數字係統設計與PLD應用(第3版)

數字係統設計與PLD應用(第3版) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

臧春華,蔣璿 著
圖書標籤:
  • 數字係統設計
  • PLD
  • 可編程邏輯器件
  • 數字電路
  • VHDL
  • Verilog
  • FPGA
  • CPLD
  • 電子技術
  • 計算機硬件
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店鋪: 華文京典專營店
齣版社: 電子工業齣版社
ISBN:9787121087271
商品編碼:29573054005
包裝:平裝
齣版時間:2009-05-01

具體描述

基本信息

書名:數字係統設計與PLD應用(第3版)

定價:45.00元

作者:臧春華,蔣璿

齣版社:電子工業齣版社

齣版日期:2009-05-01

ISBN:9787121087271

字數:

頁碼:422

版次:3

裝幀:平裝

開本:16開

商品重量:0.763kg

編輯推薦


內容提要


《數字係統設計與PLD應用(第3版)》闡述數字係統設計方法和可編程邏輯器件PLD的應用技術。引導讀者從一般的數字功能電路設計轉嚮數字係統設計;從傳統的定製通用集成電路的應用轉嚮用戶半定製的PLD的應用;從單純的硬件設計轉嚮硬件、軟件高度滲透的設計方法。從而瞭解數字技術的新發展、新思路、新器件,拓寬軟、硬件沒計的知識麵,提高設計能力。
  《數字係統設計與PLD應用(第3版)》是編者在匯總瞭多年從事數字係統設計和PLD應用技術教學及科研成果的基礎上編寫的,取材豐富,概念清晰,既有較高的起點和概括,也有很好的實用和參考價值。書中軟、硬件結閤恰當,有的前瞻性和新穎性。全書文字流暢,圖、文、錶緊密結閤,可讀性強。
  《數字係統設計與PLD應用(第3版)》共8章,每章之後均有豐富的習題供讀者選做。第8章提供10個上機實驗題,供不同層次教學需求和讀者選用。書末有附錄,簡明介紹各種HDPLD典型器件和一種典型PLD開發工具,供讀者參考。
  《數字係統設計與PLD應用(第3版)》可作為高等學校電子信息類、電氣信息類、計算機類各專業的教科書,同時也是上述學科及其他相關學科工程技術人員很好的實用參考書。

目錄


章 數字係統設計方法
1.1 緒言
1.1.1 數字係統的基本概念
1.1.2 數字係統的基本模型
1.1.3 數字係統的基本結構
1.2 數字係統設計的一般步驟
1.2.1 引例
1.2.2 數字係統設計的基本步驟
1.2.3 層次化設計
1.3 數字係統設計方法
1.3.1 自上而下的設計方法
1.3.2 自下而上的設計方法
1.3.3 基於關鍵部件的設計方法
1.3.4 信息流驅動的設計方法
1.4 數字係統的描述方法之一算法流程圖
1.4.1 算法流程圖的符號與規則
1.4.2 設計舉例
習題1
第2章 數字係統的算法設計和硬件實現
2.1 算法設計
2.1.1 算法設計綜述
2.1.2 跟蹤法
2.1.3 歸納法
2.1.4 劃分法
2.1.5 解析法
2.1.6 綜閤法
2.2 算法結構
2.2.1 順序算法結構
2.2.2 並行算法結構
2.2.3 流水綫算法結構
2.3 數據處理單元的設計
2.3.1 係統硬件實現概述
2.3.2 器件選擇
2.3.3 數據處理單元設計步驟
2.3.4 數據處理單元設計實例
2.4 控製單元的設計
2.4.1 係統控製方式
2.4.2 控製器的基本結構和係統同步
2.4.3 算法狀態機圖(ASM圖)
2.4.4 控製器的硬件邏輯設計方法
習題2
第3章 硬件描述語言VHDL和VerilogHDL
3.1 概述
3.2 VHDL及其應用
3.2.1 VHDL基本結構
3.2.2 數據對象、類型及運算符
3.2.3 順序語句
3.2.4 並行語句
3.2.5 子程序
3.2.6 程序與設計庫
3.2.7 元件配置
3.2.8 VHDL描述實例
3.3 VerilogHDL及其應用
3.3.1 VerilogHDL基本結構
3.3.2 數據類型、運算符與錶達式
3.3.3 行為描述語句
3.3.4 並行語句
3.3.5 結構描述語句
3.3.6 任務與函數
3.3.7 編譯預處理
3.3.8 VerilogHDL描述實例
習題3
第4章 可編程邏輯器件PLD原理和應用
4.1 PLD概述
4.2 簡單PLD原理
4.2.1 PLD的基本組成
4.2.2 PLD的編程
4.2.3 陣列結構
4.2.4 PLD中陣列的錶示方法
4.3 SPLD組成和應用
4.3.1 隻讀存儲器ROM 4.3.2 可編程邏輯陣列PLA
4.3.3 可編程陣列邏輯PAL
4.3.4 通用陣列邏輯GAL
4.3.5 GAL應用舉例
4.4 采用SPLD設計數字係統
4.4.1 采用SPLD實現係統的步驟
4.4.2 設計舉例
4.4.3 采用SPLD設計係統的討論
習題4
第5章 高密度PLD及其應用
5.1 HDPLD分類
5.2 HDPLD組成
5.2.1 陣列擴展型CPLD
5.2.2 現場可編程門陣列(FPGA)
5.2.3 延遲確定型FPGA
5.2.4 多路開關型FPGA
5.3 HDPLD編程技術
5.3.1 在係統可編程技術
5.3.2 在電路配置(重構)技術
5.3.3 反熔絲(Antifuse)編程技術
5.4 HDPLD開發平颱
5.4.1 HDPLD開發係統的基本工作流程
5.4.2 HDPLD開發係統的庫函數
5.5 當前常用可編程邏輯器件及其開發工具
5.5.1 Lattice公的CPLD/FPGA與開發軟件
5.5.2 Altera公的CPLD/FPGA及開發工具
5.5.3 Xilinx公的CPLD/FPGA和開發平颱
5.5.4 用於CPLD/FPGA的IP核
習題5
第6章 采用HDPLD設計數字係統實例
6.1 高速並行乘法器的設計
6.1.1 算法設計和結構選擇
6.1.2 器件選擇
6.1.3 設計輸入
6.1.4 芯片引腳定義
6.1.5 邏輯仿真
6.1.6 目標文件産生和器件下載
6.2 十字路口交通管理器的設計
6.2.1 交通管理器的功能
6.2.2 係統算法設計
6.2.3 設計輸入
6.3 九九乘法錶係統的設計
6.3.1 係統功能和技術指標
6.3.2 算法設計
6.3.3 數據處理單元的實現
6.3.4 設計輸入
6.3.5 係統的功能仿真
6.4 FIFO(先進先齣堆棧)的設計
6.4.1 FIFO的功能
6.4.2 算法設計和邏輯框圖
6.4.3 數據處理單元和控製器的設計
6.4.4 設計輸入
6.4.5 用VerilogHDL進行設計
6.4.6 仿真驗證
6.5 數據采集和反饋控製係統的設計
6.5.1 係統設計要求
6.5.2 設計輸入
6.6 FIR有限衝激響應濾波器的設計
6.6.1 FIR結構簡介
6.6.2 設計方案和算法結構
6.6.3 模塊組成
6.6.4 FIR濾波器的擴展應用
6.6.5 設計輸入
6.6.6 設計驗證
6.7 UART接口設計
6.7.1 UART組成與幀格式
6.7.2 頂層模塊的描述
6.7.3 發送模塊設計
6.7.4 接收模塊設計
6.7.5 仿真驗證
6.8 簡單處理器的設計
6.8.1 係統功能介紹
6.8.2 處理器硬件係統
6.8.3 處理器指令係統
6.8.4 處理器硬件係統的設計和實施
6.8.5 設計輸入
6.8.6 係統功能仿真
習題6
第7章 可編程片上係統(SOPC)
7.1 概述
7.2 基於MicroBlaze軟核的嵌入式係統
7.2.1 Xilinx的SOPC技術
7.2.2 MicroBlaze處理器結構
7.2.3 MicroBlaze信號接口
7.2.4 MicroBlaze軟硬件設計流程
7.3 基於NiosⅡ軟核的SOPC
7.3.1 Altera的SOPC技術
7.3.2 NiosⅡ處理器
7.3.3 Avalon總綫架構
7.3.4 NiosⅡ軟硬件開發流程
7.4 設計實例
7.4.1 設計要求
7.4.2 運行QuartusⅡ並新建設計工程
7.4.3 創建一個新的SOPCBuilder係統
7.4.4 在SOPCBuilder中定義NiosⅡ係統
7.4.5 在SOPCBiulder中生成NiosⅡ係統
7.4.6 將NiosⅡ係統集成到QuartusⅡ工程中
7.4.7 用NiosⅡIDE開發軟件
習題7
第8章 上機實驗
實驗1 邏輯門實現組閤電路
一、實驗目的
二、實驗內容
三、注意事項
實驗2 數據選擇器或譯碼器實現組閤電路
一、實驗目的
二、實驗原理
三、實驗內容
四、注意事項
實驗3 碼製變換器
一、實驗目的
二、實驗內容
三、注意事項
實驗4 序列發生器
一、實驗目的
二、實驗原理
三、實驗內容
四、注意事項
實驗5 序列檢測器
一、實驗目的
二、實驗原理
三、實驗內容
實驗6 控製器的設計
一、實驗目的
二、實驗原理
三、實驗內容
實驗7 脈衝分配器
一、實驗目的
二、實驗原理
三、實驗內容
實驗8 十字路口交通管理器
一、實驗目的
二、實驗內容
三、實驗要求
實驗9 UART接口設計
一、實驗目的
二、實驗內容
實驗10 簡單處理器VHDL設計的完成
一、實驗目的
二、實驗內容
三、實驗要求
附錄A HDPLD典型器件介紹
A.1 器件封裝形式說明
A.2 Altera公典型器件
A.3 Xilinx公典型器件
A.4 Lattice公典型器件
A.5 Actel公典型器件
附錄B PLD開發軟件QuartusⅡ8.0簡介
B.1 概述
B.2 用QuartusⅡ進行設計的一般過程
B.3 設計輸入
B.4 編譯
B.5 仿真驗證
B.6 時序分析
B.7 底層圖編輯
B.8 下載
B.9 “Settings”對話框
B.10 QuartusⅡ中的庫元件
參考文獻

作者介紹


文摘


序言


章 數字係統設計方法
1.1 緒言
1.1.1 數字係統的基本概念
1.1.2 數字係統的基本模型
1.1.3 數字係統的基本結構
1.2 數字係統設計的一般步驟
1.2.1 引例
1.2.2 數字係統設計的基本步驟
1.2.3 層次化設計
1.3 數字係統設計方法
1.3.1 自上而下的設計方法
1.3.2 自下而上的設計方法
1.3.3 基於關鍵部件的設計方法
1.3.4 信息流驅動的設計方法
1.4 數字係統的描述方法之一算法流程圖
1.4.1 算法流程圖的符號與規則
1.4.2 設計舉例
習題1
第2章 數字係統的算法設計和硬件實現
2.1 算法設計
2.1.1 算法設計綜述
2.1.2 跟蹤法
2.1.3 歸納法
2.1.4 劃分法
2.1.5 解析法
2.1.6 綜閤法
2.2 算法結構
2.2.1 順序算法結構
2.2.2 並行算法結構
2.2.3 流水綫算法結構
2.3 數據處理單元的設計
2.3.1 係統硬件實現概述
2.3.2 器件選擇
2.3.3 數據處理單元設計步驟
2.3.4 數據處理單元設計實例
2.4 控製單元的設計
2.4.1 係統控製方式
2.4.2 控製器的基本結構和係統同步
2.4.3 算法狀態機圖(ASM圖)
2.4.4 控製器的硬件邏輯設計方法
習題2
第3章 硬件描述語言VHDL和VerilogHDL
3.1 概述
3.2 VHDL及其應用
3.2.1 VHDL基本結構
3.2.2 數據對象、類型及運算符
3.2.3 順序語句
3.2.4 並行語句
3.2.5 子程序
3.2.6 程序與設計庫
3.2.7 元件配置
3.2.8 VHDL描述實例
3.3 VerilogHDL及其應用
3.3.1 VerilogHDL基本結構
3.3.2 數據類型、運算符與錶達式
3.3.3 行為描述語句
3.3.4 並行語句
3.3.5 結構描述語句
3.3.6 任務與函數
3.3.7 編譯預處理
3.3.8 VerilogHDL描述實例
習題3
第4章 可編程邏輯器件PLD原理和應用
4.1 PLD概述
4.2 簡單PLD原理
4.2.1 PLD的基本組成
4.2.2 PLD的編程
4.2.3 陣列結構
4.2.4 PLD中陣列的錶示方法
4.3 SPLD組成和應用
4.3.1 隻讀存儲器ROM 4.3.2 可編程邏輯陣列PLA
4.3.3 可編程陣列邏輯PAL
4.3.4 通用陣列邏輯GAL
4.3.5 GAL應用舉例
4.4 采用SPLD設計數字係統
4.4.1 采用SPLD實現係統的步驟
4.4.2 設計舉例
4.4.3 采用SPLD設計係統的討論
習題4
第5章 高密度PLD及其應用
5.1 HDPLD分類
5.2 HDPLD組成
5.2.1 陣列擴展型CPLD
5.2.2 現場可編程門陣列(FPGA)
5.2.3 延遲確定型FPGA
5.2.4 多路開關型FPGA
5.3 HDPLD編程技術
5.3.1 在係統可編程技術
5.3.2 在電路配置(重構)技術
5.3.3 反熔絲(Antifuse)編程技術
5.4 HDPLD開發平颱
5.4.1 HDPLD開發係統的基本工作流程
5.4.2 HDPLD開發係統的庫函數
5.5 當前常用可編程邏輯器件及其開發工具
5.5.1 Lattice公的CPLD/FPGA與開發軟件
5.5.2 Altera公的CPLD/FPGA及開發工具
5.5.3 Xilinx公的CPLD/FPGA和開發平颱
5.5.4 用於CPLD/FPGA的IP核
習題5
第6章 采用HDPLD設計數字係統實例
6.1 高速並行乘法器的設計
6.1.1 算法設計和結構選擇
6.1.2 器件選擇
6.1.3 設計輸入
6.1.4 芯片引腳定義
6.1.5 邏輯仿真
6.1.6 目標文件産生和器件下載
6.2 十字路口交通管理器的設計
6.2.1 交通管理器的功能
6.2.2 係統算法設計
6.2.3 設計輸入
6.3 九九乘法錶係統的設計
6.3.1 係統功能和技術指標
6.3.2 算法設計
6.3.3 數據處理單元的實現
6.3.4 設計輸入
6.3.5 係統的功能仿真
6.4 FIFO(先進先齣堆棧)的設計
6.4.1 FIFO的功能
6.4.2 算法設計和邏輯框圖
6.4.3 數據處理單元和控製器的設計
6.4.4 設計輸入
6.4.5 用VerilogHDL進行設計
6.4.6 仿真驗證
6.5 數據采集和反饋控製係統的設計
6.5.1 係統設計要求
6.5.2 設計輸入
6.6 FIR有限衝激響應濾波器的設計
6.6.1 FIR結構簡介
6.6.2 設計方案和算法結構
6.6.3 模塊組成
6.6.4 FIR濾波器的擴展應用
6.6.5 設計輸入
6.6.6 設計驗證
6.7 UART接口設計
6.7.1 UART組成與幀格式
6.7.2 頂層模塊的描述
6.7.3 發送模塊設計
6.7.4 接收模塊設計
6.7.5 仿真驗證
6.8 簡單處理器的設計
6.8.1 係統功能介紹
6.8.2 處理器硬件係統
6.8.3 處理器指令係統
6.8.4 處理器硬件係統的設計和實施
6.8.5 設計輸入
6.8.6 係統功能仿真
習題6
第7章 可編程片上係統(SOPC)
7.1 概述
7.2 基於MicroBlaze軟核的嵌入式係統
7.2.1 Xilinx的SOPC技術
7.2.2 MicroBlaze處理器結構
7.2.3 MicroBlaze信號接口
7.2.4 MicroBlaze軟硬件設計流程
7.3 基於NiosⅡ軟核的SOPC
7.3.1 Altera的SOPC技術
7.3.2 NiosⅡ處理器
7.3.3 Avalon總綫架構
7.3.4 NiosⅡ軟硬件開發流程
7.4 設計實例
7.4.1 設計要求
7.4.2 運行QuartusⅡ並新建設計工程
7.4.3 創建一個新的SOPCBuilder係統
7.4.4 在SOPCBuilder中定義NiosⅡ係統
7.4.5 在SOPCBiulder中生成NiosⅡ係統
7.4.6 將NiosⅡ係統集成到QuartusⅡ工程中
7.4.7 用NiosⅡIDE開發軟件
習題7
第8章 上機實驗
實驗1 邏輯門實現組閤電路
一、實驗目的
二、實驗內容
三、注意事項
實驗2 數據選擇器或譯碼器實現組閤電路
一、實驗目的
二、實驗原理
三、實驗內容
四、注意事項
實驗3 碼製變換器
一、實驗目的
二、實驗內容
三、注意事項
實驗4 序列發生器
一、實驗目的
二、實驗原理
三、實驗內容
四、注意事項
實驗5 序列檢測器
一、實驗目的
二、實驗原理
三、實驗內容
實驗6 控製器的設計
一、實驗目的
二、實驗原理
三、實驗內容
實驗7 脈衝分配器
一、實驗目的
二、實驗原理
三、實驗內容
實驗8 十字路口交通管理器
一、實驗目的
二、實驗內容
三、實驗要求
實驗9 UART接口設計
一、實驗目的
二、實驗內容
實驗10 簡單處理器VHDL設計的完成
一、實驗目的
二、實驗內容
三、實驗要求
附錄A HDPLD典型器件介紹
A.1 器件封裝形式說明
A.2 Altera公典型器件
A.3 Xilinx公典型器件
A.4 Lattice公典型器件
A.5 Actel公典型器件
附錄B PLD開發軟件QuartusⅡ8.0簡介
B.1 概述
B.2 用QuartusⅡ進行設計的一般過程
B.3 設計輸入
B.4 編譯
B.5 仿真驗證
B.6 時序分析
B.7 底層圖編輯
B.8 下載
B.9 “Settings”對話框
B.10 QuartusⅡ中的庫元件
參考文獻


《數字係統設計與PLD應用(第3版)》圖書簡介 本書是一本係統性、理論與實踐相結閤的數字係統設計領域權威著作,旨在為讀者提供深入的數字係統設計原理、方法以及先進的現場可編程邏輯器件(PLD)應用技術。本版在繼承前幾版優良傳統的基礎上,結閤數字技術發展的最新動態,對內容進行瞭全麵更新與深化,尤其是在硬件描述語言(HDL)和現代FPGA設計流程方麵,力求為讀者呈現一個完整、前沿且易於掌握的數字係統設計知識體係。 第一部分:數字係統設計基礎 本書的開篇將帶領讀者迴顧和鞏固數字係統設計所必需的基礎知識。從最基本的邏輯門電路、布爾代數原理講起,逐步深入到組閤邏輯電路和時序邏輯電路的設計。 邏輯門與基本邏輯運算: 詳細闡述瞭AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR、XNOR等基本邏輯門的功能、邏輯符號和真值錶。通過布爾代數的基本定律和定理,引導讀者如何化簡邏輯錶達式,從而優化電路設計。 組閤邏輯電路設計: 重點講解瞭如何設計實現各種組閤邏輯功能,包括編碼器、譯碼器、多路選擇器、數據選擇器、加法器、減法器、比較器、奇偶校驗器等。深入分析瞭這些電路的設計思路、實現方式以及在實際應用中的作用。同時,對這些電路的多種實現方法進行瞭比較,例如使用邏輯門、查找錶、PLD等,幫助讀者理解不同實現方式的優缺點。 時序邏輯電路設計: 深入剖析瞭觸發器(D觸發器、JK觸發器、T觸發器、SR觸發器)的工作原理、狀態轉換圖和狀態轉換錶。在此基礎上,詳細講解瞭各種同步時序邏輯電路的設計方法,包括寄存器、移位寄存器、計數器(同步計數器、異步計數器、移位計數器)、狀態機(Mealy型和Moore型)。通過豐富的實例,展示如何將抽象的狀態機設計轉化為具體的硬件電路。 存儲器單元與邏輯: 探討瞭各種存儲器單元的原理,如SRAM、DRAM,以及它們在數字係統中的應用。同時,也涵蓋瞭ROM、PROM、EPROM、EEPROM等隻讀存儲器的結構和應用,為理解更復雜的存儲係統打下基礎。 數字係統分析與設計方法: 介紹瞭一係列用於分析和設計復雜數字係統的通用方法,例如波形分析、狀態圖分析、時序分析等。強調瞭模塊化設計思想,即如何將復雜的係統分解為若乾個可管理的子模塊,以及模塊間的接口設計原則。 第二部分:硬件描述語言(HDL)在數字係統設計中的應用 隨著數字係統規模的急劇增大和復雜度的提高,傳統的硬件電路圖繪製和手工布綫已無法滿足設計需求。硬件描述語言(HDL)應運而生,成為現代數字係統設計的核心工具。本書將重點介紹業界主流的HDL——Verilog HDL。 Verilog HDL基礎: 從Verilog HDL的基本語法、數據類型、運算符、錶達式講起,詳細介紹模塊的定義、端口的聲明、信號的類型(reg, wire)及其區彆。 行為級建模: 重點講解如何使用Verilog HDL進行行為級建模。包括過程塊(always, initial)、賦值語句(阻塞賦值 ` = ` 和非阻塞賦值 ` <= ` )、條件語句(if-else, case)、循環語句(for, while, repeat)以及任務和函數的使用。通過實例,展示如何用代碼描述邏輯電路的功能。 數據流建模: 介紹如何使用連續賦值語句(assign)來描述組閤邏輯電路,這是Verilog HDL中一種直觀的建模方式。 結構級建模: 講解如何通過實例化其他模塊來構建大型係統,實現層次化設計。重點闡述瞭實例化模塊時端口映射的方法,包括位置映射和名稱映射。 時序邏輯建模: 深入講解如何利用Verilog HDL中的時鍾信號和觸發器行為來描述時序邏輯電路。重點在於如何正確地使用always塊和敏感列錶來模擬時序行為,以及如何處理同步復位和異步復位。 高級Verilog HDL特性: 介紹一些更高級的Verilog HDL特性,如參數化模塊(parameters)、生成語句(generate statements)、任務(tasks)和函數(functions)的高級用法、自定義類型(typedef)等,這些特性對於提高代碼的可重用性和設計效率至關重要。 仿真與驗證: 詳細介紹Verilog HDL的仿真機製,包括仿真器的工作原理、波形文件(vcd)的生成與分析。強調測試平颱(testbench)的重要性,以及如何編寫有效的測試平颱來驗證設計的正確性。介紹各種激勵生成技術和覆蓋率分析的概念。 第三部分:現場可編程邏輯器件(PLD)及其應用 PLD是現代數字集成電路設計中的關鍵組件,它允許用戶在製造完成後,根據自己的設計需求對芯片進行編程,從而實現定製化的數字邏輯功能。本書將重點介紹CPLD(復雜可編程邏輯器件)和FPGA(現場可編程門陣列)這兩種主要的PLD器件。 PLD概述與發展: 從早期的PAL、GAL講起,追溯PLD的發展曆程,介紹CPLD和FPGA的基本結構、工作原理和關鍵技術。 CPLD器件: 詳細介紹CPLD的內部結構,包括宏單元(macrocell)、乘積項陣列、或門陣列、觸發器等。分析CPLD的特點,如非易失性存儲、固定延時、較小的邏輯容量等,以及其在特定應用中的優勢。 FPGA器件: 深入講解FPGA的核心結構,包括可配置邏輯塊(CLB)、輸入/輸齣塊(IOB)、可編程互連資源、分布式RAM、塊RAM、DSP Slice等。分析FPGA的靈活性、高集成度、豐富的資源以及其在通用數字係統設計中的廣泛應用。 FPGA設計流程: 係統介紹使用FPGA進行數字係統設計的完整流程,包括: 需求分析與係統設計: 如何將係統需求轉化為高層次的係統架構。 HDL編碼: 使用Verilog HDL(或其他HDL)實現設計。 綜閤(Synthesis): 將HDL代碼轉化為網錶(netlist),這是將邏輯描述轉換為門級電路的關鍵步驟。重點介紹綜閤工具的工作原理、約束文件的作用(如時序約束、I/O約束)以及如何優化綜閤結果。 布局布綫(Place and Route): 根據綜閤産生的網錶,將邏輯單元映射到FPGA器件的具體物理位置,並連接這些單元。詳細講解布綫器的作用,以及如何通過布局布綫來滿足時序和功耗要求。 時序分析(Timing Analysis): 對設計進行靜態時序分析,檢查關鍵路徑是否存在時序違規,確保設計在目標時鍾頻率下能夠穩定運行。介紹各種時序指標,如建立時間(setup time)、保持時間(hold time)、時鍾周期(clock period)。 生成比特流文件(Bitstream Generation): 生成編程FPGA所需的目標文件。 下載與調試: 將比特流文件下載到FPGA器件,並通過硬件調試工具(如JTAG)進行功能驗證和故障排除。 FPGA設計進階技術: 介紹一些提高FPGA設計效率和性能的進階技術,例如: IP核(Intellectual Property Cores)的使用: 如何利用供應商提供的預定義IP核(如RAM、ROM、DSP、處理器等)來加速設計。 低功耗設計技術: 介紹在FPGA設計中降低功耗的策略,如時鍾門控、電源管理技術等。 可復用設計: 如何編寫可重用的HDL模塊,以及如何進行模塊化設計。 高速接口設計: 介紹一些常用的高速接口標準(如DDR SDRAM接口)的設計要點。 第四部分:實際應用案例與項目實踐 本書的最後一個部分將通過一係列精心設計的實際應用案例,將前麵學到的理論知識和設計方法融會貫通,展示PLD在不同領域的應用。 數字信號處理(DSP)基礎應用: 介紹如何使用FPGA實現基本的DSP算法,如FIR濾波器、IIR濾波器、FFT等。 微處理器與嵌入式係統: 展示如何基於FPGA實現微處理器係統,例如NIOS II、MicroBlaze等軟核處理器,以及如何構建完整的嵌入式係統。 通信係統設計: 介紹FPGA在通信係統中扮演的角色,例如編碼/解碼器、調製/解調器、接口控製器等。 圖像處理與計算機視覺: 講解如何利用FPGA的並行處理能力來實現圖像濾波、特徵提取、邊緣檢測等圖像處理算法。 SoC(System on Chip)設計概覽: 介紹SoC的概念,以及FPGA作為SoC開發平颱的重要作用。 本書通過大量的圖示、清晰的講解和豐富的代碼示例,力求將復雜的數字係統設計概念變得易於理解。無論您是初學者,還是希望提升自身技能的專業人士,都能從本書中獲得寶貴的知識和實踐經驗,掌握現代數字係統設計與PLD應用的精髓。本書適閤作為大學本科和研究生數字邏輯、數字係統設計、FPGA設計等課程的教材或參考書,同時也為相關領域的工程師和研究人員提供瞭重要的技術參考。

用戶評價

評分

這本書的結構安排簡直是一場精心編排的交響樂,層層遞進,邏輯嚴密得讓人拍案叫絕。它沒有急於拋齣那些燒腦的復雜設計,而是穩紮穩打地從最基礎的布爾代數和邏輯門開始構建知識體係。當我讀到關於組閤邏輯電路的優化章節時,那種豁然開朗的感覺至今難忘。作者巧妙地運用瞭卡諾圖(K-map)的簡化方法,並將其與更高級的奎因-麥剋拉斯基(Quine-McCluskey)算法進行瞭對比,清晰地指齣瞭不同方法在處理多變量問題時的優缺點和適用場景。更值得稱道的是,書中對“競爭與冒險”現象的討論,這往往是教科書中最容易被一帶而過卻在實際電路中製造災難的點。作者不僅指齣瞭問題,還詳細闡述瞭如何通過增加冗餘項或使用濾波電容等硬件手段來有效抑製,這種對細節的偏執,體現瞭作者深厚的實踐功底,讓我感覺自己不僅僅是在閱讀理論,更像是在參與一次高質量的實驗室調試過程。

評分

我個人認為,這本書最核心的價值在於它對可編程邏輯器件(PLD)的全麵覆蓋和前瞻性視角。在如今這個FPGA和CPLD主導的時代,一本能把傳統邏輯設計與現代可編程技術無縫銜接的書籍顯得尤為珍貴。它對GAL、CPLD等不同架構的器件進行瞭細緻入微的介紹,特彆是關於目標語言(Target Language)的描述,它沒有局限於某一傢廠商的特定語法,而是提煉齣瞭通用的硬件描述語言(HDL)的精髓。當我嘗試用書中的示例代碼去仿真一些簡單的狀態機時,發現其注釋清晰到幾乎可以逐行對應到理論推導過程,這極大地減少瞭調試時間。相比於那些隻羅列語法和例程的參考手冊,這本書更像是一本“如何思考”的指南,它引導讀者從“電路思維”轉換到“硬件描述思維”,這種思維上的躍遷,纔是未來工程師必備的核心競爭力所在。

評分

從排版和印刷質量上來說,這本書給我的感覺是“匠心獨運”。紙張的質感很好,不是那種容易反光的廉價紙張,長時間閱讀下來,眼睛的疲勞感明顯減輕。圖錶的清晰度是電子工程書籍的生命綫,而這本書在這方麵做得無可挑剔,無論是時序圖的波形細節,還是復雜的芯片引腳圖,都銳利清晰,沒有任何模糊或重影。我尤其喜歡它在每章末尾設置的“設計挑戰”環節,這些問題往往不是簡單的計算題,而是需要綜閤運用本章和前幾章知識的綜閤性項目,極大地鍛煉瞭讀者的係統集成能力。這些挑戰的難度設置非常閤理,既有能快速建立信心的入門級練習,也有能讓人冥思苦想數小時的“硬骨頭”,充分滿足瞭不同水平讀者的學習需求,讓學習過程始終保持在一種積極的“心流”狀態之中。

評分

這本書的封麵設計著實吸引眼球,那種深藍與亮黃的撞色,加上現代感十足的字體,一下子就把人帶入瞭電子工程的嚴謹世界。我拿到手的時候,首先被它的厚度和分量感所摺服,這絕不是那種敷衍的入門讀物,而是真材實料的專業著作。內頁的排版布局也相當考究,圖文並茂的講解方式,即便是麵對那些抽象的邏輯電路圖,也能讓人迅速抓住核心要義。我特彆欣賞作者在介紹基礎概念時所采用的類比手法,比如用日常生活的場景來解釋時序邏輯的復雜性,這極大地降低瞭初學者的學習門檻。而且,書中對各種標準器件(Standard Components)的深入剖析,遠超齣瞭我之前接觸過的任何教材,它不僅僅停留在理論層麵,更注重實際應用中的選型和優化策略,這點對於工程實踐者來說是無價之寶。它就像一位經驗豐富的前輩,在你迷茫時,不隻是給你一張地圖,更告訴你如何辨認路標,甚至預判前方的“路況”。

評分

坦白講,初次翻閱時,我對如此厚重的技術書籍難免有些畏懼,擔心內容過於陳舊或脫離實際。然而,這本書徹底顛覆瞭我的這種擔憂。它仿佛擁有魔力,能將最枯燥的邏輯優化轉化為一場有趣的智力遊戲。書中對時序分析的論述深入淺齣,關於建立時間(Setup Time)和保持時間(Hold Time)的討論,不再是冰冷的公式堆砌,而是結閤瞭真實的芯片延遲模型進行瞭細緻的量化分析,這種與實際IC工藝的緊密結閤,讓理論不再懸浮空中。它成功地在學術深度和工程實用性之間找到瞭一個近乎完美的平衡點。這本書已經成為瞭我案頭常備的參考書,每當遇到新的項目需求,我都會習慣性地翻閱其中的章節,總能從中汲取到新的設計思路和解決問題的靈感。它不僅是知識的載體,更像是一位沉默的、高水平的技術顧問。

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