 步进电机细分驱动控制 162 4.10 用状态机实现对TLC549的采样控制（A/D实验） 168 4.11 用状态机实现TLC5620的控制（D/A实验） 175 4.12 波形发生与扫频信号发生器（LPM_ROM定制） 183 4.13 数字锁相环PLL的应用 190 4.14 直接数字频率合成器（DDS） 195 4.15 高速A/D数据采集（嵌入式逻辑分析仪SignalTap II的调用） 200 4.16 液晶显示屏LCD显示 208 4.17 VGA彩色信号显示控制器 217第5章 EDA综合实验 225 5.1 VGA图像显示的设计与应用 225 5.2 PS/2鼠标接口设计与VGA显示控制 232 5.3 PS/2键盘接口设计与VGA显示控制 254 5.4 基于VGA显示的10路逻辑分析仪 281 5.5 FIR数字滤波器305 5.6 基于VGA显示的频谱分析仪（FFT） 314附录A SmartSOPC、SmartEDA核心板FPGA引脚分配 347附录B AD_DA PACK原理图 354附录C LA系列高性能逻辑分析仪 355附录D 一些EDA设计相关的网站 360参考文献 361
· · · · · · (收起)

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本《EDA实验与实践》简直是为我们这些正在摸索FPGA和SoC设计的初学者量身定做的指南。我记得我刚开始接触Vivado时，面对那些复杂的IP核配置和时序约束，简直是头大。这本书没有过多地堆砌理论，而是直接带着我们动手实践。它对各个模块的搭建过程讲解得非常细致，从底层逻辑的实现到高层系统的集成，每一步都有清晰的截图和代码示例。特别是关于AXI总线协议的讲解，以前总是似懂非懂，这本书通过具体的实验场景，让我一下子就明白了数据传输的握手流程和仲裁机制。很多教材往往只是罗列规范，但这本书的作者显然非常理解读者的痛点，他们把理论知识巧妙地融入到实际的工程应用中，让你在“做中学”，而不是干巴巴地“学理论”。对于想快速上手并掌握主流EDA工具链的工程师或学生来说，这本书的实用价值是无可替代的。我甚至觉得，这本书的目录本身就是一个非常好的学习路线图。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构设计非常适合自学，逻辑递进自然流畅，阅读体验极佳。从基础的逻辑门仿真到复杂的系统级集成，每章之间的衔接都非常紧密，不会让人感到突兀。我个人尤其喜欢它对设计流程规范化的强调，这在实际的团队协作中至关重要。它不仅教你如何“让它工作”（Make it work），更教你如何“让它在业界标准下工作”（Make it work robustly and professionally）。书中关于模块化设计和IP复用的探讨，为我后续参与大型项目打下了坚实的基础。它更像是一本“项目实战手册”，而不是一本晦涩难懂的教材。对于那些希望通过阅读一本书就能系统性地提升自己在硬件设计和验证领域能力的读者来说，这本书绝对是近几年来我接触到的最有价值的实践参考资料之一，其详实程度和指导性都超出了预期。

评分☆☆☆☆☆

说实话，对于我这种习惯了偏向理论学习的理工科背景的人来说，这本书的“实践”部分显得尤为重要。它不像教科书那样冷冰冰，而是充满了烟火气。每一个实验案例都紧密贴合行业前沿的需求，例如在嵌入式视觉处理中的流水线设计，或者在通信领域中对FIR滤波器的硬件加速实现。作者在描述实验步骤时，那种务实到近乎苛刻的严谨性，保证了读者即使是第一次接触这些模块，也能顺利跑通。我特别欣赏作者在关键设计点处设置的“注意事项”或“陷阱提醒”，这无疑是多年工程经验的结晶，避免了读者走许多不必要的弯路。当我按照书中的步骤成功点亮LED矩阵并显示出动态图形时，那种成就感是纯粹的理论学习无法给予的。这本书真正做到了“学以致用”，让抽象的硬件描述语言（HDL）变得触手可及。

评分☆☆☆☆☆

我主要关注的是这本书在不同EDA工具链之间的兼容性和通用性表达上做得如何。通常，很多实践书籍都会被特定的工具版本所限制，一旦工具升级，书本内容就会迅速过时。但《EDA实验与实践》这本书的厉害之处在于，它讲解的底层原理和设计思想是跨越工具版本的。尽管它使用了当前主流的工具进行演示，但作者非常注重阐述设计背后的哲学——比如如何有效利用寄存器、如何优化组合逻辑链条等。这使得即使我使用的软件版本与书中略有不同，我依然能灵活应对。它培养的不是“按键操作员”，而是真正的“硬件架构师”。读完之后，我感觉自己对如何构建一个可移植、高性能的硬件模块有了更深层次的理解，不再局限于某个特定软件的GUI界面，而是专注于底层硬件语言的精妙之处。

评分☆☆☆☆☆

我拿到这本《EDA实验与实践》时，原本是抱着怀疑态度的，因为市面上关于EDA的书籍大多要么过于理论化，要么就是针对特定芯片的入门手册，缺乏系统性和前瞻性。然而，这本书给了我一个大大的惊喜。它的深度和广度都控制得非常好。它没有停留在简单的数字逻辑设计，而是深入到了现代SoC设计中至关重要的部分——性能优化和功耗管理。书中专门开辟的章节讨论了如何使用脚本语言（比如Tcl）来自动化复杂的综合和布局布线流程，这对于需要处理大型项目的人来说简直是雪中送炭。更让我印象深刻的是，它对仿真和调试方法的介绍，特别是SystemVerilog在验证环境构建中的应用，讲解得极为透彻。那种感觉就像是有一位经验丰富的前辈，手把手地在教你如何在高难度的设计中排查隐藏的Bug，而不是简单地告诉你“哪里错了”。这本书的思维深度，足以让有一定基础的读者也能从中汲取新的视角。

评分☆☆☆☆☆