IP核芯誌：數字邏輯設計思想 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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吳濤 著

圖書標籤:

• 數字邏輯設計
• IP核
• Verilog
• FPGA
• 數字電路
• 硬件設計
• 電子工程
• EDA
• 芯片設計
• 可編程邏輯

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121269790

版次：1

商品編碼：11767757

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2015-08-01

用紙：膠版紙

頁數：320

正文語種：中文

編輯推薦

IP核（Intellectual Property core，知識産權核）是一段具有特定電路功能的硬件描述語言程序，可移植到不同的半導體工藝中生産集成電路芯片。IP核設計電子係統引用方便、修改容易。本書用輕鬆的語言和實例講解方式，介紹瞭ASIC前端/FPGA設計的有關知識，包括ASIC、IP核係統設計選擇；設計時重點關注和係統架構設計的一般理念與關鍵思想，如Verilog語言的可綜閤性、時鍾係統概念、設計流程等；用Verilog語言描述簡單單元的設計；介紹數學運算與信號處理單元設計與結構優化。
本書盡量剝離瞭很多信號處理的理論知識，本書注重於係統結構以及結構優化的介紹，符閤工程師的閱讀需要。本書語言風趣，通俗易懂，配有一定插圖，方麵讀者閱讀理解。

內容簡介

數字邏輯設計的精妙之處，在於根據不同的係統需求獲得功能相同但結構完全不同的係統架構，這也是所謂“麵積與速度”的平衡問題。本書運用幽默輕鬆的語言方式，介紹各種IP核在不同要求下的實現方法，潛移默化地傳遞瞭數字邏輯係統的設計思想。由於大部分工程師對於信號處理等知識的把握不是特彆理想，所以本書剝離瞭理論知識的傳統講解方式，注重係統結構以及結構優化的介紹，以適應此類工程師的需要。__eol__第1章介紹瞭數字邏輯設計的基礎概念，這些是設計的基礎。隻有把握這些內容，纔能夠真正進行閤格的FPGA或者ASIC前端設計。第2～5章，由淺入深詳述瞭從簡單的選擇器到復雜的快速傅裏葉變換的一係列IP核內部結構，包含IP核多種可能的結構，方便讀者根據不同的係統需求選擇使用。第6章舉例介紹瞭復雜係統設計所需要考慮的各種問題，使讀者體會到“麵積與速度”均衡的思想。

作者簡介

吳濤，通信專業博士，從事過關於W-CDMA的FPGA IP core設計工作，也完成過W-CDMA和TDS-CDMA的接收機理論研究和鏈路仿真，及無綫通信的係統設計和標準設計工作。目前，有100多個已經授權的發明專利，也是某個通信行業標準文件的第一作者，還有專利的思想被寫入3GPP的協議。作者在某電子信類專業論壇上享有一定知名度，以文風幽默，談古論今，故事性講解擅長。

目錄

第1章 論基礎，老和尚月下談根本背景知識介紹
第一迴 龍虎鬥江湖紛爭
數字邏輯曆史與設計流程
第二迴 兩選難用核圍城
IP核探秘
第三迴 實現語所見非真
Verilog語言與其可綜閤性
第四迴 依圖說嚴格流程
語言描述硬件
第五迴 聽指揮時鍾分析
係統時鍾與時延
第六迴 巧均衡熊並魚蒸
結構設計中麵積與速度的均衡
第七迴 定結構模式規整
邏輯設計的三種基本結構
第八迴 嚴測試片外編輯
如何編寫測試程序

第2章 定周邊，大比丘海外平外圍
芯片外圍接口設計
第一迴 獨傢秘方孟婆湯
復位信號及其重建
第二迴 數據齣入要穩定
輸入輸齣數據的處理方法
第三迴 摸虎臀藝高膽大
芯片的時鍾控製
第四迴 接口狀態任縱橫
接口時序的有限狀態機錶示

第3章 簡單入手，代碼風格從小養
基本單元與代碼
第一迴 三把神沙顯神功
編碼器、譯碼器和計數器代碼分析
第二迴 急速風雲演好戲
組閤邏輯的時序化
第三迴 順序掃描找高個
順序操作的數字實現
第四迴 狀態還要代碼現
有限狀態機的實現方法

第4章 數學為王，高速運算顯本領
基本數學運算單元
第一迴 整數加法打頭陣
無符號數加法器
第二迴 乘法是多次的加
無符號數乘法器的結構
第三迴 自古除法一根筋
無符號除法器設計
第四迴 並蒂花開一般齊
帶符號整數的運算方法
第五迴 數值浮動夜黃昏
定點數與科學記數的四則運算方法
第六迴 淺嘗輒止四方陣
矩陣計算簡介
第七迴 露兩手巧算函數
通用非綫性函數的計算方法
第八迴 降魔障獨孤九劍
計算非綫性函數的CORDIC方法

第5章 聊信號處理，無非一堆運算
簡單數字信號處理單元設計
第一迴 翻譯方能做串串
D觸發器鏈型電路
第二迴 時頻變換梁祝舞
快速傅裏葉變換
第三迴 無盡響細節研判
無限衝激響應濾波器的實現
第四迴 有窮應變化多端
有限衝激響應濾波器的實現

第6章 說係統設計，莫過兩者平衡
通過例子，簡介係統設計思想
第一迴 齊聲閤唱嘀嗒嘀
電子錶係統設計
第二迴 讀寫控製逍遙遊
SDRAM控製器設計
第三迴 單元復用白菜價
多通道數字中頻係統設計
第四迴 看客做菜好廚師
CDMA多徑搜索在不同場閤的實現

附錄一 後山澗偶獲殘捲兩頁 說書場布道客官韆人
兩個數值算法介紹
附錄二 嘮設計約定幾條死規矩 唱京戲留齣兩行離彆淚
代碼風格與規則

精彩書摘

　　《IP核芯誌：數字邏輯設計思想》：
　　（1）通用性，即具有某一功能的IP核，可以在不同應用方麵使用。IP核具有滿足子功能可配置甚至可編程的特點，如最常見的嵌入式CPU模塊具有非常好的通用性。
　　（2）正確性，即有百分之百的保證。IP核的實現嚴格遵守一係列的可重用設計開發規範，IP核的驗證用例必須具有完備性，功能覆蓋率、測試覆蓋率都能達到百分之百。IP核工作的臨界條件提供相應的大流量測試、隨機性測試，甚至能夠提供軟硬件協同仿真的測試環境等。
　　（3）可移植性，即IP核的實現，如行為描述、網錶、GDSII文件，具有可移植性，其設計輸入可以在不同的開發平颱上重現；綜閤用批處理文件具有可移植性，IP核的綜閤結果可以用不同的綜閤工具，在不同的綜閤庫條件下正確重現；IP核的驗證可以用不同的仿真器，在不同的仿真庫條件下重現。（說句他們不喜歡聽的，這個可移植，一般最多是一個廠傢的不同器件之間的移植。A公司不會“仁”到這種程度：為作為競爭對手的B公司，去做免費IP核。這個就是唐詩裏的“卻為人做嫁衣裳”的行為，隻有大腦有些貴恙的人纔玩。這是商場，不是“失弓得弓”那麼簡單的事情。）
　　至於這些優點裏麵是否有水分和摻瞭幾成水，列位自己琢磨。
　　3.維榖，又見維榖
　　現在，大傢來嘗試著討論一下，“一個項目裏麵是否該采用IP核，以及該采用多少？”這個問題。
　　IP核的概念和優點，前麵說瞭很多瞭。接下來該發揮貧僧嘴賤的特點瞭，聊聊IP核的壞處和問題。
　　首先，一般穩定的，特彆是可以供ASIC設計的，IP核是要花錢的。這有點廢話的感覺，自己開發也要花人力資源和實踐，這對老闆而言也是錢。但是，很多IP核要持續花錢。也就是說，你用一次就要交一次錢。這個是固定成本。相對而言，自己開發則是一次性投資，後期會被齣貨量平均掉。這個不是一般開發工程師的事情，大夥兒看看熱鬧好瞭，不必追究細節。
　　其次，采用IP核的係統結構，就必須符閤這些IP核的結構，不利於結構的優化。本書的後麵，大傢將會看到：好的結構，需要把單元的界限打破，重新組閤。用瞭IP核，這種重新組閤的限製就很大瞭。
　　最後，用IP核會損傷一些工程師的自尊心，還會造成一些人不求甚解的傾嚮。這個又是管理的事情，我們不關心。說一個故事吧，在《市場學》裏麵常作為案例。
　　……

前言/序言

探尋數字世界的底層邏輯：一部關於集成電路設計思想的深度剖析 在這本《IP核芯誌：數字邏輯設計思想》中，我們並非要為您呈現一份冗長的技術手冊，也不是一本枯燥的理論堆砌。相反，它是一次深入探尋現代數字世界最核心構造——集成電路（IC）——設計理念的旅程。它聚焦於那些塑造瞭我們今日科技麵貌的根本性思維方式和工程智慧，旨在揭示隱藏在芯片背後，那令人驚嘆的邏輯之美與工程實踐的精妙之處。 本書的創作初衷，源於對一個簡單卻深刻問題的追問：當我們談論“數字邏輯設計”時，我們究竟在談論什麼？它不僅僅是布爾代數的運用，也不僅是邏輯門的堆砌。它是一門關於如何將抽象的計算模型轉化為物理實現的藝術，一門關於如何在極小的空間內實現復雜功能的科學。它關乎抽象層級的優雅運用，關乎資源分配的極緻優化，關乎時序約束的嚴謹把握，更關乎麵對復雜係統時，如何分解、管理與驗證的係統性思維。 走進“芯”世界：從概念到實現的橋梁 電子世界的運轉，離不開無數微小的“芯”。這些芯片，是人類智慧的結晶，是無數工程師心血的凝聚。而支撐起這些龐大集成電路的，正是我們在這本書中所要深入探討的“數字邏輯設計思想”。本書將帶領讀者，一步步構建對集成電路設計生命周期的全麵認知，從最初的需求分析、係統架構設計，到具體的邏輯模塊實現、時序約束的設定，再到最終的驗證與物理實現。我們將不僅僅停留在“做什麼”，更側重於“為什麼這樣做”，以及“如何做得更好”。 思維的藝術：抽象與具象的舞蹈 數字邏輯設計的核心，在於對“抽象”的駕馭。從高層次的算法描述，到中層次的寄存器傳輸級（RTL）代碼，再到低層次的門級網錶，每一層級都在不斷地將抽象的概念具象化，同時又保持著對上一層級的概括性。本書將詳細闡述這一過程中的關鍵思維方式： 分而治之的智慧： 復雜的係統如何被拆解成 manageable 的模塊？模塊之間如何通過清晰的接口進行交互？我們將探討模塊化設計的原則、層次化設計的優勢，以及如何通過信息隱藏和封裝來管理復雜性。 狀態機的藝術： 許多數字係統都離不開對狀態的精確管理。本書將深入剖析有限狀態機（FSM）的設計思想，從同步FSM到異步FSM，從狀態的編碼方式到狀態遷移的邏輯實現，讓讀者深刻理解如何用狀態機的語言來描述和控製數字係統的行為。 數據通路與控製通路的設計： 數據在芯片中是如何流動的？控製信號又是如何指揮數據流動的？本書將解析數據通路（Datapath）和控製通路（Control Path）的設計哲學，以及它們如何協同工作，實現預期的計算功能。 時序的魔法： 在高速運轉的數字電路中，時間的把握至關重要。本書將深入探討時序邏輯設計的核心概念，包括時鍾（Clock）的作用、觸發器（Flip-flop）與鎖存器（Latch）的區彆、建立時間（Setup Time）和保持時間（Hold Time）的約束，以及如何通過時鍾域（Clock Domain）的劃分和同步電路的設計來避免亞穩態（Metastability）等問題。 並行與流水綫的力量： 如何在有限的資源下，盡可能地提高處理速度？本書將解析並行計算和流水綫（Pipelining）設計的核心思想，以及它們在提升吞吐量（Throughput）方麵的巨大作用。我們將探討不同類型的流水綫結構，以及如何權衡性能、資源消耗和設計復雜度。 工程的實踐：從理論到現實的落地 理論是指導，實踐是檢驗。本書將不僅僅停留在理論層麵，更會深入探討在實際工程中，這些設計思想是如何被應用的。 硬件描述語言（HDL）的精髓： Verilog和VHDL等硬件描述語言是錶達數字邏輯設計的通用語言。本書將引導讀者理解，HDL不僅僅是代碼，更是對硬件行為的精確描述。我們將探討如何用HDL來建模組閤邏輯、時序邏輯，以及如何利用HDL的特性來捕捉和錶達設計意圖。 綜閤（Synthesis）的玄機： HDL代碼如何轉化為實際的門電路？綜閤工具扮演著怎樣的角色？本書將剖析綜閤的過程，從邏輯優化到技術映射，讓讀者理解綜閤工具的工作原理，以及如何編寫易於綜閤的HDL代碼，以獲得最優的綜閤結果。 時序分析（Timing Analysis）的嚴謹： 芯片的速度不僅僅取決於邏輯的復雜度，更在於時序的閤理性。本書將詳細介紹靜態時序分析（STA）的基本原理，包括關鍵路徑（Critical Path）的識彆，時序違例（Timing Violation）的産生原因，以及如何通過設計調整和約束優化來解決時序問題。 驗證（Verification）的基石： “正確性”是數字設計的生命綫。本書將強調驗證在整個設計流程中的極端重要性，並介紹常見的驗證方法，如功能仿真（Functional Simulation）、形式驗證（Formal Verification）和後仿真（Post-Simulation）等。我們將探討如何構建有效的測試平颱（Testbench），以及如何通過各種驗證手段來確保設計的可靠性。 IP核（Intellectual Property Core）的價值： 在當今復雜的SoC（System-on-Chip）設計中，IP核已經成為不可或缺的組成部分。本書將深入探討IP核的設計思想，包括其模塊化、可重用性、標準化接口以及在大型係統中的集成方式。我們將揭示IP核如何加速設計進程，降低開發成本，並提升整體芯片的性能和可靠性。 不僅僅是技術，更是洞察 《IP核芯誌：數字邏輯設計思想》所要傳達的，不僅僅是技術上的細節，更是深層次的工程洞察。它旨在培養讀者以下幾個方麵的能力： 問題分解與建模能力： 麵對復雜的工程問題，能夠將其有效地分解，並用閤適的抽象模型來描述。 係統性思維能力： 理解設計中的各個環節是如何相互關聯、相互影響的，並能從全局角度進行考量。 權衡取捨的能力： 在性能、功耗、麵積和設計復雜度等多個維度之間，做齣明智的權衡。 嚴謹的工程態度： 深刻理解“細節決定成敗”，在設計的每一個環節都力求精確與可靠。 誰適閤閱讀這本書？ 本書適閤所有對數字電路設計感興趣的讀者，包括但不限於： 電子工程、計算機科學等相關專業的在校學生： 為您打下堅實的數字邏輯設計理論基礎，並幫助您理解課堂知識在實際工程中的應用。 初級和中級的數字IC設計工程師： 幫助您梳理和深化對數字邏輯設計核心思想的理解，提升工程實踐能力。 FPGA（現場可編程門陣列）開發者： 很多數字邏輯設計思想在FPGA開發中同樣適用，本書將幫助您更好地理解和應用FPGA器件。 對現代科技底層原理充滿好奇的科技愛好者： 揭示您手中設備背後隱藏的數字魔法，滿足您對技術的好奇心。 《IP核芯誌：數字邏輯設計思想》是一本引領您穿越數字邏輯設計迷宮的指南。它不僅僅是一本書，更是一場思維的探索，一次對工程智慧的緻敬。閱讀它，您將不僅僅學會“如何設計”，更會理解“為何如此設計”，從而在數字世界的創造中，擁有更深刻的洞察力和更強大的力量。

評分☆☆☆☆☆

一直以來，我都對數字邏輯設計的底層原理和核心思想充滿著濃厚的興趣，希望能從更深層次理解這個領域。《IP核芯誌：數字邏輯設計思想》這本書，恰好滿足瞭我對這類深入探討的期待。我非常希望這本書能夠帶我深入理解數字邏輯設計的“思想”是如何形成的，以及這些思想在實際IP核設計和應用中是如何體現的。它會不會從狀態機的設計藝術、時序約束的哲學，到異步邏輯的精妙之處，逐一剖析？我尤其看重它在“IP核”方麵的解讀，希望能瞭解到，一個優秀的IP核，其設計思維究竟體現在哪些方麵？比如，如何做到高內聚、低耦閤？如何實現模塊化的可配置性和可擴展性？這本書如果能給我提供關於IP核設計流程、驗證策略以及IP集成到大型係統中的最佳實踐，那我將受益匪淺。我期待通過閱讀，能夠真正領悟數字邏輯設計的精髓，並在我的學習和實踐中得到升華。

評分☆☆☆☆☆

作為一名 FPGA 愛好者，我一直緻力於提升自己的邏輯設計能力，特彆是對於那些復雜的、高性能的數字係統，總覺得在理論和實踐之間存在一道鴻溝。《IP核芯誌：數字邏輯設計思想》這本書的名字，恰恰觸及瞭我最想突破的地方。我渴望理解數字邏輯設計的“思想”，而非僅僅是語法和工具的使用。例如，在構建高性能IP核時，究竟有哪些核心的權衡和取捨？這本書會不會深入剖析諸如流水綫設計、並行處理、資源共享等關鍵技術的背後的設計邏輯？我尤其關注它在“IP核”部分的闡述，因為在FPGA開發中，高效利用IP核是項目成功的關鍵。希望這本書能提供關於IP核的抽象層次、接口協議、驗證方法等方麵的詳細指導，讓我能夠更好地理解和應用現有的IP核，甚至能夠自己設計齣更優秀的IP模塊。這本書的齣現，給瞭我一個係統性學習的絕佳機會。

評分☆☆☆☆☆

我是一名在數字IC設計行業摸爬滾打多年的工程師，雖然接觸過不少相關的技術書籍，但總覺得在某些核心的“設計思想”上，一直未能達到一個真正的“通透”境界。《IP核芯誌：數字邏輯設計思想》這個書名，立刻引起瞭我的興趣，因為它點明瞭核心——“思想”。我希望這本書能提供的是一種高度概括和提煉，能夠讓我從紛繁復雜的具體實現中跳齣來，看到數字邏輯設計背後更普適的規律和哲學。我尤其關注它在“IP核”這一塊的論述，這部分往往是項目中最具價值也最難掌握的部分。這本書會不會從更宏觀的角度，闡述如何設計齣高質量、可復用、易於集成的IP核？它會不會在模塊化設計、接口定義、時鍾域交叉處理、功耗優化等方麵給齣一些獨到的見解？我期待的不僅僅是技術細節的堆砌，而是能夠幫助我提升整個設計體係的認知，讓我未來的設計工作能更加得心應手，也能在團隊中承擔更重要的角色。

評分☆☆☆☆☆

哇，終於入手瞭這本《IP核芯誌：數字邏輯設計思想》！我之前就聽聞這本書在數字設計界的大名，說是從底層邏輯思維講到高層IP應用，條理清晰，概念紮實，堪稱是進入數字IC設計領域的“聖經”之一。拿到手後，書的紙質手感就非常棒，厚實而有質感，翻開來看，排版也相當舒服，不像有些技術書那樣密密麻麻讓人望而卻步。我特彆期待它能幫助我梳理那些零散的數字邏輯知識點，特彆是像亞穩態、時序分析這些我一直覺得頭疼的地方，希望這本書能提供一套係統性的解決方案，讓我能夠真正理解其背後的原理，而不是簡單地記住公式。而且，名字裏帶著“IP核芯誌”，感覺會深入講解很多實際應用中的IP設計和使用技巧，這對我這個正在準備找工作的學生來說，絕對是急需的知識，能讓我簡曆上增添不少含金量，也為未來的工作打下堅實基礎。我已經迫不及待地想開始閱讀瞭，希望能在這本書的引領下，我的數字邏輯設計能力能更上一層樓，真正做到融會貫通，遊刃有餘。

評分☆☆☆☆☆

不得不說，這本書的封麵設計就充滿瞭科技感和專業範兒，讓人一眼就能感受到其內容的深度。我一直對數字邏輯設計這個領域充滿瞭好奇，但又覺得它高深莫測，尤其是涉及到一些復雜的時序邏輯和同步異步問題時，常常感到力不從心。瞭解到《IP核芯誌：數字邏輯設計思想》這本書，我抱持著一種“救星”的心態來學習。它不像某些教程那樣隻講實現，而是著重於“思想”，這讓我非常看重。我希望通過這本書，能夠理解為什麼這樣設計，而不是僅僅學會怎麼設計。比如，它會不會深入分析不同設計風格的優劣，以及在不同的應用場景下，如何選擇最閤適的邏輯實現方式？我尤其關注它在“IP核”方麵的講解，因為目前很多復雜的SoC設計都是基於現有的IP核來構建的，理解IP核的設計思想和接口規範，對於提高整體設計效率和質量至關重要。這本書如果能給我一些關於IP核復用、驗證以及IP集成方麵的深刻見解，那絕對是物超所值瞭。

評分☆☆☆☆☆

語言幽默風趣，內容調理清楚，不錯

評分☆☆☆☆☆

對IP核底層設計很有幫助

評分☆☆☆☆☆

不錯

評分☆☆☆☆☆

很不錯的書，很有料，語言很風趣

評分☆☆☆☆☆

好評

評分☆☆☆☆☆

咂一看覺得很囉嗦，但細細讀來覺得作者功底很深，推薦閱讀

評分☆☆☆☆☆

群友推薦的，內容不錯～

評分☆☆☆☆☆

博士的書，初齣茅廬，需要大牛帶一帶，

評分☆☆☆☆☆

好書，謝謝！