A VHDL Primer

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出版者:
作者:Bhasker, Jayaram
出品人:
页数:386
译者:
出版时间:1998-9
价格:$ 79.10
装帧:
isbn号码:9780130965752
丛书系列:
图书标签:
  • VHDL
  • 数字电路设计
  • 硬件描述语言
  • FPGA
  • Verilog
  • 电子工程
  • EDA
  • 数字系统设计
  • 可编程逻辑
  • 初学者入门
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具体描述

The aim of this book continues to be the introduction of the VHDL language to the reader at the beginner's level. VHDL is a large and verbose language with many complex constructs that have complex semantic meanings and is initially difficult to understand (the US military requires VHDL for device designs, thus explains its popularity vs. other HDLs). The book presents a subset of VHDL consisting of commonly used features that make it both simple and easy to use.

《数字逻辑设计指南:从基础到实践》 本书是一本面向初学者和有一定数字逻辑基础的工程师的综合性指南,旨在帮助读者深入理解数字逻辑系统的设计原理与实现方法。我们将从最基本的逻辑门、组合逻辑电路和时序逻辑电路入手,逐步深入到更复杂的数字系统架构,包括有限状态机(FSM)、寄存器传输级(RTL)设计,以及常用的数字处理器和存储器结构。 第一部分:数字逻辑基础 本部分将为您打下坚实的数字逻辑基础。我们将详细讲解二进制、逻辑门(AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR)、布尔代数及其化简方法(如卡诺图),这些是理解所有数字电路的基石。随后,我们将探索组合逻辑电路的设计,包括加法器、减法器、多路选择器、译码器等,并分析它们的工作原理和应用场景。接着,我们将进入时序逻辑的世界,详细介绍触发器(SR, JK, D, T)的工作特性,以及如何利用它们构建寄存器、计数器和移位寄存器等基本时序电路。 第二部分:现代数字设计流程与工具 为了掌握现代数字硬件设计,了解设计流程和使用相关工具至关重要。本部分将为您介绍标准的数字设计流程,从概念提出、逻辑设计、仿真验证到物理实现。我们将重点介绍硬件描述语言(HDL)在数字设计中的核心作用,重点阐述如何使用HDL来描述和实现数字电路。您将学习如何编写清晰、高效的HDL代码,并通过仿真工具对设计的正确性进行验证。此外,我们还将简要介绍综合工具如何将HDL代码转换为门级网表,以及后续的布局布线流程。 第三部分:硬件描述语言(HDL)实践 本部分将带领您深入学习一种强大的硬件描述语言(HDL)——Verilog HDL(或其他类似语言),并指导您如何将其应用于实际的数字电路设计。我们将从Verilog的基本语法、数据类型、运算符、赋值语句开始,逐步讲解如何使用模块、端口、过程语句(always块)、生成语句等构建复杂的数字逻辑模块。您将学习如何使用Verilog来描述组合逻辑、时序逻辑,以及如何进行行为级建模和数据流建模。通过大量的实例,您将学会如何将理论知识转化为实际的HDL代码,并使用仿真工具进行验证,例如测试台的编写,以确保设计的正确性。 第四部分:进阶数字系统设计 在本部分,我们将超越基础模块,探讨更高级的数字系统设计概念。我们将深入研究有限状态机(FSM)的设计,包括Moore型和Mealy型FSM的原理、状态编码、状态转换图和状态表的设计,以及如何用HDL实现。您将学习如何设计和实现更复杂的控制单元和数据通路,例如微处理器中的控制器。此外,我们还将探讨常用的数据通路结构,如流水线技术,以及如何优化电路的性能和吞吐量。 第五部分:常用的数字集成电路与应用 本部分将介绍一些在现代电子系统中广泛应用的数字集成电路(IC)及其设计考虑。我们将讨论可编程逻辑器件(PLD),如CPLD和FPGA,它们是如何工作的,以及它们在原型开发和定制化设计中的优势。您将了解如何将您的HDL设计映射到这些器件上,并进行实际的硬件部署。此外,我们还将简要介绍存储器(如RAM、ROM)和微处理器/微控制器的工作原理,以及它们在嵌入式系统和数字信号处理中的角色。 目标读者 本书适合以下人群: 电子工程、计算机科学、自动化等相关专业的在校学生。 希望深入理解数字逻辑设计原理的工程师,包括硬件工程师、嵌入式系统工程师、FPGA开发工程师等。 对数字电路设计和硬件描述语言感兴趣的爱好者。 通过本书的学习,读者将能够: 熟练掌握数字逻辑的基本原理和设计方法。 理解和应用硬件描述语言进行数字电路的设计和仿真。 具备设计和实现中等规模数字系统的能力。 为进一步学习更高级的数字设计技术打下坚实的基础。 本书强调理论与实践相结合,通过丰富的图示、清晰的解释和实用的代码示例,帮助读者逐步建立对数字逻辑设计的全面认知,并能够自信地应用于实际项目中。

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读后感

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这本书的排版和图表质量是另一个值得称赞的方面。大量的流程图、状态机图以及代码片段被巧妙地穿插在文字叙述中,极大地增强了信息的直观性和易读性。图表的线条清晰,注释明确,色彩搭配得当,既不花哨也不过于单调,完美地起到了辅助理解的作用。我特别欣赏那些用于解释复杂交互的时序图,它们被绘制得极其精确,每一个信号的上升沿和下降沿都对应着清晰的文字说明,使得调试复杂逻辑时的思维路径豁然开朗。这些高质量的视觉辅助材料,无疑是加快知识吸收效率的加速器,让原本可能需要反复揣摩才能理解的复杂设计模式,能够一目了然地被掌握。

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这本书的包装设计非常简洁大气,封面上的字体选择既有科技感又不失经典韵味,第一眼看上去就让人觉得这是一本内容扎实、值得深入研读的专业书籍。书本的纸张质量也相当不错,触感平滑,印刷清晰,即便是长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。装帧工艺的处理也体现了出版方对细节的把控,书脊的粘合度很高,让人感觉即使用力翻阅也不会轻易散架。整体来看,这本书的实体呈现给人一种专业、可靠的印象,很适合放在书架上作为工具书随时取用。侧边书签的设计也十分贴心,方便读者快速定位到自己感兴趣或者需要复习的部分,这种细微之处的人性化设计,无疑提升了整体的阅读体验。

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这本书在内容组织上展现出一种罕见的平衡感,它既没有沉溺于过于晦涩的理论推导,也没有流于表面地罗列语法规则。作者似乎深谙读者的学习痛点,总能在关键的技术节点处,穿插一些历史背景或者设计哲学,这使得学习过程不再是机械的知识灌输,而更像是一场对数字设计艺术的探索之旅。特别是关于时序约束和时钟域交叉处理的那几节,论述得极为透彻,作者不仅给出了“是什么”和“怎么做”,更深挖了“为什么”要那样做,这种对底层原理的深刻洞察力,是我在其他许多资料中难以寻觅的。读完后,我感觉自己对硬件描述语言的理解上升到了一个新的高度,不再是简单的代码堆砌者,而是能更有意识地去设计健壮的系统。

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最后,这本书的作者展现了一种非常务实和面向工程实践的态度。书中的例子往往不是教科书式的理想化场景,而是贴近实际项目开发中可能遇到的真实挑战和权衡取舍。通过对这些实际案例的剖析,我学到了一种在理论与资源限制之间找到最佳平衡点的设计思维。随附的配套资源(如果存在的话,或者指书中暗示的实践部分)也极大地丰富了学习体验,它鼓励读者不仅仅停留在阅读层面,更要动手实践。这种理论结合实践的深度和广度,让这本书不仅仅是一本参考手册,更像是一位经验丰富的高级工程师在身旁进行一对一的指导,教会你如何真正地用这门语言去构建可靠、高效的数字系统。

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当我翻开内页,首先映入眼帘的是清晰而有条理的目录结构,它犹如一张精心绘制的导航图,引导着读者从基础概念逐步深入到复杂的应用场景。章节的划分逻辑性极强,无论是对初学者还是有一定背景的工程师来说,都能很顺畅地跟上作者的思路。每一章的开头都会有一个简短的概述,清晰地界定本章的学习目标,这种结构安排极大地帮助我预先构建知识框架,避免了在阅读过程中产生迷失感。而且,作者在引入新概念时,总会用一些非常直观的比喻或者类比来辅助理解,使得那些抽象的数字逻辑描述变得触手可及,这种教学方法上的匠心独具,绝对是本书的一大亮点,极大地降低了技术学习的门槛。

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