IP核芯志：数字逻辑设计思想 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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吴涛 著

图书标签:

• 数字逻辑设计
• IP核
• Verilog
• FPGA
• 数字电路
• 硬件设计
• 电子工程
• EDA
• 芯片设计
• 可编程逻辑

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121269790

版次：1

商品编码：11767757

包装：平装

开本：16开

出版时间：2015-08-01

用纸：胶版纸

页数：320

正文语种：中文

编辑推荐

IP核（Intellectual Property core，知识产权核）是一段具有特定电路功能的硬件描述语言程序，可移植到不同的半导体工艺中生产集成电路芯片。IP核设计电子系统引用方便、修改容易。本书用轻松的语言和实例讲解方式，介绍了ASIC前端/FPGA设计的有关知识，包括ASIC、IP核系统设计选择；设计时重点关注和系统架构设计的一般理念与关键思想，如Verilog语言的可综合性、时钟系统概念、设计流程等；用Verilog语言描述简单单元的设计；介绍数学运算与信号处理单元设计与结构优化。
本书尽量剥离了很多信号处理的理论知识，本书注重于系统结构以及结构优化的介绍，符合工程师的阅读需要。本书语言风趣，通俗易懂，配有一定插图，方面读者阅读理解。

内容简介

数字逻辑设计的精妙之处，在于根据不同的系统需求获得功能相同但结构完全不同的系统架构，这也是所谓“面积与速度”的平衡问题。本书运用幽默轻松的语言方式，介绍各种IP核在不同要求下的实现方法，潜移默化地传递了数字逻辑系统的设计思想。由于大部分工程师对于信号处理等知识的把握不是特别理想，所以本书剥离了理论知识的传统讲解方式，注重系统结构以及结构优化的介绍，以适应此类工程师的需要。__eol__第1章介绍了数字逻辑设计的基础概念，这些是设计的基础。只有把握这些内容，才能够真正进行合格的FPGA或者ASIC前端设计。第2～5章，由浅入深详述了从简单的选择器到复杂的快速傅里叶变换的一系列IP核内部结构，包含IP核多种可能的结构，方便读者根据不同的系统需求选择使用。第6章举例介绍了复杂系统设计所需要考虑的各种问题，使读者体会到“面积与速度”均衡的思想。

作者简介

吴涛，通信专业博士，从事过关于W-CDMA的FPGA IP core设计工作，也完成过W-CDMA和TDS-CDMA的接收机理论研究和链路仿真，及无线通信的系统设计和标准设计工作。目前，有100多个已经授权的发明专利，也是某个通信行业标准文件的第一作者，还有专利的思想被写入3GPP的协议。作者在某电子信类专业论坛上享有一定知名度，以文风幽默，谈古论今，故事性讲解擅长。

目录

第1章 论基础，老和尚月下谈根本背景知识介绍
第一回 龙虎斗江湖纷争
数字逻辑历史与设计流程
第二回 两选难用核围城
IP核探秘
第三回 实现语所见非真
Verilog语言与其可综合性
第四回 依图说严格流程
语言描述硬件
第五回 听指挥时钟分析
系统时钟与时延
第六回 巧均衡熊并鱼蒸
结构设计中面积与速度的均衡
第七回 定结构模式规整
逻辑设计的三种基本结构
第八回 严测试片外编辑
如何编写测试程序

第2章 定周边，大比丘海外平外围
芯片外围接口设计
第一回 独家秘方孟婆汤
复位信号及其重建
第二回 数据出入要稳定
输入输出数据的处理方法
第三回 摸虎臀艺高胆大
芯片的时钟控制
第四回 接口状态任纵横
接口时序的有限状态机表示

第3章 简单入手，代码风格从小养
基本单元与代码
第一回 三把神沙显神功
编码器、译码器和计数器代码分析
第二回 急速风云演好戏
组合逻辑的时序化
第三回 顺序扫描找高个
顺序操作的数字实现
第四回 状态还要代码现
有限状态机的实现方法

第4章 数学为王，高速运算显本领
基本数学运算单元
第一回 整数加法打头阵
无符号数加法器
第二回 乘法是多次的加
无符号数乘法器的结构
第三回 自古除法一根筋
无符号除法器设计
第四回 并蒂花开一般齐
带符号整数的运算方法
第五回 数值浮动夜黄昏
定点数与科学记数的四则运算方法
第六回 浅尝辄止四方阵
矩阵计算简介
第七回 露两手巧算函数
通用非线性函数的计算方法
第八回 降魔障独孤九剑
计算非线性函数的CORDIC方法

第5章 聊信号处理，无非一堆运算
简单数字信号处理单元设计
第一回 翻译方能做串串
D触发器链型电路
第二回 时频变换梁祝舞
快速傅里叶变换
第三回 无尽响细节研判
无限冲激响应滤波器的实现
第四回 有穷应变化多端
有限冲激响应滤波器的实现

第6章 说系统设计，莫过两者平衡
通过例子，简介系统设计思想
第一回 齐声合唱嘀嗒嘀
电子表系统设计
第二回 读写控制逍遥游
SDRAM控制器设计
第三回 单元复用白菜价
多通道数字中频系统设计
第四回 看客做菜好厨师
CDMA多径搜索在不同场合的实现

附录一 后山涧偶获残卷两页 说书场布道客官千人
两个数值算法介绍
附录二 唠设计约定几条死规矩 唱京戏留出两行离别泪
代码风格与规则

精彩书摘

　　《IP核芯志：数字逻辑设计思想》：
　　（1）通用性，即具有某一功能的IP核，可以在不同应用方面使用。IP核具有满足子功能可配置甚至可编程的特点，如最常见的嵌入式CPU模块具有非常好的通用性。
　　（2）正确性，即有百分之百的保证。IP核的实现严格遵守一系列的可重用设计开发规范，IP核的验证用例必须具有完备性，功能覆盖率、测试覆盖率都能达到百分之百。IP核工作的临界条件提供相应的大流量测试、随机性测试，甚至能够提供软硬件协同仿真的测试环境等。
　　（3）可移植性，即IP核的实现，如行为描述、网表、GDSII文件，具有可移植性，其设计输入可以在不同的开发平台上重现；综合用批处理文件具有可移植性，IP核的综合结果可以用不同的综合工具，在不同的综合库条件下正确重现；IP核的验证可以用不同的仿真器，在不同的仿真库条件下重现。（说句他们不喜欢听的，这个可移植，一般最多是一个厂家的不同器件之间的移植。A公司不会“仁”到这种程度：为作为竞争对手的B公司，去做免费IP核。这个就是唐诗里的“却为人做嫁衣裳”的行为，只有大脑有些贵恙的人才玩。这是商场，不是“失弓得弓”那么简单的事情。）
　　至于这些优点里面是否有水分和掺了几成水，列位自己琢磨。
　　3.维谷，又见维谷
　　现在，大家来尝试着讨论一下，“一个项目里面是否该采用IP核，以及该采用多少？”这个问题。
　　IP核的概念和优点，前面说了很多了。接下来该发挥贫僧嘴贱的特点了，聊聊IP核的坏处和问题。
　　首先，一般稳定的，特别是可以供ASIC设计的，IP核是要花钱的。这有点废话的感觉，自己开发也要花人力资源和实践，这对老板而言也是钱。但是，很多IP核要持续花钱。也就是说，你用一次就要交一次钱。这个是固定成本。相对而言，自己开发则是一次性投资，后期会被出货量平均掉。这个不是一般开发工程师的事情，大伙儿看看热闹好了，不必追究细节。
　　其次，采用IP核的系统结构，就必须符合这些IP核的结构，不利于结构的优化。本书的后面，大家将会看到：好的结构，需要把单元的界限打破，重新组合。用了IP核，这种重新组合的限制就很大了。
　　最后，用IP核会损伤一些工程师的自尊心，还会造成一些人不求甚解的倾向。这个又是管理的事情，我们不关心。说一个故事吧，在《市场学》里面常作为案例。
　　……

前言/序言

探寻数字世界的底层逻辑：一部关于集成电路设计思想的深度剖析 在这本《IP核芯志：数字逻辑设计思想》中，我们并非要为您呈现一份冗长的技术手册，也不是一本枯燥的理论堆砌。相反，它是一次深入探寻现代数字世界最核心构造——集成电路（IC）——设计理念的旅程。它聚焦于那些塑造了我们今日科技面貌的根本性思维方式和工程智慧，旨在揭示隐藏在芯片背后，那令人惊叹的逻辑之美与工程实践的精妙之处。 本书的创作初衷，源于对一个简单却深刻问题的追问：当我们谈论“数字逻辑设计”时，我们究竟在谈论什么？它不仅仅是布尔代数的运用，也不仅是逻辑门的堆砌。它是一门关于如何将抽象的计算模型转化为物理实现的艺术，一门关于如何在极小的空间内实现复杂功能的科学。它关乎抽象层级的优雅运用，关乎资源分配的极致优化，关乎时序约束的严谨把握，更关乎面对复杂系统时，如何分解、管理与验证的系统性思维。 走进“芯”世界：从概念到实现的桥梁 电子世界的运转，离不开无数微小的“芯”。这些芯片，是人类智慧的结晶，是无数工程师心血的凝聚。而支撑起这些庞大集成电路的，正是我们在这本书中所要深入探讨的“数字逻辑设计思想”。本书将带领读者，一步步构建对集成电路设计生命周期的全面认知，从最初的需求分析、系统架构设计，到具体的逻辑模块实现、时序约束的设定，再到最终的验证与物理实现。我们将不仅仅停留在“做什么”，更侧重于“为什么这样做”，以及“如何做得更好”。 思维的艺术：抽象与具象的舞蹈 数字逻辑设计的核心，在于对“抽象”的驾驭。从高层次的算法描述，到中层次的寄存器传输级（RTL）代码，再到低层次的门级网表，每一层级都在不断地将抽象的概念具象化，同时又保持着对上一层级的概括性。本书将详细阐述这一过程中的关键思维方式： 分而治之的智慧： 复杂的系统如何被拆解成 manageable 的模块？模块之间如何通过清晰的接口进行交互？我们将探讨模块化设计的原则、层次化设计的优势，以及如何通过信息隐藏和封装来管理复杂性。 状态机的艺术： 许多数字系统都离不开对状态的精确管理。本书将深入剖析有限状态机（FSM）的设计思想，从同步FSM到异步FSM，从状态的编码方式到状态迁移的逻辑实现，让读者深刻理解如何用状态机的语言来描述和控制数字系统的行为。 数据通路与控制通路的设计： 数据在芯片中是如何流动的？控制信号又是如何指挥数据流动的？本书将解析数据通路（Datapath）和控制通路（Control Path）的设计哲学，以及它们如何协同工作，实现预期的计算功能。 时序的魔法： 在高速运转的数字电路中，时间的把握至关重要。本书将深入探讨时序逻辑设计的核心概念，包括时钟（Clock）的作用、触发器（Flip-flop）与锁存器（Latch）的区别、建立时间（Setup Time）和保持时间（Hold Time）的约束，以及如何通过时钟域（Clock Domain）的划分和同步电路的设计来避免亚稳态（Metastability）等问题。 并行与流水线的力量： 如何在有限的资源下，尽可能地提高处理速度？本书将解析并行计算和流水线（Pipelining）设计的核心思想，以及它们在提升吞吐量（Throughput）方面的巨大作用。我们将探讨不同类型的流水线结构，以及如何权衡性能、资源消耗和设计复杂度。 工程的实践：从理论到现实的落地 理论是指导，实践是检验。本书将不仅仅停留在理论层面，更会深入探讨在实际工程中，这些设计思想是如何被应用的。 硬件描述语言（HDL）的精髓： Verilog和VHDL等硬件描述语言是表达数字逻辑设计的通用语言。本书将引导读者理解，HDL不仅仅是代码，更是对硬件行为的精确描述。我们将探讨如何用HDL来建模组合逻辑、时序逻辑，以及如何利用HDL的特性来捕捉和表达设计意图。 综合（Synthesis）的玄机： HDL代码如何转化为实际的门电路？综合工具扮演着怎样的角色？本书将剖析综合的过程，从逻辑优化到技术映射，让读者理解综合工具的工作原理，以及如何编写易于综合的HDL代码，以获得最优的综合结果。 时序分析（Timing Analysis）的严谨： 芯片的速度不仅仅取决于逻辑的复杂度，更在于时序的合理性。本书将详细介绍静态时序分析（STA）的基本原理，包括关键路径（Critical Path）的识别，时序违例（Timing Violation）的产生原因，以及如何通过设计调整和约束优化来解决时序问题。 验证（Verification）的基石： “正确性”是数字设计的生命线。本书将强调验证在整个设计流程中的极端重要性，并介绍常见的验证方法，如功能仿真（Functional Simulation）、形式验证（Formal Verification）和后仿真（Post-Simulation）等。我们将探讨如何构建有效的测试平台（Testbench），以及如何通过各种验证手段来确保设计的可靠性。 IP核（Intellectual Property Core）的价值： 在当今复杂的SoC（System-on-Chip）设计中，IP核已经成为不可或缺的组成部分。本书将深入探讨IP核的设计思想，包括其模块化、可重用性、标准化接口以及在大型系统中的集成方式。我们将揭示IP核如何加速设计进程，降低开发成本，并提升整体芯片的性能和可靠性。 不仅仅是技术，更是洞察 《IP核芯志：数字逻辑设计思想》所要传达的，不仅仅是技术上的细节，更是深层次的工程洞察。它旨在培养读者以下几个方面的能力： 问题分解与建模能力： 面对复杂的工程问题，能够将其有效地分解，并用合适的抽象模型来描述。 系统性思维能力： 理解设计中的各个环节是如何相互关联、相互影响的，并能从全局角度进行考量。 权衡取舍的能力： 在性能、功耗、面积和设计复杂度等多个维度之间，做出明智的权衡。 严谨的工程态度： 深刻理解“细节决定成败”，在设计的每一个环节都力求精确与可靠。 谁适合阅读这本书？ 本书适合所有对数字电路设计感兴趣的读者，包括但不限于： 电子工程、计算机科学等相关专业的在校学生： 为您打下坚实的数字逻辑设计理论基础，并帮助您理解课堂知识在实际工程中的应用。 初级和中级的数字IC设计工程师： 帮助您梳理和深化对数字逻辑设计核心思想的理解，提升工程实践能力。 FPGA（现场可编程门阵列）开发者： 很多数字逻辑设计思想在FPGA开发中同样适用，本书将帮助您更好地理解和应用FPGA器件。 对现代科技底层原理充满好奇的科技爱好者： 揭示您手中设备背后隐藏的数字魔法，满足您对技术的好奇心。 《IP核芯志：数字逻辑设计思想》是一本引领您穿越数字逻辑设计迷宫的指南。它不仅仅是一本书，更是一场思维的探索，一次对工程智慧的致敬。阅读它，您将不仅仅学会“如何设计”，更会理解“为何如此设计”，从而在数字世界的创造中，拥有更深刻的洞察力和更强大的力量。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在数字IC设计行业摸爬滚打多年的工程师，虽然接触过不少相关的技术书籍，但总觉得在某些核心的“设计思想”上，一直未能达到一个真正的“通透”境界。《IP核芯志：数字逻辑设计思想》这个书名，立刻引起了我的兴趣，因为它点明了核心——“思想”。我希望这本书能提供的是一种高度概括和提炼，能够让我从纷繁复杂的具体实现中跳出来，看到数字逻辑设计背后更普适的规律和哲学。我尤其关注它在“IP核”这一块的论述，这部分往往是项目中最具价值也最难掌握的部分。这本书会不会从更宏观的角度，阐述如何设计出高质量、可复用、易于集成的IP核？它会不会在模块化设计、接口定义、时钟域交叉处理、功耗优化等方面给出一些独到的见解？我期待的不仅仅是技术细节的堆砌，而是能够帮助我提升整个设计体系的认知，让我未来的设计工作能更加得心应手，也能在团队中承担更重要的角色。

评分☆☆☆☆☆

一直以来，我都对数字逻辑设计的底层原理和核心思想充满着浓厚的兴趣，希望能从更深层次理解这个领域。《IP核芯志：数字逻辑设计思想》这本书，恰好满足了我对这类深入探讨的期待。我非常希望这本书能够带我深入理解数字逻辑设计的“思想”是如何形成的，以及这些思想在实际IP核设计和应用中是如何体现的。它会不会从状态机的设计艺术、时序约束的哲学，到异步逻辑的精妙之处，逐一剖析？我尤其看重它在“IP核”方面的解读，希望能了解到，一个优秀的IP核，其设计思维究竟体现在哪些方面？比如，如何做到高内聚、低耦合？如何实现模块化的可配置性和可扩展性？这本书如果能给我提供关于IP核设计流程、验证策略以及IP集成到大型系统中的最佳实践，那我将受益匪浅。我期待通过阅读，能够真正领悟数字逻辑设计的精髓，并在我的学习和实践中得到升华。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，这本书的封面设计就充满了科技感和专业范儿，让人一眼就能感受到其内容的深度。我一直对数字逻辑设计这个领域充满了好奇，但又觉得它高深莫测，尤其是涉及到一些复杂的时序逻辑和同步异步问题时，常常感到力不从心。了解到《IP核芯志：数字逻辑设计思想》这本书，我抱持着一种“救星”的心态来学习。它不像某些教程那样只讲实现，而是着重于“思想”，这让我非常看重。我希望通过这本书，能够理解为什么这样设计，而不是仅仅学会怎么设计。比如，它会不会深入分析不同设计风格的优劣，以及在不同的应用场景下，如何选择最合适的逻辑实现方式？我尤其关注它在“IP核”方面的讲解，因为目前很多复杂的SoC设计都是基于现有的IP核来构建的，理解IP核的设计思想和接口规范，对于提高整体设计效率和质量至关重要。这本书如果能给我一些关于IP核复用、验证以及IP集成方面的深刻见解，那绝对是物超所值了。

评分☆☆☆☆☆

作为一名 FPGA 爱好者，我一直致力于提升自己的逻辑设计能力，特别是对于那些复杂的、高性能的数字系统，总觉得在理论和实践之间存在一道鸿沟。《IP核芯志：数字逻辑设计思想》这本书的名字，恰恰触及了我最想突破的地方。我渴望理解数字逻辑设计的“思想”，而非仅仅是语法和工具的使用。例如，在构建高性能IP核时，究竟有哪些核心的权衡和取舍？这本书会不会深入剖析诸如流水线设计、并行处理、资源共享等关键技术的背后的设计逻辑？我尤其关注它在“IP核”部分的阐述，因为在FPGA开发中，高效利用IP核是项目成功的关键。希望这本书能提供关于IP核的抽象层次、接口协议、验证方法等方面的详细指导，让我能够更好地理解和应用现有的IP核，甚至能够自己设计出更优秀的IP模块。这本书的出现，给了我一个系统性学习的绝佳机会。

评分☆☆☆☆☆

哇，终于入手了这本《IP核芯志：数字逻辑设计思想》！我之前就听闻这本书在数字设计界的大名，说是从底层逻辑思维讲到高层IP应用，条理清晰，概念扎实，堪称是进入数字IC设计领域的“圣经”之一。拿到手后，书的纸质手感就非常棒，厚实而有质感，翻开来看，排版也相当舒服，不像有些技术书那样密密麻麻让人望而却步。我特别期待它能帮助我梳理那些零散的数字逻辑知识点，特别是像亚稳态、时序分析这些我一直觉得头疼的地方，希望这本书能提供一套系统性的解决方案，让我能够真正理解其背后的原理，而不是简单地记住公式。而且，名字里带着“IP核芯志”，感觉会深入讲解很多实际应用中的IP设计和使用技巧，这对我这个正在准备找工作的学生来说，绝对是急需的知识，能让我简历上增添不少含金量，也为未来的工作打下坚实基础。我已经迫不及待地想开始阅读了，希望能在这本书的引领下，我的数字逻辑设计能力能更上一层楼，真正做到融会贯通，游刃有余。

评分☆☆☆☆☆

大概翻了一下，写的还行。

评分☆☆☆☆☆

正版书籍，值得购买。

评分☆☆☆☆☆

思想不错，略显唠叨，还是有不少收获

评分☆☆☆☆☆

语音很幽默，内容还可以，刚看了几页

评分☆☆☆☆☆

适合初学者看

评分☆☆☆☆☆

语言幽默风趣，内容调理清楚，不错

评分☆☆☆☆☆

群友推荐的，内容不错～

评分☆☆☆☆☆

好评

评分☆☆☆☆☆

专业书籍，买回来学习