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☆☆☆☆☆

出版者:The MIT Press

作者:

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1990-09-10

价格:USD 90.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780262132541

丛书系列:

图书标签:

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具体描述

《数字逻辑与电路设计实践指南》全面解析现代数字系统构建的基石 --- 图书信息：书名：数字逻辑与电路设计实践指南作者：资深工程师团队出版社：精工科技出版社页数：约 850 页装帧：精装，附赠配套仿真软件与在线资源库访问权限 --- 内容概述《数字逻辑与电路设计实践指南》是一本旨在弥合理论学习与工程实践之间鸿沟的权威著作。本书聚焦于现代电子系统设计中最核心、最基础的数字逻辑层面，为电子工程、计算机工程、自动化控制等领域的学生、初级工程师以及寻求知识更新的专业人士，提供了一套全面、深入且极具实战价值的学习路线图。全书结构清晰，从最基本的布尔代数和逻辑门开始，逐步深入到复杂的组合逻辑、时序逻辑电路，直至现代大规模集成电路（IC）设计的基础方法论。我们摒弃了纯粹的理论推导，而是将重点放在如何运用这些原理来设计、仿真、验证和调试真实世界中的数字系统。第一部分：数字系统的基石——从原理到实现本部分为后续高级内容奠定了坚实的基础，强调对数字系统本质的理解。第一章：二进制世界与布尔代数数字系统的表示：详细阐述不同进制（二进制、八进制、十六进制）之间的转换，以及有符号数和无符号数的编码方式，包括原码、反码和补码的原理与应用，尤其关注溢出问题的识别与处理。布尔代数与逻辑函数：系统介绍德摩根定律、分配律等布尔代数的基本公理，并深入探讨如何使用逻辑图（真值表、卡诺图K-Map、Quine-McCluskey法）对复杂的逻辑函数进行最小化。强调最小项和最大项的优化策略。第二章：基础逻辑门与标准逻辑族基本逻辑门：深入分析与门、或门、非门、异或门的工作原理，并辅以晶体管级实现示意图，帮助读者理解其物理基础。逻辑门电路族群：全面对比分析TTL（Transistor-Transistor Logic）和CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）两大主流逻辑电平的特性，包括扇入（Fan-in）、扇出（Fan-out）、噪声容限（Noise Margin）和功耗特性。重点讲解亚稳态（Metastability）的产生原因及规避方法。集成电路器件选型：介绍74系列（LS, HC, HCT, AHC等）不同版本的适用场景和电气特性对比。第三章：组合逻辑电路的设计与应用本章是实践的核心，通过大量的实例驱动设计流程。译码器与编码器：不仅讲解基础的2-to-4、3-to-8译码器，更扩展到利用译码器实现任意组合逻辑功能的方法。多路复用器（MUX）与解复用器（DEMUX）：深入探讨如何用MUX实现数据选择和数据处理，以及“级联”和“扩展”多路复用器以处理更多输入通道的设计技巧。加法器与算术逻辑单元（ALU）基础：从半加器、全加器开始，构建串行加法器和并行（快进）加法器。设计一个简易的四位ALU，实现加法、减法（补码运算）、逻辑与、逻辑或等基本运算，并讨论进位传播延迟（Carry Propagation Delay）的优化。第二部分：时序逻辑与状态机设计本部分侧重于电路的“记忆”功能和动态行为，是构建控制器和数据存储系统的关键。第四章：基本存储单元与锁存器 SR锁存器：详细分析其工作机制，并讨论如何避免和解决“禁止状态”问题。 D触发器与主从结构：重点讲解电平触发和边沿触发的区别，以及D触发器作为基本存储单元在数据同步中的不可替代性。第五章：寄存器、计数器与存储器移位寄存器：讲解串入并出（SISO）、并入串出（PISO）、串入串出（SISO）等不同类型的移位寄存器及其在数据格式转换中的应用。计数器设计：从异步计数器到同步计数器，区分环形计数器和杜弗（Johnson/Twisted-Ring）计数器。引入“有限状态机”（FSM）的概念，指导如何设计任意模N计数器。静态随机存取存储器（SRAM）原理：介绍SRAM单元的基本结构、读写时序要求，以及存储器阵列的解码机制。第六章：有限状态机（FSM）的建模与实现本章是数字系统控制逻辑的核心。状态图与状态表：规范化描述FSM的输入、输出、状态和转移条件。 FSM设计方法学：深入讲解摩尔（Moore）模型和米利（Mealy）模型的优缺点及适用场景。重点演示如何进行状态编码（二进制编码、格雷码编码等）以最小化后续组合逻辑的规模。时序控制与时钟域：讨论系统时钟的产生、分配和同步问题。强调跨时钟域（CDC）信号处理的重要性，介绍异步FIFO和握手协议在数据传输中的应用。第三部分：硬件描述语言与系统级实践本部分将理论设计提升到现代EDA（Electronic Design Automation）工具的使用层面。第七章：Verilog HDL基础与建模语言结构：介绍Verilog的基本语法、数据类型（`reg`, `wire`）、模块实例化和端口连接。行为级、数据流级和结构级建模：详细对比这三种建模方式的适用性，尤其强调`always`块的使用，区分组合逻辑和时序逻辑的正确描述方法。关键设计构造：演示如何用Verilog高效地描述加法器、多路选择器和寄存器等基础电路。第八章：使用Verilog进行系统设计与验证时序逻辑的Verilog实现：强调使用`posedge clk`来描述触发器，并正确使用`initial`块进行仿真初始化。有限状态机的HDL描述：提供基于状态编码的、清晰可读的FSM编码范例（包括状态寄存器、转移逻辑和输出逻辑三个独立部分），确保综合工具能生成最优化的硬件。 Testbench与仿真验证：介绍如何编写规范的Testbench来对设计模块进行功能验证和时序检查，这是确保设计可靠性的关键步骤。附录与延伸阅读附录A：常用CMOS逻辑电路的详细DC/AC特性参数表。附录B：复杂逻辑函数的卡诺图和Q-M法解题步骤详解。延伸阅读：推荐学习可编程逻辑器件（CPLD/FPGA）的映射原理与布局布线基础。 --- 本书特色： 1. 强实践导向：每章末尾均附有“工程挑战”环节，要求读者运用所学知识，设计一个小型但功能完整的系统模块（如一个简单的总线仲裁器或一个数据压缩器）。 2. 工具友好：全书的例子均可通过主流的EDA仿真工具（如ModelSim或Vivado/Quartus的内置仿真器）进行复现和验证。 3. 深度解析：不仅停留在“是什么”，更深入讲解“为什么”和“如何避免错误”，特别关注功耗优化和时序约束的实际工程考量。通过研读《数字逻辑与电路设计实践指南》，读者将能够自信地从零开始构建复杂数字电路的底层结构，为后续的微处理器、SoC设计或嵌入式系统开发打下不可动摇的专业基础。

作者简介

目录信息

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

**评论一：** 这本书的结构布局简直是一场灾难，我从第一章就开始感到困惑。作者似乎预设了读者拥有深厚的专业背景知识，对很多基本概念只是轻描淡写地带过，完全没有为初学者提供一个平滑的入门路径。我花了大量时间在搜索引擎上查阅那些书中只字未提的背景知识，这极大地打断了我的阅读体验。更糟糕的是，文字描述与图示之间的对应关系也常常混乱不清，有时候图示独立存在，让人摸不着头脑，有时候图示又过度简化，根本无法阐明复杂的原理。如果作者想写一本面向广大工程师群体的实用指南，那么这种信息密度的把控是极其失败的。我原本期望能从中学到一些具体的、可操作的设计流程和技巧，但最终得到的只是一堆晦涩难懂的理论堆砌，连带着那些排版粗糙的插图，让人读完后只剩下一头雾水，对实际工程应用几乎没有指导意义。这本书更像是某位资深学者在没有顾及受众的情况下，将自己脑海中的知识点随意倾倒出来的记录，而不是一本精心编纂的教材或参考书。

评分☆☆☆☆☆

**评论四：** 从内容的前后连贯性来看，这本书存在着严重的逻辑断层。不同章节之间的衔接显得非常生硬，好像是把几篇独立撰写的、针对不同受众的讲义强行拼凑在一起。比如，第十章突然引入了基于某种特定FPGA架构的优化方案，但在此之前，书中从未对该架构做过任何铺垫或介绍，这使得读者在理解该优化方案时，必须跳跃式地去寻找缺失的前置知识，打断了思维的流畅性。这种拼凑感让这本书读起来像是一个松散的知识点集合，而非一个统一的知识体系。专业书籍的核心价值在于构建一个逻辑自洽的认知框架，引导读者从基础到高阶稳步前进。很遗憾，这本书在这方面做得非常不到位，它更像是兴趣使然的知识点罗列，缺乏专业编辑和结构设计上的严谨把控，读完后，读者得到的可能是一堆孤立的知识碎片，而不是一个完整的设计方法论。

评分☆☆☆☆☆

**评论二：** 坦白讲，这本书的写作风格实在是过于学术化和冗长，仿佛在进行一场无休止的哲学辩论，而非讲解电子设计中的核心技术。每一段文字都堆砌着大量修饰词和复杂的从句，使得核心论点被淹没在语言的迷雾之中。我花了近两周时间才勉强读完前三分之一，但感觉自己并没有真正“吸收”到任何有价值的知识。例如，在讨论某个关键器件的工作原理时，作者花费了三页篇幅来铺陈历史背景和理论基础，却迟迟不给出最直接的等效电路模型，这对于急需解决实际问题的工程师来说，无疑是一种折磨。我更喜欢那种直截了当、注重效率的表达方式，能够快速定位问题、找到解决方案。这本书显然是为那些有大把时间进行纯理论研究的人准备的，对于追求效率和实战能力的读者，它提供的价值极其有限，甚至可以说是一种时间的浪费。我宁愿去看一些包含大量实际案例分析和代码实现的在线教程，它们来得更为直接有效。

评分☆☆☆☆☆

**评论三：** 这本“巨著”的装帧质量也令人不敢恭维。纸张薄得像报纸，印刷的清晰度极差，尤其是在处理那些细小的电路符号和波形图时，细节完全糊在了一起。我怀疑出版社在发行前是否经过了任何质量控制。更别提索引和目录的设计了，完全是反人类的。想要查找某个特定的术语或公式，我必须依靠直觉在厚厚的书页中摸索，耗费大量精力，这种体验在如今这个信息唾手可得的时代，显得尤为落伍。一本技术书籍的价值，很大程度上取决于其作为工具的易用性，而这本书在物理层面和逻辑组织层面都未能达标。想象一下，在进行紧张设计评审的时候，你翻开一本让人阅读起来都感到吃力的书，那种挫败感是难以言喻的。我期待的是一本可以被随时翻阅、方便标记重点的可靠参考资料，而不是一本需要戴着放大镜，在昏暗灯光下才能勉强辨认文字的印刷品。

评分☆☆☆☆☆

**评论五：** 这本书对于前沿技术的追踪似乎严重滞后了。我在书中寻找关于当前主流的低功耗设计方法，特别是近两年新兴的动态电压和频率调节（DVFS）的深度讨论，却发现其内容还停留在十年前的静态功耗分析层面，充斥着大量已经不再是行业主流的晶体管级优化细节。在快速迭代的电子工程领域，一本技术参考书若不能及时反映最新的工艺节点和设计范式，其价值会迅速贬值。我希望这本书能够提供一些关于系统级功耗预算和现代EDA工具链如何集成这些新技术的实践指导，而不是沉溺于那些教科书式的、理论上完美但实践中已不常采用的优化手段。对于那些需要紧跟行业步伐、关注下一代产品研发的工程师而言，这本书提供的参考价值非常有限，它更像是一份历史文献，而非指导未来的蓝图。选择它，意味着你可能会错过真正能提升效率的关键技术点。

评分☆☆☆☆☆