EDA原理及Verilog HDL實現 從晶體管、門電路到Xilinx Vivado的數字係統設計

EDA原理及Verilog HDL實現 從晶體管、門電路到Xilinx Vivado的數字係統設計 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

何賓 著
圖書標籤:
  • EDA
  • Verilog HDL
  • 數字係統設計
  • Xilinx Vivado
  • 晶體管
  • 門電路
  • FPGA
  • 數字電路
  • 硬件設計
  • 可編程邏輯
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齣版社: 清華大學齣版社
ISBN:9787302450320
版次:1
商品編碼:12105570
包裝:平裝
開本:16開
齣版時間:2016-12-01
用紙:膠版紙
頁數:571
字數:899000

具體描述

內容簡介

  本書是為高等學校電子信息類及相關專業編寫的數字係統設計教材,共分為11章,主要內容包括數字邏輯基礎、可編程邏輯器件工藝和結構、Vivado集成開發環境IP設計流程、Vivado集成開發環境Verilog HDL設計流程、Verilog HDL語言規範、基本數字單元Verilog HDL描述、Verilog HDL數字係統設計和實現、創建和封裝用戶IP設計和實現、Vivado調試工具原理及實現、數字係統高級設計方法和數模混閤係統設計。
  本書以Xilinx Artix 7係列FPGA器件和Xilinx*新一代的Vivado 2015.4集成開發環境為設計平颱,根據數字係統設計課程的教學要求以及作者多年的教學經驗,將本科傳統的數字電子技術(數字邏輯)課程與復雜數字係統設計課程相結閤,遵循循序漸進、由淺入深的原則,內容涵蓋瞭晶體管、門電路、數字邏輯理論、組閤邏輯和時序邏輯、可編程邏輯器件結構、Vivado集成開發環境設計流程、Verilog HDL語言、Verilog HDL復雜數字係統設計、IP封裝與調用、在綫邏輯分析儀工具以及數模混閤係統設計等方麵。
  為瞭方便教師教學和學生自學,書中給齣瞭大量設計實例,並提供瞭配套的教學資源(詳見書中的學習說明)。本書可作為本科生和研究生學習數字係統設計等相關課程的教材,或作為從事Xilinx FPGA設計的工程技術人員的參考用書,也可作為Xilinx大學計劃培訓的授課教材。

作者簡介

  何賓,著名的嵌入式技術和EDA技術專傢,長期從事電子設計自動化方麵的教學和科研工作,與全球多傢知名的半導體廠商和EDA工具廠商大學計劃保持緊密閤作。目前已經齣版嵌入式和EDA方麵的著作30餘部,內容涵蓋電路仿真、電路設計、可編程邏輯器件、數字信號處理、單片機、嵌入式係統、片上可編程係統等。典型的代錶作有《Xilinx FPGA設計*指南》《Xilinx All Programmable Zynq-7000 SoC設計指南》《Altium Designer 13.0電路設計、仿真與驗證*指南》《Altium Designer 15.0電路仿真、設計、驗證與工藝實現*指南》《Xilinx FPGA數字設計——從門級到行為級的雙重描述》《Xilinx FPGA數字信號處理*指南——從HDL、模型到C的描述》《模擬與數字係統協同設計*指南-Cypress集成開發環境》《STC單片機原理及應用》《STC單片機C語言程序設計》等。

內頁插圖

目錄

第1章數字邏輯基礎
1.1數字邏輯的發展史
1.2開關係統
1.2.10和1的概念
1.2.2開關係統的優勢
1.2.3晶體管作為開關
1.2.4半導體物理器件
1.2.5半導體邏輯電路
1.2.6邏輯電路符號描述
1.3半導體數字集成電路
1.3.1集成電路的發展
1.3.2集成電路構成
1.3.3集成電路版圖
1.4基本邏輯門電路分析
1.4.1基本邏輯門電路的描述
1.4.2邏輯門電路的傳輸特性
1.4.3基本邏輯門集成電路
1.4.4不同工藝邏輯門的連接
1.5邏輯代數理論
1.5.1邏輯代數中運算關係
1.5.2邏輯函數錶達式
1.6邏輯錶達式的化簡
1.6.1使用運算律化簡邏輯錶達式
1.6.2使用卡諾圖化簡邏輯錶達式
1.6.3不完全指定邏輯功能的化簡
1.6.4輸入變量的卡諾圖錶示
1.7毛刺産生及消除
1.8數字碼製錶示和轉換
1.8.1數字碼製錶示
1.8.2數字碼製轉換
1.9組閤邏輯電路
1.9.1編碼器
1.9.2譯碼器
1.9.3碼轉換器
1.9.4數據選擇器
1.9.5數據比較器
1.9.6加法器
1.9.7減法器
1.9.8加法器/減法器
1.9.9乘法器
1.10時序邏輯電路
1.10.1時序邏輯電路類型
1.10.2時序邏輯電路特點
1.10.3基本SR鎖存器
1.10.4同步SR鎖存器
1.10.5D鎖存器
1.10.6D觸發器
1.10.7其他觸發器
1.10.8普通寄存器
1.10.9移位寄存器
1.10.10存儲器
1.11有限自動狀態機
1.11.1有限自動狀態機原理
1.11.2狀態圖錶示及實現
1.11.3三位計數器
第2章可編程邏輯器件工藝和結構
2.1可編程邏輯器件的發展曆史
2.2可編程邏輯器件工藝
2.3簡單可編程邏輯器件結構
2.3.1PROM原理及結構
2.3.2PAL原理及結構
2.3.3PLA原理及結構
2.4CPLD原理及結構
2.4.1功能塊
2.4.2宏單元
2.4.3快速連接矩陣
2.4.4輸入輸齣塊
2.5FPGA原理及結構
2.5.1查找錶結構及功能
2.5.2可配置的邏輯塊
2.5.3時鍾資源
2.5.4時鍾管理模塊
2.5.5塊存儲器資源
2.5.6互聯資源
2.5.7專用的DSP模塊
2.5.8輸入和輸齣塊
2.5.9吉比特收發器
2.5.10PCI�睧模塊
2.5.11XADC模塊
2.6CPLD和FPGA比較
2.7Xilinx可編程邏輯器件
2.7.1Xilinx CPLD芯片介紹
2.7.2Xilinx FPGA芯片介紹
2.7.3Xilinx PROM芯片介紹
第3章Vivado集成開發環境IP核設計流程
3.1IP的基本概念
3.1.1IP核來源
3.1.2IP核的提供方式
3.1.3IP核優化
3.2Vivado工具設計流程
3.3Vivado IP數字係統的設計與實現
3.3.1建立新的設計工程
3.3.2修改工程設置屬性
3.3.3創建塊設計
3.3.4生成設計輸齣文件
3.4XDC文件原理及添加方法
3.4.1XDC的特性
3.4.2約束文件的使用方法
3.4.3約束順序
3.4.4XDC約束命令
3.4.5添加XDC文件
3.5查看綜閤後的結果
3.6查看實現後的結果
3.7生成和下載比特流文件
3.7.1生成比特流文件
3.7.2下載比特流文件
3.8生成和下載PROM文件
第4章Vivado集成開發環境Verilog HDL設計流程
4.1創建新的設計工程
4.2創建並添加一個新的設計文件
4.3RTL詳細描述和分析
4.3.1詳細描述的原理
4.3.2詳細描述的過程
4.4設計綜閤和分析
4.4.1綜閤過程的關鍵問題
4.4.2執行設計綜閤
4.4.3綜閤報告的查看
4.5設計行為級仿真
4.6創建實現約束文件XDC
4.6.1實現約束的原理
4.6.2I/O規劃器功能
4.6.3實現約束過程
4.7設計實現和分析
4.7.1設計實現原理
4.7.2設計實現及分析
4.8設計時序仿真
4.9生成並下載比特流文件
4.9.1生成比特流文件
4.9.2下載比特流文件到FPGA
4.10生成並燒寫PROM文件
第5章Verilog HDL語言規範
5.1Verilog HDL語言發展
5.2Verilog HDL程序結構
5.2.1模塊聲明
5.2.2模塊端口定義
5.2.3邏輯功能定義
5.3Verilog HDL描述方式
5.3.1行為級描述方式
5.3.2數據流描述方式
5.3.3結構級描述方式
5.3.4開關級描述方式
5.4Verilog HDL語言要素
5.4.1注釋
5.4.2間隔符
5.4.3標識符
5.4.4關鍵字
5.4.5係統任務和函數
5.4.6編譯器命令
5.4.7運算符
5.4.8數字
5.4.9字符串
5.4.10屬性
5.5Verilog HDL數據類型
5.5.1值的集閤
5.5.2網絡和變量
5.5.3嚮量
5.5.4強度
5.5.5隱含聲明
5.5.6網絡類型
5.5.7寄存器類型
5.5.8整數、實數、時間和實時時間
5.5.9數組
5.5.10參數
5.5.11Verilog HDL命名空間
5.6Verilog HDL錶達式
5.6.1操作符
5.6.2操作數
5.6.3延遲錶達式
5.6.4錶達式的位寬
5.6.5有符號錶達式
5.6.6分配和截斷
5.7Verilog HDL分配
5.7.1連續分配
5.7.2過程分配
5.8Verilog HDL門級和開關級描述
5.8.1門和開關聲明
5.8.2邏輯門
5.8.3輸齣門
5.8.4三態門
5.8.5MOS開關
5.8.6雙嚮傳輸開關
5.8.7CMOS開關
5.8.8pull門
5.8.9邏輯強度建模
5.8.10組閤信號的強度和值
5.8.11通過非電阻器件的強度降低
5.8.12通過電阻器件的強度降低
5.8.13網絡類型強度
5.8.14門和網絡延遲
5.9Verilog HDL用戶自定義原語
5.9.1UDP定義
5.9.2組閤電路UDP
5.9.3電平觸發的時序UDP
5.9.4邊沿觸發的時序電路UDP
5.9.5初始化狀態寄存器
5.9.6UDP例化
5.9.7邊沿觸發和電平觸發的混閤行為
5.10Verilog HDL行為描述語句
5.10.1過程語句
5.10.2過程連續分配
5.10.3條件語句
5.10.4case語句
5.10.5循環語句
5.10.6過程時序控製
5.10.7語句塊
5.10.8結構化的過程
5.11Verilog HDL任務和函數
5.11.1任務和函數的區彆
5.11.2任務和任務使能
5.11.3禁止命名的塊和任務
5.11.4函數和函數調用
5.12Verilog HDL層次化結構
5.12.1模塊和模塊例化
5.12.2覆蓋模塊參數值
5.12.3端口
5.12.4生成結構
5.12.5層次化的名字
5.12.6嚮上名字引用
5.12.7範圍規則
5.13Verilog HDL設計配置
5.13.1配置格式
5.13.2庫
5.13.3配置例子
5.13.4顯示庫綁定信息
5.13.5庫映射例子
5.14Verilog HDL指定塊
5.14.1模塊路徑聲明
5.14.2為路徑分配延遲
5.14.3混閤模塊延遲和分布式延遲
5.14.4驅動布綫邏輯
5.14.5脈衝過濾行為的控製
5.15Verilog HDL時序檢查
5.15.1使用穩定窗口檢查時序
5.15.2用於時鍾和控製信號的時序檢查
5.15.3邊沿控製符
5.15.4提示符: 用戶定義對時序衝突的響應
5.15.5使能有條件的時序檢查
5.15.6嚮量信號的時序檢查
5.15.7負時序檢查
5.16Verilog HDL SDF逆嚮注解
5.16.1映射SDF結構到Verilog
5.16.2多個注解
5.16.3多個SDF文件
5.16.4脈衝限製注解
5.16.5SDF到Verilog延遲值映射
5.17Verilog HDL係統任務和函數
5.17.1顯示任務
5.17.2文件輸入�彩涑魷低橙撾窈禿�數
5.17.3時間標度係統任務
5.17.4仿真控製任務
5.17.5可編程邏輯陣列建模係統任務
5.17.6隨機分析任務
5.17.7仿真時間函數
5.17.8轉換函數
5.17.9概率分布函數
5.17.10命令行輸入
5.17.11數學函數
5.18Verilog HDL的VCD文件
5.18.1四態VCD文件的創建
5.18.2四態VCD文件的格式
5.18.3擴展VCD文件的創建
5.18.4擴展VCD文件的格式
5.19Verilog HDL編譯器指令
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編程語言接口PLI
5.20.1Verilog HDL PLI發展過程
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)關鍵字列錶
第6章基本數字邏輯單元Verilog HDL描述
6.1組閤邏輯電路的Verilog HDL描述
6.1.1邏輯門的Verilog HDL描述
6.1.2編碼器的Verilog HDL描述
6.1.3譯碼器的Verilog HDL描述
6.1.4多路選擇器的Verilog HDL描述
6.1.5數字比較器的Verilog HDL描述
6.1.6總綫緩衝器的Verilog HDL描述
6.2數據運算操作的Verilog HDL描述
6.2.1加法操作的Verilog HDL描述
6.2.2減法操作的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算術邏輯單元的Verilog HDL描述
6.3時序邏輯電路的Verilog HDL描述
6.3.1觸發器和鎖存器的Verilog HDL描述
6.3.2計數器的Verilog HDL描述
6.3.3移位寄存器的Verilog HDL描述
6.3.4脈衝寬度調製PWM的Verilog HDL描述
6.4存儲器的Verilog HDL描述
6.4.1ROM的Verilog HDL描述
6.4.2RAM的Verilog HDL描述
6.5有限自動狀態機的Verilog HDL描述
6.5.1FSM設計原理
6.5.2FSM的分類及描述
第7章Verilog HDL數字係統設計和實現
7.1設計所用外設的原理
7.1.1LED燈驅動原理
7.1.2開關驅動原理
7.1.3七段數碼管驅動原理
7.1.4VGA顯示器原理
7.1.5通用異步接收發送器原理
7.2係統設計原理
7.3創建新的設計工程
7.4Verilog HDL數字係統設計流程
7.4.1設計分頻時鍾模塊2
7.4.2設計和仿真計數器模塊
7.4.3設計頂層模塊
7.4.4設計和例化分頻時鍾模塊1
7.4.5設計七段數碼管模塊
7.4.6設計和例化分頻時鍾模塊3
7.4.7設計和例化通用異步收發器模塊
7.4.8設計和例化分頻時鍾模塊4
7.4.9設計和例化VGA控製器模塊
第8章創建和封裝用戶IP設計與實現
8.1Vivado定製IP流程導論
8.2封裝用戶定義IP核設計流程
8.2.1創建新的封裝IP設計工程
8.2.2添加Verilog HDL設計源文件
8.2.3設置定製IP的庫名和目錄
8.2.4封裝定製IP的實現
8.3調用用戶自定義IP實現流程
8.3.1創建新的調用IP工程
8.3.2設置包含調用IP的路徑
8.3.3創建基於IP的係統
8.4係統行為級仿真
8.5係統設計綜閤
8.6係統實現和驗證
第9章Vivado調試工具原理及實現
9.1設計調試原理和方法
9.2FIFO IP的生成和調用
9.2.1創建新的工程
9.2.2添加FIFO IP核
9.2.3添加頂層設計文件
9.2.4添加XDC文件
9.3網錶插入調試探測流程方法及實現
9.3.1網錶插入調試探測流程的方法
9.3.2網錶插入調試探測流程的實現
9.4使用添加Verilog HDL屬性調試探測流程
9.5使用Verilog HDL例化調試核調試探測流程
第10章數字係統高級設計方法
10.1數字係統設計目標
10.2時序的基本概念
10.2.1基本術語
10.2.2時序路徑
10.2.3建立和保持鬆弛
10.2.4去除和恢復檢查
10.3邏輯復製和復用
10.3.1邏輯復製
10.3.2邏輯復用
10.4並行和流水綫
10.4.1並行設計
10.4.2流水綫設計
10.5同步和異步單元處理
10.5.1同步單元處理
10.5.2異步單元處理
10.6邏輯結構處理
10.6.1邏輯結構設計方法
10.6.2if和case語句的使用
第11章數模混閤係統設計
11.1模數轉換器原理
11.1.1模數轉換器的參數
11.1.2模數轉換器的類型
11.2數模轉換器原理
11.2.1數模轉換器的參數
11.2.2數模轉換器的類型
11.3基於XADC的信號采集和處理原理及實現
11.3.1XADC模塊原理
11.3.2XADC原語
11.3.31602模塊原理
11.3.4信號采集、處理和顯示的實現
11.4基於DAC的信號發生器的設計原理及實現
11.4.1D/A轉換器工作原理
11.4.2函數信號産生原理
11.4.3設計實現

前言/序言

  隨著半導體技術的不斷演進和發展,基於現場可編程門陣列(field programmable gate array,FPGA)的數字係統設計正逐步走嚮係統化和集成化。特彆是,作為全球最大的可編程邏輯器件廠商,美國賽靈思(Xilinx)公司不斷推齣新器件、新設計工具和新設計方法,這些都將進一步地擴展FPGA在通信、人工智能、機器學習等復雜數據處理方麵的應用,FPGA也將成為電子信息類專業學生必須掌握的一項專業技能。
  目前,國內電子信息類專業學生所學的傳統數字邏輯理論和設計方法遠不能滿足要求,因此國內很多高校的電子信息類專業在開設傳統數字邏輯課程的基礎上,又單獨開設瞭基於硬件描述語言(hardware description language,HDL)的數字係統設計課程。這種授課方式不但不利於知識點之間的有機銜接,同時也加重瞭學生的學習負擔。
  國內越來越多高校的電子信息類專業授課教師希望將傳統數字邏輯課程和基於HDL的數字係統設計課程進行係統化融閤。在這種需求背景下,作者根據多年的授課經驗和學生實訓成果,將傳統的數字邏輯課程和基於HDL的數字係統設計課程進行係統化深度融閤,編寫瞭該教材。在編寫教材的過程中本著由淺入深、由易到難的原則,在參考國外已經齣版的數字設計教材和作者已經齣版的《Xilinx FPGA數字設計——從門級到行為級雙重HDL描述》教材基礎上,對復雜數字係統設計所需要的知識點進行瞭係統化融閤。本書內容涵蓋晶體管、門電路、布爾邏輯、組閤邏輯與時序邏輯、可編程邏輯器件結構、IP核封裝和調用、Vivado集成開發工具設計流程、Verilog HDL語言規範、Verilog HDL復雜數字係統設計以及在綫邏輯分析儀工具等,目的是打通數字設計相關課程的知識通道,使學生能係統、全麵、紮實地掌握數字設計相關的理論知識和設計方法,為高等學校電子信息類數字設計相關課程的教學改革和課程整閤提供教學素材。
  本書與作者已經齣版的《Xilinx FPGA數字設計——從門級到行為級雙重HDL描述》一書相比,主要進行瞭以下重要的改變:
  (1) 采用Xilinx 28nm工藝的Artix 7係列FPGA和Xilinx最新的Vivado 2015.4集成開發環境為設計平颱。
  (2) 突齣以IP核為中心的設計思想,增加瞭IP核封裝和IP核調用的內容。
  (3) 增加在綫邏輯分析儀工具內容的講解,使得讀者更熟練地使用該工具對復雜數字係統進行調試。
  (4) 刪除原書最後一章軟核處理器PicoBlaze原理及應用的內容(注: 該部分內容將使用ARM公司Cortex M0 MCU代替,並作為單獨教材進行更詳細的講解)。
  (5) 將原書中的VHDL和Verilog HDL語言語法及設計案例,以兩個不同版本教材的形式分開介紹,更具有針對性。
  (6) 在介紹數模混閤係統一章的內容時,使用Xilinx Artix 7係列FPGA器件內集成的XADC模塊,使得讀者能更深刻地體會半導體技術的發展對未來電子係統設計方法的影響以及SoC器件的概念。
  通過對原書內容的更新和調整,本教材既涵蓋瞭數字係統設計所必需的知識點,同時也反映瞭復雜數字係統設計的最新發展動態。
  在講授和學習本書內容時,教師和學生可以根據教學時數和內容的側重點不同,適當將相關章節的內容進行調整和刪減。為瞭讓讀者更好地掌握相關內容,本書還給齣瞭大量設計示例程序和習題。本書不僅可以作為大學信息類專業講授數字電子綫路、數字邏輯和復雜數字係統設計相關課程的教學用書,也可以作為從事相關課程教學和科研工作者的參考用書。
  為瞭方便教師教學和學生自學,本書還提供瞭相應的教學課件和所有設計實例的完整設計文件,這些設計資源可以在本書學習說明給齣的網站上進行下載。
  本書編寫時引用和參考瞭許多著名學者和專傢的研究成果,以及Xilinx公司的技術文檔和手冊。在本書編寫過程中,Xilinx的多位技術專傢解答瞭作者所遇到的各種問題,在此特彆嚮他們錶示衷心的感謝。作者的學生李寶隆、張艷輝、湯宗美、楊天翔、王中正負責第1~第11章部分內容的編寫和設計實例的驗證工作,在此一並嚮他們錶示感謝。在本書的齣版過程中,得到瞭Xilinx公司大學計劃和TI大學計劃及RIGOL大學計劃的大力支持和幫助,同時也得到瞭清華大學齣版社各位編輯的幫助和指導,在此錶示深深的謝意。
  由於作者水平有限,編寫時間倉促,書中難免有疏漏之處,敬請讀者批評指正。
  編者2016年8月於北京


EDA原理及Verilog HDL實現 從晶體管、門電路到Xilinx Vivado的數字係統設計 本書是一本內容豐富、體係完整的數字係統設計教材,旨在為讀者提供從底層晶體管原理到高級FPGA開發流程的全麵指導。本書將EDA(Electronic Design Automation,電子設計自動化)的理論基礎與Verilog HDL(Hardware Description Language,硬件描述語言)的實踐應用緊密結閤,通過循序漸進的講解,幫助讀者深入理解數字邏輯的設計思想,掌握現代數字係統實現的工程方法。 內容概述: 第一部分:數字係統的基石——晶體管與邏輯門 本部分將帶領讀者深入探究數字電路的根源,從最基本的半導體器件——晶體管(MOSFET)的工作原理入手。我們將詳細介紹CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,互補金屬氧化物半導體)工藝,剖析其靜態和動態功耗特性,以及關鍵參數如閾值電壓、亞閾值電流等。在此基礎上,我們將邏輯門(Logic Gates)的實現原理與晶體管的開關特性聯係起來,詳細講解AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR等基本邏輯門的結構和功能。讀者將理解這些看似簡單的門電路是如何通過晶體管組閤而成的,為後續更復雜的邏輯設計打下堅實基礎。 第二部分:組閤邏輯與時序邏輯的設計 在掌握瞭基本邏輯門之後,本書將引導讀者進入組閤邏輯(Combinational Logic)和時序邏輯(Sequential Logic)的設計領域。 組閤邏輯: 我們將學習如何利用邏輯門搭建復雜的組閤邏輯電路,包括多路選擇器(Multiplexer)、譯碼器(Decoder)、編碼器(Encoder)、加法器(Adder)、減法器(Subtractor)等。本書將重點介紹布爾代數(Boolean Algebra)化簡方法,如卡諾圖(Karnaugh Map)和Quine-McCluskey算法,以及它們在邏輯優化中的作用。讀者將學會如何從邏輯功能需求齣發,設計並優化齣高效的組閤邏輯電路。 時序邏輯: 本部分將重點講解時序邏輯電路,包括觸發器(Flip-flops)和寄存器(Registers)。我們將深入分析D觸發器、JK觸發器、T觸發器等基本觸發器的構成原理和時序特性,以及它們如何構成寄存器以存儲數據。在此基礎上,我們將介紹狀態機(State Machines)的概念,包括有限狀態機(Finite State Machine,FSM)的定義、狀態轉移圖(State Transition Diagram)和狀態轉移錶(State Transition Table)的繪製,以及如何使用Verilog HDL實現同步和異步狀態機。計數器(Counters)和移位寄存器(Shift Registers)等時序電路的重要應用也將得到詳細闡述。 第三部分:硬件描述語言Verilog HDL入門與進階 Verilog HDL是現代數字係統設計不可或缺的工具。本書將為讀者提供一個詳盡的Verilog HDL學習路徑。 基本語法與數據類型: 從Verilog HDL的基本語法結構,如模塊(module)、端口(port)、信號(wire、reg)、參數(parameter)等開始,逐步介紹各種數據類型,如位嚮量(bit-vector)、整數(integer)、實數(real)等。 行為級建模: 重點講解如何使用`always`塊、`assign`語句、`if-else`結構、`case`語句等進行行為級建模,描述電路的功能。我們將強調組閤邏輯和時序邏輯在Verilog HDL中的不同描述方式,例如,如何區分組閤邏輯的`assign`語句和時序邏輯的`always @(posedge clk)`塊。 結構級建模: 介紹如何通過實例化(instantiation)已有的模塊來構建更復雜的係統,實現層次化設計。 任務(task)與函數(function): 講解如何利用任務和函數來封裝可重用的代碼,提高設計效率。 高級特性: 涵蓋Verilog HDL中的一些高級特性,如生成的`generate`語句、參數化設計、`fork-join`語句等,幫助讀者構建更靈活、可配置的硬件設計。 第四部分:EDA工具鏈與FPGA開發流程 本書將詳細介紹現代EDA工具鏈以及基於FPGA(Field-Programmable Gate Array,現場可編程門陣列)的數字係統設計流程。 Xilinx Vivado簡介: 本部分將以Xilinx Vivado套件為例,詳細介紹其主要功能和使用方法,包括項目創建、IP核(Intellectual Property Core)集成、綜閤(Synthesis)、實現(Implementation)、布局布綫(Place and Route)、時序約束(Timing Constraints)設置等關鍵步驟。 綜閤與仿真: 講解綜閤的過程,即如何將Verilog HDL代碼轉換為門級網錶(Netlist)。同時,我們將詳細介紹仿真(Simulation)的重要性,包括功能仿真(Functional Simulation)和時序仿真(Timing Simulation),以及如何利用仿真工具驗證設計的正確性。 約束與時序分析: 強調時序約束在FPGA設計中的關鍵作用,如時鍾定義、輸入輸齣延遲設置等,並講解如何進行時序分析,確保設計滿足性能要求。 FPGA硬件實現: 介紹將設計下載到FPGA器件的流程,以及在實際硬件中調試設計的方法。 第五部分:實際應用與項目實例 為瞭鞏固理論知識,本書將提供一係列精心設計的項目實例,涵蓋數字係統設計的常見應用領域。這些實例將貫穿從需求分析、Verilog HDL編碼、仿真驗證到最終FPGA實現的整個流程。例如,我們將可能設計: 簡單的 ALU(Arithmetic Logic Unit,算術邏輯單元): 結閤組閤邏輯和Verilog HDL,實現基本的算術和邏輯運算。 可編程計數器: 演示時序邏輯的設計和Verilog HDL的循環結構。 UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,通用異步收發器): 一個經典的串行通信接口,展示狀態機和數據處理的應用。 簡單的內存控製器: 涉及時序控製和數據讀寫操作。 通過這些實際項目,讀者將能夠將所學知識融會貫通,深刻體會EDA技術在現代電子工程中的強大力量。 本書特點: 理論與實踐並重: 深入講解EDA的理論原理,並提供大量Verilog HDL代碼示例和實踐指導。 循序漸進: 從基礎的晶體管和邏輯門開始,逐步深入到復雜的數字係統設計。 工程導嚮: 強調現代EDA工具鏈的使用和FPGA開發流程,為讀者步入實際工程項目做好準備。 豐富的實例: 通過多個實用的項目實例,幫助讀者鞏固所學知識。 麵嚮廣泛讀者: 適閤電子工程、計算機科學、微電子學等專業的學生,以及從事數字邏輯設計、FPGA開發的工程師。 本書將成為讀者踏入數字係統設計領域的寶貴指南,幫助您構建紮實的理論基礎,掌握先進的設計工具,並最終實現高性能的數字電路。

用戶評價

評分

在拿到這本《EDA原理及Verilog HDL實現 從晶體管、門電路到Xilinx Vivado的數字係統設計》後,我最先關注的是它對Verilog HDL這門語言的處理方式。我一直認為,學習一門硬件描述語言,不僅僅是記住它的語法和關鍵字,更重要的是理解它如何描述硬件行為,以及如何被綜閤成實際的硬件電路。這本書從晶體管和門電路開始,然後過渡到Verilog HDL,這個順序安排讓我感到非常驚喜。我期待它能詳細講解Verilog HDL的基本語法,包括數據類型、運算符、always塊、assign語句等等,並且能結閤之前講解的門電路知識,給齣很多經典的Verilog HDL代碼示例。例如,如何用Verilog HDL實現一個AND門、OR門,甚至是一個觸發器,這些都應該與門電路的實際結構和功能相對應。更重要的是,我希望這本書能夠深入講解“綜閤”這個概念。Verilog HDL代碼寫齣來之後,EDA工具如何將其轉化為門電路網錶,最終映射到FPGA的資源上,這個過程往往是許多初學者感到睏惑的地方。這本書如果能對綜閤的原理、常見的綜閤優化技巧以及綜閤過程中可能齣現的問題進行詳細的闡述,那將非常有價值。例如,它是否會講解不同always塊的寫法對綜閤結果的影響?如何避免不可綜閤的代碼?如何編寫可讀性高且易於綜閤的Verilog HDL代碼?我尤其關注書中對時序邏輯的講解,觸發器、寄存器、時鍾、復位信號等,這些都是構成復雜數字係統的基石。期待它能通過Verilog HDL的代碼,清晰地展示這些時序邏輯的實現,並解釋相關的時序約束和時序分析。這本書如果能在這方麵做得深入細緻,那麼它絕對是一本不可多得的參考書,能夠幫助我更好地掌握Verilog HDL,並用它來設計齣高效、可靠的數字係統。

評分

我對《EDA原理及Verilog HDL實現 從晶體管、門電路到Xilinx Vivado的數字係統設計》這本書的期望,很大程度上在於它對“Xilinx Vivado”的實際操作指導。我知道,理論知識固然重要,但最終的數字係統設計還是離不開EDA工具的支持。Vivado作為當前FPGA領域的主流工具,掌握它的使用方法至關重要。我希望這本書能夠提供詳盡的Vivado入門教程,從軟件的安裝、界麵介紹開始,到項目的新建、文件的管理、IP核的集成、仿真器的使用、綜閤與實現的流程,再到最終的比特流生成和下載,都能夠有詳細的講解和圖示。尤其重要的是,我希望它能夠結閤前麵講解的Verilog HDL內容,展示如何在Vivado中驗證我們編寫的代碼。例如,如何創建仿真環境,如何編寫Testbench,如何進行功能仿真和時序仿真,以及如何查看仿真波形。在綜閤和實現階段,我期待它能夠講解如何設置約束文件,如何理解和優化時序報告,以及如何進行性能分析。書中是否會提供一些實際的工程案例,讓讀者可以跟著一步一步完成,從代碼編寫到FPGA硬件的運行?我非常希望它能夠分享一些在Vivado使用過程中常見的“坑”和解決辦法,例如工程的配置問題、約束文件的編寫技巧、時序違例的分析與修復等。如果這本書能夠將理論知識、HDL代碼與Vivado的實際操作完美地結閤起來,提供一個完整的學習閉環,那麼它將非常有價值,能夠幫助我快速上手Vivado,並獨立完成FPGA項目的設計與實現,從而真正掌握數字係統設計這門技術。

評分

《EDA原理及Verilog HDL實現 從晶體管、門電路到Xilinx Vivado的數字係統設計》這個書名給我一種“全麵”的感覺,仿佛它覆蓋瞭從入門到進階的整個過程。其中,“從晶體管”的起點讓我感到非常期待,因為我一直認為,要深入理解數字邏輯,就必須從最底層的硬件工作原理入手。我希望書中能夠詳細介紹半導體器件的基本知識,特彆是MOSFET的工作原理。例如,它是如何通過電壓控製電流的?NMOS和PMOS有什麼區彆?CMOS電路的優勢在哪裏?我希望它能夠用清晰的圖示和簡練的語言解釋這些基礎概念,而不是止步於文字描述。然後,如何利用這些晶體管構建齣最基本的邏輯門,比如AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR等等,這本書是否會詳細講解這些門電路的結構和工作方式?我特彆期待它能夠展示如何用晶體管搭齣一個邏輯門,以及用Verilog HDL如何描述同一個邏輯門。這種從物理實現到HDL代碼的對應關係,是我一直在尋找的。我希望書中能夠提供很多這樣的對比和分析,幫助我理解HDL代碼的本質就是對硬件結構的抽象描述。此外,我也關注書中是否會講解一些更高級的數字邏輯概念,例如編碼器、譯碼器、多路選擇器、比較器、加法器、減法器等等,並且會講解如何用Verilog HDL來實現這些功能模塊。如果書中能夠通過大量的實例,展示如何從最基礎的門電路一步一步構建齣這些復雜的功能單元,並用Verilog HDL代碼來錶達,那麼這將是一本非常有價值的參考書。它能夠幫助我建立起完整的數字邏輯設計思維,理解不同功能模塊之間的關係,並學會如何將它們組閤起來,構建齣復雜的數字係統。

評分

這本書的標題《EDA原理及Verilog HDL實現 從晶體管、門電路到Xilinx Vivado的數字係統設計》,讓我感到非常欣喜,因為它似乎提供瞭一條從“本源”到“應用”的完整學習路徑。我一直認為,要真正理解數字邏輯設計,就不能隻停留在Verilog HDL的語法層麵,而是要追溯到最基礎的晶體管和門電路。我希望這本書能夠詳細講解半導體基礎知識,特彆是MOS晶體管的工作原理,例如它的結構、開關特性、以及如何用它們來搭建齣基本的邏輯門。我期待它能夠提供清晰的電路圖和工作原理分析,讓我們能夠理解為什麼AND門長這樣,OR門長那樣。然後,我希望它能夠將這些基礎的門電路與Verilog HDL的語法巧妙地結閤起來。例如,書中是否會展示如何用Verilog HDL描述一個AND門、OR門,甚至是更復雜的組閤邏輯電路?我希望它能夠深入講解Verilog HDL中的各種結構,如always塊、assign語句、if-else語句、case語句等,並解釋它們在綜閤後會生成什麼樣的電路。尤其重要的是,我期待書中能夠講解如何進行數字邏輯設計的“自頂嚮下”和“自底嚮上”的建模方法,並用Verilog HDL來實現。例如,如何從一個高層次的功能需求齣發,逐步細化成低層次的模塊,最終實現成FPGA硬件?這本書如果能在這方麵提供豐富的實例和深入的講解,那麼它將非常有價值,能夠幫助我建立起紮實的數字邏輯設計思維,並學會如何用Verilog HDL來高效地實現各種數字係統。

評分

當我看到《EDA原理及Verilog HDL實現 從晶體管、門電路到Xilinx Vivado的數字係統設計》這個書名時,我立刻被它所承諾的“從晶體管、門電路”的起點所吸引。在許多EDA相關的書籍中,往往直接從HDL語言或FPGA開發闆入手,而忽略瞭最基礎的物理實現原理。我希望這本書能夠填補這個空白,詳細講解MOS晶體管的工作原理,如何構成邏輯門,以及如何通過這些門電路構建齣更復雜的組閤邏輯和時序邏輯單元。我期待書中能夠提供大量的電路圖、波形圖,並用通俗易懂的語言解釋半導體器件和基本邏輯門的工作原理。更重要的是,我希望這本書能夠清晰地展示Verilog HDL與這些基礎硬件之間的聯係。例如,一個Verilog HDL的`assign`語句是如何對應一個組閤邏輯電路的?`always`塊又是如何實現時序邏輯的?我希望書中能夠通過大量的代碼示例,展示如何用Verilog HDL來描述各種邏輯門、觸發器、寄存器、計數器等基本模塊。我也非常關注書中關於“Xilinx Vivado”的使用指導。我期待它能夠提供一個完整的FPGA項目設計流程,包括從項目創建、RTL編碼、仿真、綜閤、實現,到最終的比特流生成。書中是否會講解如何使用Vivado進行仿真,如何設置時序約束,以及如何分析時序報告?我希望它能提供一些實際的工程案例,讓讀者能夠跟著一步一步完成,從而熟練掌握Vivado這款強大的EDA工具。總而言之,這本書如果能夠做到從基礎的晶體管原理到現代FPGA設計的完整銜接,那麼它將極大地幫助我建立起堅實的數字係統設計基礎。

評分

對於《EDA原理及Verilog HDL實現 從晶體管、門電路到Xilinx Vivado的數字係統設計》這本書,我個人最看重的是它在Xilinx Vivado這個現代EDA工具上的實踐指導。我知道,學習EDA工具的使用是數字係統設計不可或缺的一環,而Xilinx Vivado無疑是目前FPGA設計領域最主流的工具之一。我期待這本書能夠提供非常詳盡和實用的Vivado操作指南。不僅僅是簡單的工具介紹,我希望它能夠涵蓋從項目創建、RTL代碼編寫、仿真、綜閤、實現(布局布綫)到最後生成比特流文件的完整流程。對於每個環節,我希望書中都能提供清晰的操作截圖和詳細的步驟說明,讓讀者能夠一步一步跟著做。特彆是在仿真環節,我希望它能講解如何編寫Testbench,如何進行功能仿真和時序仿真,以及如何分析仿真結果。在綜閤和實現環節,我期待它能講解如何設置綜閤和實現策略,如何理解和優化時序報告,以及如何進行功耗和麵積的評估。更重要的是,我希望書中能夠將之前講解的Verilog HDL代碼與Vivado中的實際操作緊密結閤起來。例如,書中是否會提供一些實際的工程示例,讓讀者能夠將自己編寫的Verilog HDL代碼在Vivado中進行驗證,並最終下載到FPGA開發闆上運行?我非常希望它能分享一些在Vivado使用過程中常見的“坑”和解決辦法,例如工程遷移、IP核集成、約束文件的編寫和調試等。這本書如果能做到這些,那它將不僅僅是一本理論書籍,更是一本 hands-on 的實踐指南,能夠幫助我們快速上手Vivado,並獨立完成FPGA項目的設計與實現。我相信,擁有這樣一本實用的工具指南,將極大地縮短我從理論學習到實際項目開發的差距。

評分

這本書的名字確實非常有吸引力,光是看標題我就被深深地勾起瞭興趣。《EDA原理及Verilog HDL實現 從晶體管、門電路到Xilinx Vivado的數字係統設計》,這個書名一下子就把我帶入瞭數字邏輯設計的廣闊世界。從最底層的晶體管,到構成基本邏輯單元的門電路,再到如今主流的EDA工具Xilinx Vivado,這仿佛是一條完整的學習路徑圖,為我這樣的初學者指明瞭方嚮。我一直覺得,要真正理解一個復雜的數字係統,就必須從最基礎的物理層麵開始,瞭解那些微小的晶體管是如何通過開關特性實現邏輯功能的。很多時候,我們在學習FPGA設計時,往往直接從HDL語言和IP核入手,忽略瞭其背後更深層次的原理,導緻在遇到疑難問題時,往往無從下手,隻能靠“搬運”代碼。這本書的開篇就承諾從晶體管講起,這讓我感到非常欣慰。我非常期待它能詳細闡述MOSFET、CMOS等晶體管的構造和工作原理,以及如何利用它們搭建齣AND、OR、NOT等基本邏輯門。我相信,如果能真正理解瞭這些最基本的構建單元,那麼後續學習Verilog HDL語言和構建更復雜的數字電路時,就會事半功倍。而且,將晶體管原理和門電路的搭建過程與Verilog HDL的語法和結構聯係起來,這會極大地加深我們對HDL語言抽象層麵的理解,讓我們知道每一行代碼背後所對應的物理實現是怎樣的。這種由點到麵,由淺入深的講解方式,對於建立紮實的數字係統設計基礎至關重要。我迫不及待地想翻開它,看看它是如何將這些抽象的概念具體化,並與現代的FPGA設計流程 seamlessly 地融閤在一起的。這本書的齣現,似乎解決瞭我在學習道路上的一大痛點,即理論與實踐脫節的問題。期待書中能夠用清晰的圖示和簡潔的語言,將復雜的晶體管模型和門電路工作原理呈現齣來,讓每一個讀者都能有所收獲。

評分

這本書的標題《EDA原理及Verilog HDL實現 從晶體管、門電路到Xilinx Vivado的數字係統設計》無疑點燃瞭我強烈的學習熱情。我一直認為,要真正掌握數字係統設計,就必須從最基礎的物理層麵開始,理解晶體管是如何工作的,以及它們如何組閤成門電路。我希望這本書能夠詳細講解MOSFET的結構和工作原理,以及如何利用它們構建齣AND、OR、NOT等基本邏輯門。我期待書中能有大量的電路圖和波形圖,將抽象的理論知識形象化。更重要的是,我希望它能夠清晰地展示Verilog HDL語言如何描述這些基礎的硬件結構。例如,書中是否會給齣各種基本門電路的Verilog HDL實現代碼,並深入分析其語法和語義?我希望它能幫助我理解,每一行HDL代碼都對應著具體的硬件實現,從而避免寫齣“空中樓閣”般的代碼。此外,書中對“Xilinx Vivado”的提及,讓我看到瞭它在現代FPGA設計實踐方麵的價值。我期待它能夠提供詳細的Vivado操作指南,包括項目創建、仿真、綜閤、實現等完整流程。我希望書中能有大量的實例,讓讀者能夠跟著一步一步完成,將Verilog HDL代碼轉化為實際的FPGA硬件。例如,書中是否會講解如何進行時序約束,如何分析時序報告,以及如何解決常見的時序問題?如果這本書能夠做到從晶體管、門電路的物理原理,到Verilog HDL的抽象描述,再到Xilinx Vivado的實際應用,提供一個全麵且深入的學習體驗,那麼它無疑將成為我學習數字係統設計的必讀之作。

評分

當我看到《EDA原理及Verilog HDL實現 從晶體管、門電路到Xilinx Vivado的數字係統設計》這個標題時,我就預感到它可能會涵蓋非常廣泛的知識體係,而我特彆關注的是它如何將“晶體管”和“門電路”這兩個最基礎的物理層麵的概念,與Verilog HDL這種抽象的硬件描述語言聯係起來。很多時候,我們在學習HDL時,可能會覺得它和電路的實際構成離得很遠,似乎隻是在和文本打交道。但實際上,每一行HDL代碼最終都要被轉換成物理的晶體管和門電路。我希望這本書能夠清晰地闡釋這個轉化過程。例如,書中是否會展示一個簡單的CMOS反相器是如何用Verilog HDL描述的?MOS管的柵極、漏極、源極在HDL代碼中是如何體現的?再比如,一個AND門,它在物理上是如何實現的,又是如何用Verilog HDL來錶示的?我期待書中能有大量的電路圖和HDL代碼的對應分析,能夠幫助我建立起這種“從抽象到具體”的直觀認識。理解瞭這一點,我在編寫HDL代碼時,就能夠更有意識地去考慮代碼的效率和可實現性,避免寫齣“看起來能工作但實際綜閤齣來效率極低”的代碼。我也希望書中能夠深入講解數字邏輯設計中的一些基本設計原則,例如時序設計、組閤邏輯設計、流水綫設計等,並且能夠結閤Verilog HDL的實現方式進行講解。它是否會分析不同HDL結構對時序和麵積的影響?例如,什麼時候應該使用assign語句,什麼時候應該使用always塊?不同的always塊(posedge, negedge, level-sensitive)在綜閤後會生成什麼樣的電路?如果書中能在這方麵提供深入的分析和指導,那麼它將非常有價值,能夠幫助我寫齣更優雅、更高效的Verilog HDL代碼,並為設計更復雜的數字係統打下堅實的基礎。

評分

《EDA原理及Verilog HDL實現 從晶體管、門電路到Xilinx Vivado的數字係統設計》這個書名,仿佛為我揭示瞭一條通往數字係統設計核心的完整路徑。最吸引我的是它從“晶體管”這一最微觀的起點講起,這對於理解數字邏輯的本質至關重要。我期待這本書能夠深入淺齣地講解MOSFET等晶體管的工作原理,以及如何利用它們構建齣AND、OR、NOT等最基本的邏輯門。我希望書中能夠用豐富的圖示和清晰的文字,將抽象的半導體物理概念變得直觀易懂。然後,我期待它能夠平滑地過渡到Verilog HDL的學習。我希望書中能夠將門電路的實現與Verilog HDL的代碼緊密聯係起來,展示如何用HDL語言精確地描述硬件行為,以及每一行代碼背後所對應的物理實現。例如,它是否會講解如何用Verilog HDL實現一個觸發器,並解釋其工作原理與物理構造的關係?我也非常期待書中關於“Xilinx Vivado”的實踐部分。我希望它能提供詳盡的工具使用指南,包括項目創建、仿真、綜閤、實現等關鍵步驟。更重要的是,我希望書中能夠提供一些實際的工程案例,讓讀者能夠將理論知識轉化為實踐,並在Vivado環境中進行驗證。例如,如何從一個需求齣發,編寫Verilog HDL代碼,然後在Vivado中完成整個設計流程,最終在FPGA上實現功能?如果書中能夠做到理論與實踐相結閤,從本源到應用,那麼它將成為我數字係統設計學習道路上的一本寶貴財富,幫助我更深入地理解數字邏輯的精髓。

評分

書比想象中的還要厚,內容還是挺通俗易懂的。如果能帶光盤就好瞭

評分

書比想象中的還要厚,內容還是挺通俗易懂的。如果能帶光盤就好瞭

評分

送貨很快,小夥很帥

評分

感覺還可以

評分

送貨很快,小夥很帥

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感覺還可以

評分

雖然天下書籍一大抄,但是有的書籍寫的很係統,很連貫。這本書看起來全麵,無所不包,但是寫的瑣碎,淩亂,不夠循序漸進,拿幾本彆人的書稍微改改就齣版瞭,作者很不負責。

評分

雖然天下書籍一大抄,但是有的書籍寫的很係統,很連貫。這本書看起來全麵,無所不包,但是寫的瑣碎,淩亂,不夠循序漸進,拿幾本彆人的書稍微改改就齣版瞭,作者很不負責。

評分

書比想象中的還要厚,內容還是挺通俗易懂的。如果能帶光盤就好瞭

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