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董海青 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
• 集成电路
• 可编程器件

店铺： 炫丽之舞图书专营店

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302287988

商品编码：29647385022

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

定价：25.00元

作者：董海青

出版社：清华大学出版社

出版日期：2012-08-01

ISBN：9787302287988

字数：

页码：

版次：5

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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电子世界的一块基石：探索数字逻辑的奥秘 在这纷繁复杂的电子技术浪潮中，有一类元件，它们以其高度的灵活性和可配置性，悄然支撑着从微小的嵌入式设备到庞大的通信系统，甚至前沿的人工智能计算。它们是现代数字电路设计中不可或缺的构件，它们的名字响亮而富有力量——可编程逻辑器件（PLD）。 本书并非直接介绍“可编程逻辑器件基础”这一具体的教材内容，而是旨在为读者打开一扇通往数字逻辑设计世界的大门，深入浅出地剖析数字系统的工作原理，以及PLD在这之中扮演的关键角色。我们将一同踏上一段关于逻辑、运算、状态和设计的探索之旅，理解这些看似抽象的概念如何转化为实际运作的电子设备。 第一章：数字世界的语言——二进制与逻辑门 万物皆可数，而数字世界更是如此。本章将从最基础的二进制（0和1）出发，揭示计算机和其他数字设备是如何用这两种简单的状态来表示和处理信息的。我们将学习二进制数系的转换，理解不同进制之间的关系，为后续的逻辑运算打下坚实基础。 在此基础上，我们将深入探讨数字逻辑的核心——逻辑门。AND、OR、NOT、XOR、NAND、NOR等基本逻辑门，它们是构成一切复杂数字电路的“乐高积木”。我们将逐一分析它们的真值表和逻辑功能，理解它们如何实现最基本的逻辑判断和运算。例如，AND门只有在所有输入都为1时输出才为1，这模拟了“与”的关系；OR门只要有一个输入为1，输出就为1，对应“或”的关系。这些看似简单的门，组合起来却能完成惊人的任务。 此外，我们还会触及一些更高级的组合逻辑概念，例如组合逻辑电路的构建，包括如何将多个逻辑门连接起来实现特定的逻辑功能。我们会学习如何使用布尔代数来简化和优化逻辑表达式，这不仅是理论上的严谨，更是实际电路设计中提高效率、降低成本的关键技能。 第二章：超越瞬间——时序逻辑与状态机 数字电路并非仅仅执行瞬时的逻辑判断，更多时候，它们需要“记住”过去的状态，并根据当前输入和自身状态来决定下一步的行动。这就引出了时序逻辑的概念。本章将介绍构成时序逻辑的基本单元：触发器。 触发器（Flip-flop）是存储单个二进制位的基本电路，它们拥有“记忆”能力，能够根据时钟信号和输入信号在两种状态之间切换。我们将详细介绍各种类型的触发器，如SR触发器、D触发器、JK触发器和T触发器，理解它们的工作原理，以及它们在构建存储单元和移位寄存器等中的作用。 更进一步，我们将进入更加宏观的时序逻辑概念——状态机（State Machine）。状态机是用来描述一个系统在不同时间点所处的状态，以及状态之间如何转换的模型。它就像一个有“记忆”和“思考”能力的自动售货机，会根据投入的硬币数量和选择的商品来决定是否出货。我们将学习如何使用状态图和状态表来描述和设计状态机，理解有限状态机（FSM）在控制序列、协议处理、数据处理等方面的强大应用。例如，一个交通信号灯控制器就是一个典型的状态机，它会在红灯、黄灯、绿灯之间按照预设的顺序循环切换。 第三章：从抽象到现实——数字电路设计流程与工具 理解了逻辑门和时序逻辑的基本原理后，我们如何将这些概念转化为实际的电子产品呢？本章将勾勒出完整的数字电路设计流程。我们将从需求分析和功能规化开始，逐步深入到逻辑设计、仿真验证、综合优化，直至最终的物理实现。 在这个过程中，我们将介绍一些关键的设计方法学，例如自顶向下（Top-down）和自底向上（Bottom-up）的设计思路，以及硬件描述语言（HDL）的作用。HDL，如Verilog和VHDL，是现代数字电路设计的“编程语言”，它们允许工程师用文本的方式描述硬件的行为和结构，极大地提高了设计效率和可维护性。 我们还会探讨EDA（Electronic Design Automation）工具的重要性。这些强大的软件工具能够帮助工程师完成逻辑综合、布局布线、时序分析、功能仿真等一系列复杂的任务，将抽象的设计转化为可制造的电路图。理解这些工具的工作原理和使用方法，对于掌握现代数字电路设计至关重要。 第四章：可编程逻辑的崛起——PLD的家族与演进 在掌握了数字逻辑的基础知识后，我们终于可以聚焦到可编程逻辑器件（PLD）本身。本章将介绍PLD的演进历程，从早期的PROM（Programmable Read-Only Memory）和EPROM（Erasable Programmable Read-Only Memory）的简单编程能力，到PAL（Programmable Array Logic）和GAL（Generic Array Logic）的组合逻辑可编程性，再到CPLD（Complex Programmable Logic Device）和FPGA（Field-Programmable Gate Array）的复杂功能和大规模集成。 我们将详细讲解这些不同类型PLD的内部结构和工作原理。例如，CPLD通常由多个逻辑块（Macrocell）组成，通过可编程的互连线连接，适用于实现中等规模的逻辑功能。而FPGA则以其大量的可配置逻辑单元（CLB）、可编程的布线资源以及丰富的专用硬核（如DSP块、RAM块、处理器核等），能够实现极其复杂和高性能的数字系统。 我们将探讨PLD的“可编程性”是如何实现的，理解熔断（Fuse）、紫外线擦除（UV Erasure）以及闪存（Flash Memory）等技术的演变。正是这种按需配置的能力，使得PLD在原型开发、小批量生产、功能更新等方面展现出巨大的优势，极大地加速了产品迭代和技术创新。 第五章：PLD的应用领域与未来展望 PLD的灵活性使其在各个领域都找到了用武之地。本章将通过大量的实际案例，展示PLD在通信系统、消费电子、汽车电子、工业控制、航空航天、科学研究等领域的广泛应用。 我们将看到，PLD如何被用于高速数据接口的实现、数字信号处理的加速、复杂控制逻辑的设计、嵌入式系统的核心构建，甚至在人工智能加速器中扮演关键角色。通过分析这些具体应用，读者可以更深刻地理解PLD的价值和重要性。 最后，我们将对PLD的未来发展趋势进行展望。随着工艺技术的不断进步，PLD的集成度、性能和功耗将持续得到优化。人工智能、物联网、5G通信等新兴技术的发展，也将对PLD提出新的需求，例如更高的处理能力、更强的AI算力集成、更低的功耗等等。我们将探讨可重构计算、片上系统（SoC）集成等方面的未来方向，展示PLD作为电子世界基石的持续演进和创新潜力。 本书的目标是让读者能够构建起坚实的数字逻辑基础，理解可编程逻辑器件在现代电子设计中的核心地位，并激发对这一充满活力的技术领域的进一步探索。通过对基本原理的深入解析，以及对实际应用场景的广泛触及，我们希望能够赋能读者，让他们能够更好地理解和参与到日新月异的电子技术发展之中。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容太过于基础了，对于已经有一定数字电路基础的读者来说，可能显得有些枯燥乏味。书中对基本逻辑门、组合逻辑电路和时序逻辑电路的讲解非常详尽，几乎是从零开始，详细介绍了每一种基本单元的工作原理和实现方式。然而，对于那些希望深入了解FPGA架构、VHDL/Verilog高级设计技巧或者实际项目应用经验的读者来说，这本书提供的深度是远远不够的。我原本期待能看到一些关于现代可编程逻辑器件（如CPLD和FPGA）内部结构，例如查找表（LUT）、触发器、锁相环（PLL）等核心模块的深入剖析，以及如何在实际项目中进行性能优化和资源管理的讨论。但很遗憾，这些内容几乎没有涉及，整本书的重点似乎还停留在对传统离散逻辑器件的理论描述上，这对于希望快速掌握现代数字系统设计的工程师来说，帮助有限。

评分☆☆☆☆☆

作者在理论推导和概念阐述上显得过于冗长和学院派，缺乏工程实践中的“捷径”或“经验之谈”。每一个公式的推导都遵循着教科书式的严谨步骤，虽然保证了数学上的正确性，但却牺牲了阅读的流畅性和对核心思想的快速捕捉。例如，在介绍如何通过组合逻辑实现特定功能时，作者花费了大量的篇幅去讲解卡诺图（K-map）的每一步化简规则，却很少提及在实际大型设计中，设计工具是如何自动完成这些优化的，或者在何种情况下应该放弃使用传统化简方法而转向更高级别的抽象描述。这种事无巨细但又缺乏实际应用场景支撑的讲解方式，让有一定基础的读者感到时间被浪费，因为我们更需要的是如何在复杂约束下快速实现功能，而不是一遍遍重温基础数学工具的使用说明。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图示质量令人难以恭维，简直是让人提不起阅读的兴趣。插图大多是黑白的，线条生硬，很多关键的逻辑电路图看起来模糊不清，根本无法清晰地分辨出元件的连接关系和信号流向。特别是在讲解状态机的部分，时序图和真值表的表示方法显得非常老旧和不规范，初学者可能需要花费大量时间去猜测作者想要表达的实际含义。此外，书中的示例代码（如果有的话，我指的是模拟那种风格的代码）也缺乏现代设计工具链的规范性，没有结合任何主流的EDA软件进行仿真或综合的演示。阅读体验就像是在翻阅一本上世纪末的旧教材，对于习惯了高清彩色图文和交互式学习环境的现代读者而言，这实在是一种折磨，极大地影响了对理论知识的吸收效率。

评分☆☆☆☆☆

从实用性和前瞻性的角度来看，这本书的知识体系明显滞后于行业发展。它似乎更侧重于对“可编程逻辑器件”这个概念在理论层面的铺垫，而不是对当前市场上主流器件的实际应用指导。例如，对于现代FPGA设计中至关重要的时序约束（Timing Constraints）、功耗管理、并行处理架构以及嵌入式软核处理器（如MicroBlaze或Nios II）的集成与应用，书中完全没有着墨。一个真正想用PLD解决实际问题的工程师，需要了解的是如何编写高效的硬件描述语言（HDL）代码并进行系统级的验证，而这本书提供的更多是关于如何搭建最简单的“与非门”或“加法器”的原理性知识。这使得本书更像是一本面向电子工程专业大一或大二学生的入门理论参考，而非面向工程师的实用技术手册。

评分☆☆☆☆☆

这本书的配套资源——无论是在线勘误、代码示例还是习题答案——都显得非常匮乏和过时。一本涉及复杂硬件实现的教材，如果没有可靠的、可运行的代码示例来佐证理论，其说服力会大打折扣。我尝试在网络上寻找这本书的官方支持网站或勘误表，但发现信息极其稀少，似乎这本书早已被主流学术界和工业界所淡忘。对于那些希望通过亲手实践来加深理解的自学者来说，缺乏高质量的、经过现代工具链验证的练习题和参考设计文件，使得学习过程充满了挫败感。买到一本“孤本”式的教材，没有社区支持和及时更新，在快速迭代的电子技术领域，其价值是极度受限的。