EDA原理及Verilog HDL实现 从晶体管、门电路到Xilinx Vivado的数字系统设计

EDA原理及Verilog HDL实现 从晶体管、门电路到Xilinx Vivado的数字系统设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

何宾 著
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  • EDA
  • Verilog HDL
  • 数字系统设计
  • Xilinx Vivado
  • 晶体管
  • 门电路
  • FPGA
  • 数字电路
  • 硬件设计
  • 可编程逻辑
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出版社: 清华大学出版社
ISBN:9787302450320
版次:1
商品编码:12105570
包装:平装
开本:16开
出版时间:2016-12-01
用纸:胶版纸
页数:571
字数:899000

具体描述

内容简介

  本书是为高等学校电子信息类及相关专业编写的数字系统设计教材,共分为11章,主要内容包括数字逻辑基础、可编程逻辑器件工艺和结构、Vivado集成开发环境IP设计流程、Vivado集成开发环境Verilog HDL设计流程、Verilog HDL语言规范、基本数字单元Verilog HDL描述、Verilog HDL数字系统设计和实现、创建和封装用户IP设计和实现、Vivado调试工具原理及实现、数字系统高级设计方法和数模混合系统设计。
  本书以Xilinx Artix 7系列FPGA器件和Xilinx*新一代的Vivado 2015.4集成开发环境为设计平台,根据数字系统设计课程的教学要求以及作者多年的教学经验,将本科传统的数字电子技术(数字逻辑)课程与复杂数字系统设计课程相结合,遵循循序渐进、由浅入深的原则,内容涵盖了晶体管、门电路、数字逻辑理论、组合逻辑和时序逻辑、可编程逻辑器件结构、Vivado集成开发环境设计流程、Verilog HDL语言、Verilog HDL复杂数字系统设计、IP封装与调用、在线逻辑分析仪工具以及数模混合系统设计等方面。
  为了方便教师教学和学生自学,书中给出了大量设计实例,并提供了配套的教学资源(详见书中的学习说明)。本书可作为本科生和研究生学习数字系统设计等相关课程的教材,或作为从事Xilinx FPGA设计的工程技术人员的参考用书,也可作为Xilinx大学计划培训的授课教材。

作者简介

  何宾,著名的嵌入式技术和EDA技术专家,长期从事电子设计自动化方面的教学和科研工作,与全球多家知名的半导体厂商和EDA工具厂商大学计划保持紧密合作。目前已经出版嵌入式和EDA方面的著作30余部,内容涵盖电路仿真、电路设计、可编程逻辑器件、数字信号处理、单片机、嵌入式系统、片上可编程系统等。典型的代表作有《Xilinx FPGA设计*指南》《Xilinx All Programmable Zynq-7000 SoC设计指南》《Altium Designer 13.0电路设计、仿真与验证*指南》《Altium Designer 15.0电路仿真、设计、验证与工艺实现*指南》《Xilinx FPGA数字设计——从门级到行为级的双重描述》《Xilinx FPGA数字信号处理*指南——从HDL、模型到C的描述》《模拟与数字系统协同设计*指南-Cypress集成开发环境》《STC单片机原理及应用》《STC单片机C语言程序设计》等。

内页插图

目录

第1章数字逻辑基础
1.1数字逻辑的发展史
1.2开关系统
1.2.10和1的概念
1.2.2开关系统的优势
1.2.3晶体管作为开关
1.2.4半导体物理器件
1.2.5半导体逻辑电路
1.2.6逻辑电路符号描述
1.3半导体数字集成电路
1.3.1集成电路的发展
1.3.2集成电路构成
1.3.3集成电路版图
1.4基本逻辑门电路分析
1.4.1基本逻辑门电路的描述
1.4.2逻辑门电路的传输特性
1.4.3基本逻辑门集成电路
1.4.4不同工艺逻辑门的连接
1.5逻辑代数理论
1.5.1逻辑代数中运算关系
1.5.2逻辑函数表达式
1.6逻辑表达式的化简
1.6.1使用运算律化简逻辑表达式
1.6.2使用卡诺图化简逻辑表达式
1.6.3不完全指定逻辑功能的化简
1.6.4输入变量的卡诺图表示
1.7毛刺产生及消除
1.8数字码制表示和转换
1.8.1数字码制表示
1.8.2数字码制转换
1.9组合逻辑电路
1.9.1编码器
1.9.2译码器
1.9.3码转换器
1.9.4数据选择器
1.9.5数据比较器
1.9.6加法器
1.9.7减法器
1.9.8加法器/减法器
1.9.9乘法器
1.10时序逻辑电路
1.10.1时序逻辑电路类型
1.10.2时序逻辑电路特点
1.10.3基本SR锁存器
1.10.4同步SR锁存器
1.10.5D锁存器
1.10.6D触发器
1.10.7其他触发器
1.10.8普通寄存器
1.10.9移位寄存器
1.10.10存储器
1.11有限自动状态机
1.11.1有限自动状态机原理
1.11.2状态图表示及实现
1.11.3三位计数器
第2章可编程逻辑器件工艺和结构
2.1可编程逻辑器件的发展历史
2.2可编程逻辑器件工艺
2.3简单可编程逻辑器件结构
2.3.1PROM原理及结构
2.3.2PAL原理及结构
2.3.3PLA原理及结构
2.4CPLD原理及结构
2.4.1功能块
2.4.2宏单元
2.4.3快速连接矩阵
2.4.4输入输出块
2.5FPGA原理及结构
2.5.1查找表结构及功能
2.5.2可配置的逻辑块
2.5.3时钟资源
2.5.4时钟管理模块
2.5.5块存储器资源
2.5.6互联资源
2.5.7专用的DSP模块
2.5.8输入和输出块
2.5.9吉比特收发器
2.5.10PCI�睧模块
2.5.11XADC模块
2.6CPLD和FPGA比较
2.7Xilinx可编程逻辑器件
2.7.1Xilinx CPLD芯片介绍
2.7.2Xilinx FPGA芯片介绍
2.7.3Xilinx PROM芯片介绍
第3章Vivado集成开发环境IP核设计流程
3.1IP的基本概念
3.1.1IP核来源
3.1.2IP核的提供方式
3.1.3IP核优化
3.2Vivado工具设计流程
3.3Vivado IP数字系统的设计与实现
3.3.1建立新的设计工程
3.3.2修改工程设置属性
3.3.3创建块设计
3.3.4生成设计输出文件
3.4XDC文件原理及添加方法
3.4.1XDC的特性
3.4.2约束文件的使用方法
3.4.3约束顺序
3.4.4XDC约束命令
3.4.5添加XDC文件
3.5查看综合后的结果
3.6查看实现后的结果
3.7生成和下载比特流文件
3.7.1生成比特流文件
3.7.2下载比特流文件
3.8生成和下载PROM文件
第4章Vivado集成开发环境Verilog HDL设计流程
4.1创建新的设计工程
4.2创建并添加一个新的设计文件
4.3RTL详细描述和分析
4.3.1详细描述的原理
4.3.2详细描述的过程
4.4设计综合和分析
4.4.1综合过程的关键问题
4.4.2执行设计综合
4.4.3综合报告的查看
4.5设计行为级仿真
4.6创建实现约束文件XDC
4.6.1实现约束的原理
4.6.2I/O规划器功能
4.6.3实现约束过程
4.7设计实现和分析
4.7.1设计实现原理
4.7.2设计实现及分析
4.8设计时序仿真
4.9生成并下载比特流文件
4.9.1生成比特流文件
4.9.2下载比特流文件到FPGA
4.10生成并烧写PROM文件
第5章Verilog HDL语言规范
5.1Verilog HDL语言发展
5.2Verilog HDL程序结构
5.2.1模块声明
5.2.2模块端口定义
5.2.3逻辑功能定义
5.3Verilog HDL描述方式
5.3.1行为级描述方式
5.3.2数据流描述方式
5.3.3结构级描述方式
5.3.4开关级描述方式
5.4Verilog HDL语言要素
5.4.1注释
5.4.2间隔符
5.4.3标识符
5.4.4关键字
5.4.5系统任务和函数
5.4.6编译器命令
5.4.7运算符
5.4.8数字
5.4.9字符串
5.4.10属性
5.5Verilog HDL数据类型
5.5.1值的集合
5.5.2网络和变量
5.5.3向量
5.5.4强度
5.5.5隐含声明
5.5.6网络类型
5.5.7寄存器类型
5.5.8整数、实数、时间和实时时间
5.5.9数组
5.5.10参数
5.5.11Verilog HDL命名空间
5.6Verilog HDL表达式
5.6.1操作符
5.6.2操作数
5.6.3延迟表达式
5.6.4表达式的位宽
5.6.5有符号表达式
5.6.6分配和截断
5.7Verilog HDL分配
5.7.1连续分配
5.7.2过程分配
5.8Verilog HDL门级和开关级描述
5.8.1门和开关声明
5.8.2逻辑门
5.8.3输出门
5.8.4三态门
5.8.5MOS开关
5.8.6双向传输开关
5.8.7CMOS开关
5.8.8pull门
5.8.9逻辑强度建模
5.8.10组合信号的强度和值
5.8.11通过非电阻器件的强度降低
5.8.12通过电阻器件的强度降低
5.8.13网络类型强度
5.8.14门和网络延迟
5.9Verilog HDL用户自定义原语
5.9.1UDP定义
5.9.2组合电路UDP
5.9.3电平触发的时序UDP
5.9.4边沿触发的时序电路UDP
5.9.5初始化状态寄存器
5.9.6UDP例化
5.9.7边沿触发和电平触发的混合行为
5.10Verilog HDL行为描述语句
5.10.1过程语句
5.10.2过程连续分配
5.10.3条件语句
5.10.4case语句
5.10.5循环语句
5.10.6过程时序控制
5.10.7语句块
5.10.8结构化的过程
5.11Verilog HDL任务和函数
5.11.1任务和函数的区别
5.11.2任务和任务使能
5.11.3禁止命名的块和任务
5.11.4函数和函数调用
5.12Verilog HDL层次化结构
5.12.1模块和模块例化
5.12.2覆盖模块参数值
5.12.3端口
5.12.4生成结构
5.12.5层次化的名字
5.12.6向上名字引用
5.12.7范围规则
5.13Verilog HDL设计配置
5.13.1配置格式
5.13.2库
5.13.3配置例子
5.13.4显示库绑定信息
5.13.5库映射例子
5.14Verilog HDL指定块
5.14.1模块路径声明
5.14.2为路径分配延迟
5.14.3混合模块延迟和分布式延迟
5.14.4驱动布线逻辑
5.14.5脉冲过滤行为的控制
5.15Verilog HDL时序检查
5.15.1使用稳定窗口检查时序
5.15.2用于时钟和控制信号的时序检查
5.15.3边沿控制符
5.15.4提示符: 用户定义对时序冲突的响应
5.15.5使能有条件的时序检查
5.15.6向量信号的时序检查
5.15.7负时序检查
5.16Verilog HDL SDF逆向注解
5.16.1映射SDF结构到Verilog
5.16.2多个注解
5.16.3多个SDF文件
5.16.4脉冲限制注解
5.16.5SDF到Verilog延迟值映射
5.17Verilog HDL系统任务和函数
5.17.1显示任务
5.17.2文件输入�彩涑鱿低橙挝窈秃�数
5.17.3时间标度系统任务
5.17.4仿真控制任务
5.17.5可编程逻辑阵列建模系统任务
5.17.6随机分析任务
5.17.7仿真时间函数
5.17.8转换函数
5.17.9概率分布函数
5.17.10命令行输入
5.17.11数学函数
5.18Verilog HDL的VCD文件
5.18.1四态VCD文件的创建
5.18.2四态VCD文件的格式
5.18.3扩展VCD文件的创建
5.18.4扩展VCD文件的格式
5.19Verilog HDL编译器指令
5.19.1'celldefine和'endcelldefine
5.19.2'default_nettype
5.19.3'define和'undef
5.19.4'ifdef、'else、'elsif、'endif和'ifndef
5.19.5'include
5.19.6'resetall
5.19.7'line
5.19.8'timescale
5.19.9'unconnected_drive和'nounconnected_drive
5.19.10'pragma
5.19.11'begin_keywords和'end_keyword
5.20Verilog HDL编程语言接口PLI
5.20.1Verilog HDL PLI发展过程
5.20.2Verilog HDL PLI提供的功能
5.20.3Verilog HDL PLI原理
5.20.4Verilog HDL VPI工作原理
5.21Verilog HDL(IEEE 1364—2005)关键字列表
第6章基本数字逻辑单元Verilog HDL描述
6.1组合逻辑电路的Verilog HDL描述
6.1.1逻辑门的Verilog HDL描述
6.1.2编码器的Verilog HDL描述
6.1.3译码器的Verilog HDL描述
6.1.4多路选择器的Verilog HDL描述
6.1.5数字比较器的Verilog HDL描述
6.1.6总线缓冲器的Verilog HDL描述
6.2数据运算操作的Verilog HDL描述
6.2.1加法操作的Verilog HDL描述
6.2.2减法操作的Verilog HDL描述
6.2.3乘法操作的Verilog HDL描述
6.2.4除法操作的Verilog HDL描述
6.2.5算术逻辑单元的Verilog HDL描述
6.3时序逻辑电路的Verilog HDL描述
6.3.1触发器和锁存器的Verilog HDL描述
6.3.2计数器的Verilog HDL描述
6.3.3移位寄存器的Verilog HDL描述
6.3.4脉冲宽度调制PWM的Verilog HDL描述
6.4存储器的Verilog HDL描述
6.4.1ROM的Verilog HDL描述
6.4.2RAM的Verilog HDL描述
6.5有限自动状态机的Verilog HDL描述
6.5.1FSM设计原理
6.5.2FSM的分类及描述
第7章Verilog HDL数字系统设计和实现
7.1设计所用外设的原理
7.1.1LED灯驱动原理
7.1.2开关驱动原理
7.1.3七段数码管驱动原理
7.1.4VGA显示器原理
7.1.5通用异步接收发送器原理
7.2系统设计原理
7.3创建新的设计工程
7.4Verilog HDL数字系统设计流程
7.4.1设计分频时钟模块2
7.4.2设计和仿真计数器模块
7.4.3设计顶层模块
7.4.4设计和例化分频时钟模块1
7.4.5设计七段数码管模块
7.4.6设计和例化分频时钟模块3
7.4.7设计和例化通用异步收发器模块
7.4.8设计和例化分频时钟模块4
7.4.9设计和例化VGA控制器模块
第8章创建和封装用户IP设计与实现
8.1Vivado定制IP流程导论
8.2封装用户定义IP核设计流程
8.2.1创建新的封装IP设计工程
8.2.2添加Verilog HDL设计源文件
8.2.3设置定制IP的库名和目录
8.2.4封装定制IP的实现
8.3调用用户自定义IP实现流程
8.3.1创建新的调用IP工程
8.3.2设置包含调用IP的路径
8.3.3创建基于IP的系统
8.4系统行为级仿真
8.5系统设计综合
8.6系统实现和验证
第9章Vivado调试工具原理及实现
9.1设计调试原理和方法
9.2FIFO IP的生成和调用
9.2.1创建新的工程
9.2.2添加FIFO IP核
9.2.3添加顶层设计文件
9.2.4添加XDC文件
9.3网表插入调试探测流程方法及实现
9.3.1网表插入调试探测流程的方法
9.3.2网表插入调试探测流程的实现
9.4使用添加Verilog HDL属性调试探测流程
9.5使用Verilog HDL例化调试核调试探测流程
第10章数字系统高级设计方法
10.1数字系统设计目标
10.2时序的基本概念
10.2.1基本术语
10.2.2时序路径
10.2.3建立和保持松弛
10.2.4去除和恢复检查
10.3逻辑复制和复用
10.3.1逻辑复制
10.3.2逻辑复用
10.4并行和流水线
10.4.1并行设计
10.4.2流水线设计
10.5同步和异步单元处理
10.5.1同步单元处理
10.5.2异步单元处理
10.6逻辑结构处理
10.6.1逻辑结构设计方法
10.6.2if和case语句的使用
第11章数模混合系统设计
11.1模数转换器原理
11.1.1模数转换器的参数
11.1.2模数转换器的类型
11.2数模转换器原理
11.2.1数模转换器的参数
11.2.2数模转换器的类型
11.3基于XADC的信号采集和处理原理及实现
11.3.1XADC模块原理
11.3.2XADC原语
11.3.31602模块原理
11.3.4信号采集、处理和显示的实现
11.4基于DAC的信号发生器的设计原理及实现
11.4.1D/A转换器工作原理
11.4.2函数信号产生原理
11.4.3设计实现

前言/序言

  随着半导体技术的不断演进和发展,基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)的数字系统设计正逐步走向系统化和集成化。特别是,作为全球最大的可编程逻辑器件厂商,美国赛灵思(Xilinx)公司不断推出新器件、新设计工具和新设计方法,这些都将进一步地扩展FPGA在通信、人工智能、机器学习等复杂数据处理方面的应用,FPGA也将成为电子信息类专业学生必须掌握的一项专业技能。
  目前,国内电子信息类专业学生所学的传统数字逻辑理论和设计方法远不能满足要求,因此国内很多高校的电子信息类专业在开设传统数字逻辑课程的基础上,又单独开设了基于硬件描述语言(hardware description language,HDL)的数字系统设计课程。这种授课方式不但不利于知识点之间的有机衔接,同时也加重了学生的学习负担。
  国内越来越多高校的电子信息类专业授课教师希望将传统数字逻辑课程和基于HDL的数字系统设计课程进行系统化融合。在这种需求背景下,作者根据多年的授课经验和学生实训成果,将传统的数字逻辑课程和基于HDL的数字系统设计课程进行系统化深度融合,编写了该教材。在编写教材的过程中本着由浅入深、由易到难的原则,在参考国外已经出版的数字设计教材和作者已经出版的《Xilinx FPGA数字设计——从门级到行为级双重HDL描述》教材基础上,对复杂数字系统设计所需要的知识点进行了系统化融合。本书内容涵盖晶体管、门电路、布尔逻辑、组合逻辑与时序逻辑、可编程逻辑器件结构、IP核封装和调用、Vivado集成开发工具设计流程、Verilog HDL语言规范、Verilog HDL复杂数字系统设计以及在线逻辑分析仪工具等,目的是打通数字设计相关课程的知识通道,使学生能系统、全面、扎实地掌握数字设计相关的理论知识和设计方法,为高等学校电子信息类数字设计相关课程的教学改革和课程整合提供教学素材。
  本书与作者已经出版的《Xilinx FPGA数字设计——从门级到行为级双重HDL描述》一书相比,主要进行了以下重要的改变:
  (1) 采用Xilinx 28nm工艺的Artix 7系列FPGA和Xilinx最新的Vivado 2015.4集成开发环境为设计平台。
  (2) 突出以IP核为中心的设计思想,增加了IP核封装和IP核调用的内容。
  (3) 增加在线逻辑分析仪工具内容的讲解,使得读者更熟练地使用该工具对复杂数字系统进行调试。
  (4) 删除原书最后一章软核处理器PicoBlaze原理及应用的内容(注: 该部分内容将使用ARM公司Cortex M0 MCU代替,并作为单独教材进行更详细的讲解)。
  (5) 将原书中的VHDL和Verilog HDL语言语法及设计案例,以两个不同版本教材的形式分开介绍,更具有针对性。
  (6) 在介绍数模混合系统一章的内容时,使用Xilinx Artix 7系列FPGA器件内集成的XADC模块,使得读者能更深刻地体会半导体技术的发展对未来电子系统设计方法的影响以及SoC器件的概念。
  通过对原书内容的更新和调整,本教材既涵盖了数字系统设计所必需的知识点,同时也反映了复杂数字系统设计的最新发展动态。
  在讲授和学习本书内容时,教师和学生可以根据教学时数和内容的侧重点不同,适当将相关章节的内容进行调整和删减。为了让读者更好地掌握相关内容,本书还给出了大量设计示例程序和习题。本书不仅可以作为大学信息类专业讲授数字电子线路、数字逻辑和复杂数字系统设计相关课程的教学用书,也可以作为从事相关课程教学和科研工作者的参考用书。
  为了方便教师教学和学生自学,本书还提供了相应的教学课件和所有设计实例的完整设计文件,这些设计资源可以在本书学习说明给出的网站上进行下载。
  本书编写时引用和参考了许多著名学者和专家的研究成果,以及Xilinx公司的技术文档和手册。在本书编写过程中,Xilinx的多位技术专家解答了作者所遇到的各种问题,在此特别向他们表示衷心的感谢。作者的学生李宝隆、张艳辉、汤宗美、杨天翔、王中正负责第1~第11章部分内容的编写和设计实例的验证工作,在此一并向他们表示感谢。在本书的出版过程中,得到了Xilinx公司大学计划和TI大学计划及RIGOL大学计划的大力支持和帮助,同时也得到了清华大学出版社各位编辑的帮助和指导,在此表示深深的谢意。
  由于作者水平有限,编写时间仓促,书中难免有疏漏之处,敬请读者批评指正。
  编者2016年8月于北京


EDA原理及Verilog HDL实现 从晶体管、门电路到Xilinx Vivado的数字系统设计 本书是一本内容丰富、体系完整的数字系统设计教材,旨在为读者提供从底层晶体管原理到高级FPGA开发流程的全面指导。本书将EDA(Electronic Design Automation,电子设计自动化)的理论基础与Verilog HDL(Hardware Description Language,硬件描述语言)的实践应用紧密结合,通过循序渐进的讲解,帮助读者深入理解数字逻辑的设计思想,掌握现代数字系统实现的工程方法。 内容概述: 第一部分:数字系统的基石——晶体管与逻辑门 本部分将带领读者深入探究数字电路的根源,从最基本的半导体器件——晶体管(MOSFET)的工作原理入手。我们将详细介绍CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,互补金属氧化物半导体)工艺,剖析其静态和动态功耗特性,以及关键参数如阈值电压、亚阈值电流等。在此基础上,我们将逻辑门(Logic Gates)的实现原理与晶体管的开关特性联系起来,详细讲解AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR等基本逻辑门的结构和功能。读者将理解这些看似简单的门电路是如何通过晶体管组合而成的,为后续更复杂的逻辑设计打下坚实基础。 第二部分:组合逻辑与时序逻辑的设计 在掌握了基本逻辑门之后,本书将引导读者进入组合逻辑(Combinational Logic)和时序逻辑(Sequential Logic)的设计领域。 组合逻辑: 我们将学习如何利用逻辑门搭建复杂的组合逻辑电路,包括多路选择器(Multiplexer)、译码器(Decoder)、编码器(Encoder)、加法器(Adder)、减法器(Subtractor)等。本书将重点介绍布尔代数(Boolean Algebra)化简方法,如卡诺图(Karnaugh Map)和Quine-McCluskey算法,以及它们在逻辑优化中的作用。读者将学会如何从逻辑功能需求出发,设计并优化出高效的组合逻辑电路。 时序逻辑: 本部分将重点讲解时序逻辑电路,包括触发器(Flip-flops)和寄存器(Registers)。我们将深入分析D触发器、JK触发器、T触发器等基本触发器的构成原理和时序特性,以及它们如何构成寄存器以存储数据。在此基础上,我们将介绍状态机(State Machines)的概念,包括有限状态机(Finite State Machine,FSM)的定义、状态转移图(State Transition Diagram)和状态转移表(State Transition Table)的绘制,以及如何使用Verilog HDL实现同步和异步状态机。计数器(Counters)和移位寄存器(Shift Registers)等时序电路的重要应用也将得到详细阐述。 第三部分:硬件描述语言Verilog HDL入门与进阶 Verilog HDL是现代数字系统设计不可或缺的工具。本书将为读者提供一个详尽的Verilog HDL学习路径。 基本语法与数据类型: 从Verilog HDL的基本语法结构,如模块(module)、端口(port)、信号(wire、reg)、参数(parameter)等开始,逐步介绍各种数据类型,如位向量(bit-vector)、整数(integer)、实数(real)等。 行为级建模: 重点讲解如何使用`always`块、`assign`语句、`if-else`结构、`case`语句等进行行为级建模,描述电路的功能。我们将强调组合逻辑和时序逻辑在Verilog HDL中的不同描述方式,例如,如何区分组合逻辑的`assign`语句和时序逻辑的`always @(posedge clk)`块。 结构级建模: 介绍如何通过实例化(instantiation)已有的模块来构建更复杂的系统,实现层次化设计。 任务(task)与函数(function): 讲解如何利用任务和函数来封装可重用的代码,提高设计效率。 高级特性: 涵盖Verilog HDL中的一些高级特性,如生成的`generate`语句、参数化设计、`fork-join`语句等,帮助读者构建更灵活、可配置的硬件设计。 第四部分:EDA工具链与FPGA开发流程 本书将详细介绍现代EDA工具链以及基于FPGA(Field-Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)的数字系统设计流程。 Xilinx Vivado简介: 本部分将以Xilinx Vivado套件为例,详细介绍其主要功能和使用方法,包括项目创建、IP核(Intellectual Property Core)集成、综合(Synthesis)、实现(Implementation)、布局布线(Place and Route)、时序约束(Timing Constraints)设置等关键步骤。 综合与仿真: 讲解综合的过程,即如何将Verilog HDL代码转换为门级网表(Netlist)。同时,我们将详细介绍仿真(Simulation)的重要性,包括功能仿真(Functional Simulation)和时序仿真(Timing Simulation),以及如何利用仿真工具验证设计的正确性。 约束与时序分析: 强调时序约束在FPGA设计中的关键作用,如时钟定义、输入输出延迟设置等,并讲解如何进行时序分析,确保设计满足性能要求。 FPGA硬件实现: 介绍将设计下载到FPGA器件的流程,以及在实际硬件中调试设计的方法。 第五部分:实际应用与项目实例 为了巩固理论知识,本书将提供一系列精心设计的项目实例,涵盖数字系统设计的常见应用领域。这些实例将贯穿从需求分析、Verilog HDL编码、仿真验证到最终FPGA实现的整个流程。例如,我们将可能设计: 简单的 ALU(Arithmetic Logic Unit,算术逻辑单元): 结合组合逻辑和Verilog HDL,实现基本的算术和逻辑运算。 可编程计数器: 演示时序逻辑的设计和Verilog HDL的循环结构。 UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,通用异步收发器): 一个经典的串行通信接口,展示状态机和数据处理的应用。 简单的内存控制器: 涉及时序控制和数据读写操作。 通过这些实际项目,读者将能够将所学知识融会贯通,深刻体会EDA技术在现代电子工程中的强大力量。 本书特点: 理论与实践并重: 深入讲解EDA的理论原理,并提供大量Verilog HDL代码示例和实践指导。 循序渐进: 从基础的晶体管和逻辑门开始,逐步深入到复杂的数字系统设计。 工程导向: 强调现代EDA工具链的使用和FPGA开发流程,为读者步入实际工程项目做好准备。 丰富的实例: 通过多个实用的项目实例,帮助读者巩固所学知识。 面向广泛读者: 适合电子工程、计算机科学、微电子学等专业的学生,以及从事数字逻辑设计、FPGA开发的工程师。 本书将成为读者踏入数字系统设计领域的宝贵指南,帮助您构建扎实的理论基础,掌握先进的设计工具,并最终实现高性能的数字电路。

用户评价

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这本书的标题《EDA原理及Verilog HDL实现 从晶体管、门电路到Xilinx Vivado的数字系统设计》无疑点燃了我强烈的学习热情。我一直认为,要真正掌握数字系统设计,就必须从最基础的物理层面开始,理解晶体管是如何工作的,以及它们如何组合成门电路。我希望这本书能够详细讲解MOSFET的结构和工作原理,以及如何利用它们构建出AND、OR、NOT等基本逻辑门。我期待书中能有大量的电路图和波形图,将抽象的理论知识形象化。更重要的是,我希望它能够清晰地展示Verilog HDL语言如何描述这些基础的硬件结构。例如,书中是否会给出各种基本门电路的Verilog HDL实现代码,并深入分析其语法和语义?我希望它能帮助我理解,每一行HDL代码都对应着具体的硬件实现,从而避免写出“空中楼阁”般的代码。此外,书中对“Xilinx Vivado”的提及,让我看到了它在现代FPGA设计实践方面的价值。我期待它能够提供详细的Vivado操作指南,包括项目创建、仿真、综合、实现等完整流程。我希望书中能有大量的实例,让读者能够跟着一步一步完成,将Verilog HDL代码转化为实际的FPGA硬件。例如,书中是否会讲解如何进行时序约束,如何分析时序报告,以及如何解决常见的时序问题?如果这本书能够做到从晶体管、门电路的物理原理,到Verilog HDL的抽象描述,再到Xilinx Vivado的实际应用,提供一个全面且深入的学习体验,那么它无疑将成为我学习数字系统设计的必读之作。

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这本书的标题《EDA原理及Verilog HDL实现 从晶体管、门电路到Xilinx Vivado的数字系统设计》,让我感到非常欣喜,因为它似乎提供了一条从“本源”到“应用”的完整学习路径。我一直认为,要真正理解数字逻辑设计,就不能只停留在Verilog HDL的语法层面,而是要追溯到最基础的晶体管和门电路。我希望这本书能够详细讲解半导体基础知识,特别是MOS晶体管的工作原理,例如它的结构、开关特性、以及如何用它们来搭建出基本的逻辑门。我期待它能够提供清晰的电路图和工作原理分析,让我们能够理解为什么AND门长这样,OR门长那样。然后,我希望它能够将这些基础的门电路与Verilog HDL的语法巧妙地结合起来。例如,书中是否会展示如何用Verilog HDL描述一个AND门、OR门,甚至是更复杂的组合逻辑电路?我希望它能够深入讲解Verilog HDL中的各种结构,如always块、assign语句、if-else语句、case语句等,并解释它们在综合后会生成什么样的电路。尤其重要的是,我期待书中能够讲解如何进行数字逻辑设计的“自顶向下”和“自底向上”的建模方法,并用Verilog HDL来实现。例如,如何从一个高层次的功能需求出发,逐步细化成低层次的模块,最终实现成FPGA硬件?这本书如果能在这方面提供丰富的实例和深入的讲解,那么它将非常有价值,能够帮助我建立起扎实的数字逻辑设计思维,并学会如何用Verilog HDL来高效地实现各种数字系统。

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在拿到这本《EDA原理及Verilog HDL实现 从晶体管、门电路到Xilinx Vivado的数字系统设计》后,我最先关注的是它对Verilog HDL这门语言的处理方式。我一直认为,学习一门硬件描述语言,不仅仅是记住它的语法和关键字,更重要的是理解它如何描述硬件行为,以及如何被综合成实际的硬件电路。这本书从晶体管和门电路开始,然后过渡到Verilog HDL,这个顺序安排让我感到非常惊喜。我期待它能详细讲解Verilog HDL的基本语法,包括数据类型、运算符、always块、assign语句等等,并且能结合之前讲解的门电路知识,给出很多经典的Verilog HDL代码示例。例如,如何用Verilog HDL实现一个AND门、OR门,甚至是一个触发器,这些都应该与门电路的实际结构和功能相对应。更重要的是,我希望这本书能够深入讲解“综合”这个概念。Verilog HDL代码写出来之后,EDA工具如何将其转化为门电路网表,最终映射到FPGA的资源上,这个过程往往是许多初学者感到困惑的地方。这本书如果能对综合的原理、常见的综合优化技巧以及综合过程中可能出现的问题进行详细的阐述,那将非常有价值。例如,它是否会讲解不同always块的写法对综合结果的影响?如何避免不可综合的代码?如何编写可读性高且易于综合的Verilog HDL代码?我尤其关注书中对时序逻辑的讲解,触发器、寄存器、时钟、复位信号等,这些都是构成复杂数字系统的基石。期待它能通过Verilog HDL的代码,清晰地展示这些时序逻辑的实现,并解释相关的时序约束和时序分析。这本书如果能在这方面做得深入细致,那么它绝对是一本不可多得的参考书,能够帮助我更好地掌握Verilog HDL,并用它来设计出高效、可靠的数字系统。

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《EDA原理及Verilog HDL实现 从晶体管、门电路到Xilinx Vivado的数字系统设计》这个书名,仿佛为我揭示了一条通往数字系统设计核心的完整路径。最吸引我的是它从“晶体管”这一最微观的起点讲起,这对于理解数字逻辑的本质至关重要。我期待这本书能够深入浅出地讲解MOSFET等晶体管的工作原理,以及如何利用它们构建出AND、OR、NOT等最基本的逻辑门。我希望书中能够用丰富的图示和清晰的文字,将抽象的半导体物理概念变得直观易懂。然后,我期待它能够平滑地过渡到Verilog HDL的学习。我希望书中能够将门电路的实现与Verilog HDL的代码紧密联系起来,展示如何用HDL语言精确地描述硬件行为,以及每一行代码背后所对应的物理实现。例如,它是否会讲解如何用Verilog HDL实现一个触发器,并解释其工作原理与物理构造的关系?我也非常期待书中关于“Xilinx Vivado”的实践部分。我希望它能提供详尽的工具使用指南,包括项目创建、仿真、综合、实现等关键步骤。更重要的是,我希望书中能够提供一些实际的工程案例,让读者能够将理论知识转化为实践,并在Vivado环境中进行验证。例如,如何从一个需求出发,编写Verilog HDL代码,然后在Vivado中完成整个设计流程,最终在FPGA上实现功能?如果书中能够做到理论与实践相结合,从本源到应用,那么它将成为我数字系统设计学习道路上的一本宝贵财富,帮助我更深入地理解数字逻辑的精髓。

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《EDA原理及Verilog HDL实现 从晶体管、门电路到Xilinx Vivado的数字系统设计》这个书名给我一种“全面”的感觉,仿佛它覆盖了从入门到进阶的整个过程。其中,“从晶体管”的起点让我感到非常期待,因为我一直认为,要深入理解数字逻辑,就必须从最底层的硬件工作原理入手。我希望书中能够详细介绍半导体器件的基本知识,特别是MOSFET的工作原理。例如,它是如何通过电压控制电流的?NMOS和PMOS有什么区别?CMOS电路的优势在哪里?我希望它能够用清晰的图示和简练的语言解释这些基础概念,而不是止步于文字描述。然后,如何利用这些晶体管构建出最基本的逻辑门,比如AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR等等,这本书是否会详细讲解这些门电路的结构和工作方式?我特别期待它能够展示如何用晶体管搭出一个逻辑门,以及用Verilog HDL如何描述同一个逻辑门。这种从物理实现到HDL代码的对应关系,是我一直在寻找的。我希望书中能够提供很多这样的对比和分析,帮助我理解HDL代码的本质就是对硬件结构的抽象描述。此外,我也关注书中是否会讲解一些更高级的数字逻辑概念,例如编码器、译码器、多路选择器、比较器、加法器、减法器等等,并且会讲解如何用Verilog HDL来实现这些功能模块。如果书中能够通过大量的实例,展示如何从最基础的门电路一步一步构建出这些复杂的功能单元,并用Verilog HDL代码来表达,那么这将是一本非常有价值的参考书。它能够帮助我建立起完整的数字逻辑设计思维,理解不同功能模块之间的关系,并学会如何将它们组合起来,构建出复杂的数字系统。

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这本书的名字确实非常有吸引力,光是看标题我就被深深地勾起了兴趣。《EDA原理及Verilog HDL实现 从晶体管、门电路到Xilinx Vivado的数字系统设计》,这个书名一下子就把我带入了数字逻辑设计的广阔世界。从最底层的晶体管,到构成基本逻辑单元的门电路,再到如今主流的EDA工具Xilinx Vivado,这仿佛是一条完整的学习路径图,为我这样的初学者指明了方向。我一直觉得,要真正理解一个复杂的数字系统,就必须从最基础的物理层面开始,了解那些微小的晶体管是如何通过开关特性实现逻辑功能的。很多时候,我们在学习FPGA设计时,往往直接从HDL语言和IP核入手,忽略了其背后更深层次的原理,导致在遇到疑难问题时,往往无从下手,只能靠“搬运”代码。这本书的开篇就承诺从晶体管讲起,这让我感到非常欣慰。我非常期待它能详细阐述MOSFET、CMOS等晶体管的构造和工作原理,以及如何利用它们搭建出AND、OR、NOT等基本逻辑门。我相信,如果能真正理解了这些最基本的构建单元,那么后续学习Verilog HDL语言和构建更复杂的数字电路时,就会事半功倍。而且,将晶体管原理和门电路的搭建过程与Verilog HDL的语法和结构联系起来,这会极大地加深我们对HDL语言抽象层面的理解,让我们知道每一行代码背后所对应的物理实现是怎样的。这种由点到面,由浅入深的讲解方式,对于建立扎实的数字系统设计基础至关重要。我迫不及待地想翻开它,看看它是如何将这些抽象的概念具体化,并与现代的FPGA设计流程 seamlessly 地融合在一起的。这本书的出现,似乎解决了我在学习道路上的一大痛点,即理论与实践脱节的问题。期待书中能够用清晰的图示和简洁的语言,将复杂的晶体管模型和门电路工作原理呈现出来,让每一个读者都能有所收获。

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当我看到《EDA原理及Verilog HDL实现 从晶体管、门电路到Xilinx Vivado的数字系统设计》这个标题时,我就预感到它可能会涵盖非常广泛的知识体系,而我特别关注的是它如何将“晶体管”和“门电路”这两个最基础的物理层面的概念,与Verilog HDL这种抽象的硬件描述语言联系起来。很多时候,我们在学习HDL时,可能会觉得它和电路的实际构成离得很远,似乎只是在和文本打交道。但实际上,每一行HDL代码最终都要被转换成物理的晶体管和门电路。我希望这本书能够清晰地阐释这个转化过程。例如,书中是否会展示一个简单的CMOS反相器是如何用Verilog HDL描述的?MOS管的栅极、漏极、源极在HDL代码中是如何体现的?再比如,一个AND门,它在物理上是如何实现的,又是如何用Verilog HDL来表示的?我期待书中能有大量的电路图和HDL代码的对应分析,能够帮助我建立起这种“从抽象到具体”的直观认识。理解了这一点,我在编写HDL代码时,就能够更有意识地去考虑代码的效率和可实现性,避免写出“看起来能工作但实际综合出来效率极低”的代码。我也希望书中能够深入讲解数字逻辑设计中的一些基本设计原则,例如时序设计、组合逻辑设计、流水线设计等,并且能够结合Verilog HDL的实现方式进行讲解。它是否会分析不同HDL结构对时序和面积的影响?例如,什么时候应该使用assign语句,什么时候应该使用always块?不同的always块(posedge, negedge, level-sensitive)在综合后会生成什么样的电路?如果书中能在这方面提供深入的分析和指导,那么它将非常有价值,能够帮助我写出更优雅、更高效的Verilog HDL代码,并为设计更复杂的数字系统打下坚实的基础。

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当我看到《EDA原理及Verilog HDL实现 从晶体管、门电路到Xilinx Vivado的数字系统设计》这个书名时,我立刻被它所承诺的“从晶体管、门电路”的起点所吸引。在许多EDA相关的书籍中,往往直接从HDL语言或FPGA开发板入手,而忽略了最基础的物理实现原理。我希望这本书能够填补这个空白,详细讲解MOS晶体管的工作原理,如何构成逻辑门,以及如何通过这些门电路构建出更复杂的组合逻辑和时序逻辑单元。我期待书中能够提供大量的电路图、波形图,并用通俗易懂的语言解释半导体器件和基本逻辑门的工作原理。更重要的是,我希望这本书能够清晰地展示Verilog HDL与这些基础硬件之间的联系。例如,一个Verilog HDL的`assign`语句是如何对应一个组合逻辑电路的?`always`块又是如何实现时序逻辑的?我希望书中能够通过大量的代码示例,展示如何用Verilog HDL来描述各种逻辑门、触发器、寄存器、计数器等基本模块。我也非常关注书中关于“Xilinx Vivado”的使用指导。我期待它能够提供一个完整的FPGA项目设计流程,包括从项目创建、RTL编码、仿真、综合、实现,到最终的比特流生成。书中是否会讲解如何使用Vivado进行仿真,如何设置时序约束,以及如何分析时序报告?我希望它能提供一些实际的工程案例,让读者能够跟着一步一步完成,从而熟练掌握Vivado这款强大的EDA工具。总而言之,这本书如果能够做到从基础的晶体管原理到现代FPGA设计的完整衔接,那么它将极大地帮助我建立起坚实的数字系统设计基础。

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对于《EDA原理及Verilog HDL实现 从晶体管、门电路到Xilinx Vivado的数字系统设计》这本书,我个人最看重的是它在Xilinx Vivado这个现代EDA工具上的实践指导。我知道,学习EDA工具的使用是数字系统设计不可或缺的一环,而Xilinx Vivado无疑是目前FPGA设计领域最主流的工具之一。我期待这本书能够提供非常详尽和实用的Vivado操作指南。不仅仅是简单的工具介绍,我希望它能够涵盖从项目创建、RTL代码编写、仿真、综合、实现(布局布线)到最后生成比特流文件的完整流程。对于每个环节,我希望书中都能提供清晰的操作截图和详细的步骤说明,让读者能够一步一步跟着做。特别是在仿真环节,我希望它能讲解如何编写Testbench,如何进行功能仿真和时序仿真,以及如何分析仿真结果。在综合和实现环节,我期待它能讲解如何设置综合和实现策略,如何理解和优化时序报告,以及如何进行功耗和面积的评估。更重要的是,我希望书中能够将之前讲解的Verilog HDL代码与Vivado中的实际操作紧密结合起来。例如,书中是否会提供一些实际的工程示例,让读者能够将自己编写的Verilog HDL代码在Vivado中进行验证,并最终下载到FPGA开发板上运行?我非常希望它能分享一些在Vivado使用过程中常见的“坑”和解决办法,例如工程迁移、IP核集成、约束文件的编写和调试等。这本书如果能做到这些,那它将不仅仅是一本理论书籍,更是一本 hands-on 的实践指南,能够帮助我们快速上手Vivado,并独立完成FPGA项目的设计与实现。我相信,拥有这样一本实用的工具指南,将极大地缩短我从理论学习到实际项目开发的差距。

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我对《EDA原理及Verilog HDL实现 从晶体管、门电路到Xilinx Vivado的数字系统设计》这本书的期望,很大程度上在于它对“Xilinx Vivado”的实际操作指导。我知道,理论知识固然重要,但最终的数字系统设计还是离不开EDA工具的支持。Vivado作为当前FPGA领域的主流工具,掌握它的使用方法至关重要。我希望这本书能够提供详尽的Vivado入门教程,从软件的安装、界面介绍开始,到项目的新建、文件的管理、IP核的集成、仿真器的使用、综合与实现的流程,再到最终的比特流生成和下载,都能够有详细的讲解和图示。尤其重要的是,我希望它能够结合前面讲解的Verilog HDL内容,展示如何在Vivado中验证我们编写的代码。例如,如何创建仿真环境,如何编写Testbench,如何进行功能仿真和时序仿真,以及如何查看仿真波形。在综合和实现阶段,我期待它能够讲解如何设置约束文件,如何理解和优化时序报告,以及如何进行性能分析。书中是否会提供一些实际的工程案例,让读者可以跟着一步一步完成,从代码编写到FPGA硬件的运行?我非常希望它能够分享一些在Vivado使用过程中常见的“坑”和解决办法,例如工程的配置问题、约束文件的编写技巧、时序违例的分析与修复等。如果这本书能够将理论知识、HDL代码与Vivado的实际操作完美地结合起来,提供一个完整的学习闭环,那么它将非常有价值,能够帮助我快速上手Vivado,并独立完成FPGA项目的设计与实现,从而真正掌握数字系统设计这门技术。

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*……5本书只有一本由包装。

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送货很快,小伙很帅

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不错

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虽然天下书籍一大抄,但是有的书籍写的很系统,很连贯。这本书看起来全面,无所不包,但是写的琐碎,凌乱,不够循序渐进,拿几本别人的书稍微改改就出版了,作者很不负责。

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书比想象中的还要厚,内容还是挺通俗易懂的。如果能带光盘就好了

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书的质量确实不错!

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书的质量确实不错!

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感觉还可以

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虽然天下书籍一大抄,但是有的书籍写的很系统,很连贯。这本书看起来全面,无所不包,但是写的琐碎,凌乱,不够循序渐进,拿几本别人的书稍微改改就出版了,作者很不负责。

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