可编程逻辑器件基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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董海青，陈红，唐敏 著

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• 可编程逻辑器件
• PLD
• FPGA
• 数字逻辑
• 硬件描述语言
• VHDL
• Verilog
• 数字电路
• 可编程逻辑
• 集成电路

店铺： 润轩泽辕图书专营店

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302287988

商品编码：29286597920

包装：平装

出版时间：2012-08-01

基本信息

书名：可编程逻辑器件基础

：25元

作者：董海青,陈红,唐敏

出版社：清华大学出版社

出版日期：2012-08-01

ISBN：9787302287988

字数：302000

页码：192

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.359kg

编辑推荐

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内容提要

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　　本书主要包括器件、工具、语言、单元电路和实例五个部分。器件部分主要介绍了目前常用的可编程逻辑器件及其发展；工具部分主要介绍了仿真工具ModelSim、综合工具XilinxISE和开发板；语言部分详细介绍了VerilogHDL的基本语法、程序结构等；单元电路部分主要介绍了组合逻辑电路和时序逻辑电路的VerilogHDL设计和仿真验证；实例部分主要介绍了基于开发板的复杂数字系统的基本设计和验证。
　　《21世纪高职高专电子信息类实用规划教材：可编程逻辑器件基础》可作为高职高专微电子技术、电子线路设计、通信技术等相关专业的教材用书，同时也可以作为从事FPGA设计的相关从业人员的参考用书。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《硬件电路设计与仿真实战》 内容简介： 本书旨在为读者提供一套系统、全面且贴合实际工程应用的硬件电路设计与仿真学习路径。我们深入浅出地讲解了从基础模拟电路原理到复杂数字逻辑系统的设计方法，并重点介绍了现代电子设计自动化（EDA）工具在电路开发流程中的关键作用。全书内容紧密围绕实际项目需求展开，理论知识与实践操作相结合，力求让读者在掌握核心概念的同时，能够独立完成从电路构思、原理图绘制、元器件选型、仿真验证到PCB布局布线等一系列硬件设计流程。 第一部分 模拟电路设计基础与应用 本部分将带领读者重温并深化模拟电路设计的核心知识。我们将从基本的半导体器件（二极管、三极管、场效应管）特性入手，讲解其在各种经典电路中的应用，例如稳压电源、信号放大电路（共模、差模放大）、滤波电路（低通、高通、带通、带阻）、振荡电路（RC、LC振荡）以及运算放大器（Op-amp）的各种应用电路（加法器、减法器、积分器、微分器、比较器等）。 在讲解这些基础电路时，我们不仅会分析其工作原理和传递函数，还会结合实际元器件的非理想特性，如寄生参数、噪声、温漂等，来探讨这些因素对电路性能的影响，以及如何在设计中进行权衡和优化。例如，在设计一个低噪声放大器时，我们会详细分析不同噪声源的贡献，并给出选择低噪声元器件、优化电路拓扑以降低噪声的方法。 此外，我们还将介绍一些常用的模拟信号处理模块，如采样保持电路、滤波器设计（Butterworth, Chebyshev, Bessel等逼近特性）、非线性电路（混频器、倍增器）等。针对这些模块，本书将提供详细的设计步骤和计算方法，并结合Spice等仿真软件进行验证。读者将学习如何根据设计指标（如增益、带宽、噪声系数、失真度等）来选择合适的元器件和电路结构。 第二部分 数字逻辑电路设计与时序分析 本部分专注于数字逻辑电路的设计。我们将从最基础的逻辑门（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR）开始，回顾布尔代数、卡诺图等化简方法，以及逻辑门的基本组合电路（组合逻辑）。随后，深入讲解时序逻辑电路，包括触发器（SR, JK, D, T触发器）、寄存器、计数器（同步、异步）、移位寄存器等。 除了基本的数字电路构成，本书将重点介绍有限状态机（Finite State Machine, FSM）的设计方法。我们将详细讲解Moore型和Mealy型状态机的区别、状态图、状态转移图以及状态表的建立，并演示如何将其转换为实际的逻辑电路。这将是设计复杂数字系统（如控制器、协议处理单元）的基础。 时序分析是数字电路设计中至关重要的一环。本部分将深入讲解时钟信号、时钟抖动、建立时间（Setup Time）、保持时间（Hold Time）、传播延迟（Propagation Delay）等关键概念。我们将学习如何进行静态时序分析（Static Timing Analysis, STA），识别并解决时序违例问题，确保电路在最高工作频率下的可靠运行。读者将学会利用时序约束来指导布局布线，并分析不同工艺、不同工作条件下的时序裕量。 第三部分 嵌入式系统硬件设计入门 随着嵌入式系统在各个领域的广泛应用，理解其硬件构成和设计原理显得尤为重要。本部分将从嵌入式系统的基本构成出发，介绍微控制器（MCU）或微处理器（MPU）的核心架构、存储器类型（RAM, ROM, Flash）、输入/输出（I/O）接口（GPIO, UART, SPI, I2C, ADC, DAC）等。 我们将以一个实际的嵌入式系统项目为例，贯穿整个设计流程。例如，设计一个简单的温度采集与显示系统。读者将学习如何选择合适的MCU，如何根据需求配置和使用其内部外设，例如如何通过ADC读取温度传感器的数据，如何通过UART与上位机通信，或者如何驱动LCD显示屏。 在接口设计方面，我们将详细讲解不同接口的标准、信号时序以及在实际电路中的实现。例如，在设计SPI接口时，我们将分析主从机的通信协议、时钟同步、数据传输方式，并给出实际的电路连接和驱动代码编写建议。 第四部分 现代EDA工具在电路设计中的应用 现代电子产品开发的成功离不开强大的EDA工具。本部分将重点介绍业界主流的EDA工具，如Altium Designer、Cadence Allegro、Eagle等（具体选择其中一到两款进行深入讲解）。我们将演示如何使用这些工具进行： 原理图绘制： 学习如何建立库、放置元器件、绘制连接线、设置总线、进行电气规则检查（ERC）。 元器件选型与管理： 讲解如何根据电路需求选择合适的元器件，并管理元器件库，确保设计的一致性和可追溯性。 仿真与验证： 重点讲解如何利用Spice仿真器（如HSPICE, PSpice）对模拟电路进行精确仿真，分析其时域和频域特性。同时，讲解如何使用Verilog HDL或VHDL等硬件描述语言（HDL）对数字逻辑电路进行行为级、门级仿真，以及时序仿真。 PCB布局布线： 详细介绍PCB设计的流程，包括导入原理图、定义PCB封装、手动/自动布局、布线规则设置、差分信号处理、电源完整性（PI）与信号完整性（SI）初步分析、DRC（Design Rule Check）检查等。 生产文件生成： 学习如何生成Gerber文件、钻孔文件、BOM表等，以便于PCB的制造和组装。 在整个EDA工具的使用过程中，我们将强调“仿真先行”的理念。读者将学习如何通过充分的仿真来验证设计，减少硬件原型的返工次数，从而大大提高开发效率和产品质量。 第五部分 硬件设计案例分析与进阶 本部分将通过一系列实际的硬件设计案例，巩固和拓展读者在前面章节中学到的知识。这些案例将涵盖不同领域的应用，例如： 低功耗传感器节点设计： 重点关注功耗管理、唤醒机制、无线通信接口的设计。 高性能数据采集系统： 涉及高速ADC驱动、时钟生成、信号调理电路的设计。 数字信号处理（DSP）硬件加速器设计： 讲解如何利用FPGA或ASIC实现特定的DSP算法。 电源管理单元（PMU）设计： 介绍DC-DC转换器、LDO等电源管理芯片的应用与设计。 在每个案例分析中，我们将遵循“需求分析-方案设计-模块实现-集成调试-性能优化”的完整流程。同时，我们将穿插介绍一些更高级的设计技术和理念，如： 嵌入式系统中的电源完整性（PI）与信号完整性（SI）分析： 讲解如何通过仿真工具和实际测量来评估和改善电源和信号的质量。 抗干扰设计（EMI/EMC）： 介绍电路设计中的常见干扰源，以及如何通过布局、屏蔽、滤波等手段来提高电路的抗干扰能力。 可制造性设计（DFM）与可测试性设计（DFT）的初步概念。 本书特点： 体系化、循序渐进： 从基础模拟电路到复杂的数字系统，再到实际的EDA工具应用，结构清晰，易于学习。 理论与实践紧密结合： 每个章节都配有相应的仿真示例和设计案例，让读者在动手实践中巩固知识。 强调工程实践： 关注实际工程中的关键问题，如元器件选型、时序分析、电源完整性、信号完整性等。 面向现代EDA工具： 详细介绍主流EDA工具的使用方法，让读者掌握现代硬件设计的必备技能。 案例丰富，贴近实际： 通过多个真实世界的硬件设计案例，帮助读者理解知识在实际项目中的应用。 通过学习本书，读者将能够建立起扎实的硬件电路设计理论基础，熟练掌握现代EDA工具的使用，并具备独立完成中小型硬件项目设计的能力，为从事硬件工程师、嵌入式系统开发工程师等职业打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版质量和排版给我留下了深刻的印象。《可编程逻辑器件基础》在细节之处也做得相当到位。纸张的质感很好，不易反光，长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。书中的插图和图表都非常清晰，线条流畅，色彩搭配合理，能够准确地传达信息。公式的推导过程也清晰明了，没有出现印刷错误。我特别喜欢书中的章节安排，逻辑性很强，每个章节都在前一章节的基础上层出不穷，环环相扣。这种结构使得读者能够循序渐进地掌握知识，不会感到突兀。每章末尾的习题也非常有针对性，能够有效地检验学习成果，有些习题的设计还颇具挑战性，能够激发读者的思考。此外，书中还附带了一个非常详尽的术语表，方便读者查阅生僻的词汇。总的来说，这本书的出版质量堪称一流，给我带来了非常愉悦的阅读体验。

评分☆☆☆☆☆

我发现《可编程逻辑器件基础》在理论深度和实践联系上做得相当平衡。作者在讲解基础概念时，并没有止步于浅尝辄止，而是深入挖掘了背后的物理原理和逻辑实现。例如，在介绍CMOS逻辑门工作原理时，作者详细分析了PMOS和NMOS晶体管的特性，以及它们如何组合成基本的逻辑门。在讲解PLD的内部架构时，作者不仅给出了逻辑框图，还对其中的关键单元进行了详细的电路级分析，这对于理解PLD的工作细节至关重要。更难能可贵的是，作者能够将这些理论知识与实际的FPGA开发流程紧密结合。书中介绍的Verilog/VHDL语法，并不是孤立的讲解，而是通过具体的例子，演示了如何在设计中应用这些语言来描述硬件功能。作者还分享了许多在实际项目开发中遇到的常见问题和解决方法，这些宝贵的经验对于初学者来说是无价之宝。总而言之，这本书不仅是知识的传授，更是一次思维的启迪，它让我看到了PLD技术在现代电子设计中的重要地位和广阔前景。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，在阅读《可编程逻辑器件基础》的过程中，我曾一度感到有些吃力。可能是因为我自身的背景知识有限，对一些更深层次的原理理解不够透彻。例如，书中在讲解FPGA的布线资源和时序约束时，涉及到了大量的专业术语和复杂的概念，比如布线延迟、时钟域交叉、静态时序分析（STA）等等。作者虽然努力用图表和比喻来解释，但对于我来说，理解起来还是需要反复琢磨，甚至需要借助其他的参考资料。我尤其希望在这些部分能有更直观的演示，或者提供一些交互式的学习资源，比如在线仿真工具或者更详细的案例演示，这样可能会更容易消化。另外，书中对某些高级特性的描述，比如DSP Slice的内部结构和高级功能，或者某些特定的IP核的实现细节，感觉有些过于简略，不够深入，这让我觉得有些意犹未尽。不过，瑕不掩瑜，整体来说，这本书依然是一本值得认真对待的学术性读物，它激发了我对PLD技术更深入研究的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

这本书的实用性是我最看重的，而《可编程逻辑器件基础》在这方面确实给了我不少惊喜。作者在理论讲解之后，非常及时地过渡到了实际应用层面，通过大量的工程实例，展示了PLD在不同领域的应用，例如信号处理、通信接口、嵌入式系统控制等等。这些案例分析详尽，从需求分析、方案设计到最终的实现，都给出了清晰的步骤和思路。我特别对书中关于高速接口设计的部分印象深刻，作者详细讲解了LVDS、SerDes等接口的原理和在FPGA上的实现方法，并提供了参考代码，这对于我目前工作中遇到的通信瓶颈问题提供了很好的解决方案。此外，书中还介绍了一些高级的应用技术，如低功耗设计、IP核的使用与开发等，虽然这些内容对我来说还有些超前，但无疑拓宽了我的视野，让我对PLD的潜力有了更深的认识。作者在书中还穿插了一些设计技巧和陷阱提醒，这些都是作者多年实践经验的结晶，对于避免走弯路非常有价值。

评分☆☆☆☆☆

终于读完了这本《可编程逻辑器件基础》，说实话，这本书的阅读体验算得上是跌宕起伏。开头部分，作者深入浅出地讲解了PLD的基本原理，从ROM、PROM、EPROM一路讲到CPLD和FPGA，逻辑结构清晰，概念解释也很到位。特别是对于一些初学者可能难以理解的时序逻辑和组合逻辑，作者用了大量的图示和例子，配合简短的代码片段，让我这个对数字电路半生不熟的人也能勉强跟上节奏。书中对各种器件的内部架构分析得相当细致，比如CPLD的宏单元、 Espinosa 阵列，以及FPGA的LUT、CLB、DSP Slice等等，都进行了详细的描述。我尤其喜欢书中关于状态机设计的章节，通过实例分析了如何将其转化为硬件描述语言，并映射到PLD上，这对于我理解嵌入式系统的控制逻辑非常有帮助。此外，书中还涉及了一些基本的EDA工具的使用流程，虽然没有深入讲解，但足以让读者对整个开发过程有个初步的认识，这一点对于实践非常有指导意义。整体而言，这本书在基础概念的梳理和关键技术的介绍上做得非常扎实，为我打开了PLD世界的大门。