可編程邏輯器件基礎 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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董海青 著

圖書標籤:

• 可編程邏輯器件
• PLD
• FPGA
• 數字邏輯
• 硬件描述語言
• VHDL
• Verilog
• 數字電路
• 集成電路
• 可編程器件

店鋪： 炫麗之舞圖書專營店

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302287988

商品編碼：29647385022

包裝：平裝

齣版時間：2012-08-01

基本信息

書名：可編程邏輯器件基礎

定價：25.00元

作者：董海青

齣版社：清華大學齣版社

齣版日期：2012-08-01

ISBN：9787302287988

字數：

頁碼：

版次：5

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.359kg

編輯推薦

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內容提要

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　　本書主要包括器件、工具、語言、單元電路和實例五個部分。器件部分主要介紹瞭目前常用的可編程邏輯器件及其發展；工具部分主要介紹瞭仿真工具ModelSim、綜閤工具XilinxISE和開發闆；語言部分詳細介紹瞭VerilogHDL的基本語法、程序結構等；單元電路部分主要介紹瞭組閤邏輯電路和時序邏輯電路的VerilogHDL設計和仿真驗證；實例部分主要介紹瞭基於開發闆的復雜數字係統的基本設計和驗證。
　　《21世紀高職高專電子信息類實用規劃教材：可編程邏輯器件基礎》可作為高職高專微電子技術、電子綫路設計、通信技術等相關專業的教材用書，同時也可以作為從事FPGA設計的相關從業人員的參考用書。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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電子世界的一塊基石：探索數字邏輯的奧秘 在這紛繁復雜的電子技術浪潮中，有一類元件，它們以其高度的靈活性和可配置性，悄然支撐著從微小的嵌入式設備到龐大的通信係統，甚至前沿的人工智能計算。它們是現代數字電路設計中不可或缺的構件，它們的名字響亮而富有力量——可編程邏輯器件（PLD）。 本書並非直接介紹“可編程邏輯器件基礎”這一具體的教材內容，而是旨在為讀者打開一扇通往數字邏輯設計世界的大門，深入淺齣地剖析數字係統的工作原理，以及PLD在這之中扮演的關鍵角色。我們將一同踏上一段關於邏輯、運算、狀態和設計的探索之旅，理解這些看似抽象的概念如何轉化為實際運作的電子設備。 第一章：數字世界的語言——二進製與邏輯門 萬物皆可數，而數字世界更是如此。本章將從最基礎的二進製（0和1）齣發，揭示計算機和其他數字設備是如何用這兩種簡單的狀態來錶示和處理信息的。我們將學習二進製數係的轉換，理解不同進製之間的關係，為後續的邏輯運算打下堅實基礎。 在此基礎上，我們將深入探討數字邏輯的核心——邏輯門。AND、OR、NOT、XOR、NAND、NOR等基本邏輯門，它們是構成一切復雜數字電路的“樂高積木”。我們將逐一分析它們的真值錶和邏輯功能，理解它們如何實現最基本的邏輯判斷和運算。例如，AND門隻有在所有輸入都為1時輸齣纔為1，這模擬瞭“與”的關係；OR門隻要有一個輸入為1，輸齣就為1，對應“或”的關係。這些看似簡單的門，組閤起來卻能完成驚人的任務。 此外，我們還會觸及一些更高級的組閤邏輯概念，例如組閤邏輯電路的構建，包括如何將多個邏輯門連接起來實現特定的邏輯功能。我們會學習如何使用布爾代數來簡化和優化邏輯錶達式，這不僅是理論上的嚴謹，更是實際電路設計中提高效率、降低成本的關鍵技能。 第二章：超越瞬間——時序邏輯與狀態機 數字電路並非僅僅執行瞬時的邏輯判斷，更多時候，它們需要“記住”過去的狀態，並根據當前輸入和自身狀態來決定下一步的行動。這就引齣瞭時序邏輯的概念。本章將介紹構成時序邏輯的基本單元：觸發器。 觸發器（Flip-flop）是存儲單個二進製位的基本電路，它們擁有“記憶”能力，能夠根據時鍾信號和輸入信號在兩種狀態之間切換。我們將詳細介紹各種類型的觸發器，如SR觸發器、D觸發器、JK觸發器和T觸發器，理解它們的工作原理，以及它們在構建存儲單元和移位寄存器等中的作用。 更進一步，我們將進入更加宏觀的時序邏輯概念——狀態機（State Machine）。狀態機是用來描述一個係統在不同時間點所處的狀態，以及狀態之間如何轉換的模型。它就像一個有“記憶”和“思考”能力的自動售貨機，會根據投入的硬幣數量和選擇的商品來決定是否齣貨。我們將學習如何使用狀態圖和狀態錶來描述和設計狀態機，理解有限狀態機（FSM）在控製序列、協議處理、數據處理等方麵的強大應用。例如，一個交通信號燈控製器就是一個典型的狀態機，它會在紅燈、黃燈、綠燈之間按照預設的順序循環切換。 第三章：從抽象到現實——數字電路設計流程與工具 理解瞭邏輯門和時序邏輯的基本原理後，我們如何將這些概念轉化為實際的電子産品呢？本章將勾勒齣完整的數字電路設計流程。我們將從需求分析和功能規化開始，逐步深入到邏輯設計、仿真驗證、綜閤優化，直至最終的物理實現。 在這個過程中，我們將介紹一些關鍵的設計方法學，例如自頂嚮下（Top-down）和自底嚮上（Bottom-up）的設計思路，以及硬件描述語言（HDL）的作用。HDL，如Verilog和VHDL，是現代數字電路設計的“編程語言”，它們允許工程師用文本的方式描述硬件的行為和結構，極大地提高瞭設計效率和可維護性。 我們還會探討EDA（Electronic Design Automation）工具的重要性。這些強大的軟件工具能夠幫助工程師完成邏輯綜閤、布局布綫、時序分析、功能仿真等一係列復雜的任務，將抽象的設計轉化為可製造的電路圖。理解這些工具的工作原理和使用方法，對於掌握現代數字電路設計至關重要。 第四章：可編程邏輯的崛起——PLD的傢族與演進 在掌握瞭數字邏輯的基礎知識後，我們終於可以聚焦到可編程邏輯器件（PLD）本身。本章將介紹PLD的演進曆程，從早期的PROM（Programmable Read-Only Memory）和EPROM（Erasable Programmable Read-Only Memory）的簡單編程能力，到PAL（Programmable Array Logic）和GAL（Generic Array Logic）的組閤邏輯可編程性，再到CPLD（Complex Programmable Logic Device）和FPGA（Field-Programmable Gate Array）的復雜功能和大規模集成。 我們將詳細講解這些不同類型PLD的內部結構和工作原理。例如，CPLD通常由多個邏輯塊（Macrocell）組成，通過可編程的互連綫連接，適用於實現中等規模的邏輯功能。而FPGA則以其大量的可配置邏輯單元（CLB）、可編程的布綫資源以及豐富的專用硬核（如DSP塊、RAM塊、處理器核等），能夠實現極其復雜和高性能的數字係統。 我們將探討PLD的“可編程性”是如何實現的，理解熔斷（Fuse）、紫外綫擦除（UV Erasure）以及閃存（Flash Memory）等技術的演變。正是這種按需配置的能力，使得PLD在原型開發、小批量生産、功能更新等方麵展現齣巨大的優勢，極大地加速瞭産品迭代和技術創新。 第五章：PLD的應用領域與未來展望 PLD的靈活性使其在各個領域都找到瞭用武之地。本章將通過大量的實際案例，展示PLD在通信係統、消費電子、汽車電子、工業控製、航空航天、科學研究等領域的廣泛應用。 我們將看到，PLD如何被用於高速數據接口的實現、數字信號處理的加速、復雜控製邏輯的設計、嵌入式係統的核心構建，甚至在人工智能加速器中扮演關鍵角色。通過分析這些具體應用，讀者可以更深刻地理解PLD的價值和重要性。 最後，我們將對PLD的未來發展趨勢進行展望。隨著工藝技術的不斷進步，PLD的集成度、性能和功耗將持續得到優化。人工智能、物聯網、5G通信等新興技術的發展，也將對PLD提齣新的需求，例如更高的處理能力、更強的AI算力集成、更低的功耗等等。我們將探討可重構計算、片上係統（SoC）集成等方麵的未來方嚮，展示PLD作為電子世界基石的持續演進和創新潛力。 本書的目標是讓讀者能夠構建起堅實的數字邏輯基礎，理解可編程邏輯器件在現代電子設計中的核心地位，並激發對這一充滿活力的技術領域的進一步探索。通過對基本原理的深入解析，以及對實際應用場景的廣泛觸及，我們希望能夠賦能讀者，讓他們能夠更好地理解和參與到日新月異的電子技術發展之中。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和圖示質量令人難以恭維，簡直是讓人提不起閱讀的興趣。插圖大多是黑白的，綫條生硬，很多關鍵的邏輯電路圖看起來模糊不清，根本無法清晰地分辨齣元件的連接關係和信號流嚮。特彆是在講解狀態機的部分，時序圖和真值錶的錶示方法顯得非常老舊和不規範，初學者可能需要花費大量時間去猜測作者想要錶達的實際含義。此外，書中的示例代碼（如果有的話，我指的是模擬那種風格的代碼）也缺乏現代設計工具鏈的規範性，沒有結閤任何主流的EDA軟件進行仿真或綜閤的演示。閱讀體驗就像是在翻閱一本上世紀末的舊教材，對於習慣瞭高清彩色圖文和交互式學習環境的現代讀者而言，這實在是一種摺磨，極大地影響瞭對理論知識的吸收效率。

評分☆☆☆☆☆

作者在理論推導和概念闡述上顯得過於冗長和學院派，缺乏工程實踐中的“捷徑”或“經驗之談”。每一個公式的推導都遵循著教科書式的嚴謹步驟，雖然保證瞭數學上的正確性，但卻犧牲瞭閱讀的流暢性和對核心思想的快速捕捉。例如，在介紹如何通過組閤邏輯實現特定功能時，作者花費瞭大量的篇幅去講解卡諾圖（K-map）的每一步化簡規則，卻很少提及在實際大型設計中，設計工具是如何自動完成這些優化的，或者在何種情況下應該放棄使用傳統化簡方法而轉嚮更高級彆的抽象描述。這種事無巨細但又缺乏實際應用場景支撐的講解方式，讓有一定基礎的讀者感到時間被浪費，因為我們更需要的是如何在復雜約束下快速實現功能，而不是一遍遍重溫基礎數學工具的使用說明。

評分☆☆☆☆☆

從實用性和前瞻性的角度來看，這本書的知識體係明顯滯後於行業發展。它似乎更側重於對“可編程邏輯器件”這個概念在理論層麵的鋪墊，而不是對當前市場上主流器件的實際應用指導。例如，對於現代FPGA設計中至關重要的時序約束（Timing Constraints）、功耗管理、並行處理架構以及嵌入式軟核處理器（如MicroBlaze或Nios II）的集成與應用，書中完全沒有著墨。一個真正想用PLD解決實際問題的工程師，需要瞭解的是如何編寫高效的硬件描述語言（HDL）代碼並進行係統級的驗證，而這本書提供的更多是關於如何搭建最簡單的“與非門”或“加法器”的原理性知識。這使得本書更像是一本麵嚮電子工程專業大一或大二學生的入門理論參考，而非麵嚮工程師的實用技術手冊。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容太過於基礎瞭，對於已經有一定數字電路基礎的讀者來說，可能顯得有些枯燥乏味。書中對基本邏輯門、組閤邏輯電路和時序邏輯電路的講解非常詳盡，幾乎是從零開始，詳細介紹瞭每一種基本單元的工作原理和實現方式。然而，對於那些希望深入瞭解FPGA架構、VHDL/Verilog高級設計技巧或者實際項目應用經驗的讀者來說，這本書提供的深度是遠遠不夠的。我原本期待能看到一些關於現代可編程邏輯器件（如CPLD和FPGA）內部結構，例如查找錶（LUT）、觸發器、鎖相環（PLL）等核心模塊的深入剖析，以及如何在實際項目中進行性能優化和資源管理的討論。但很遺憾，這些內容幾乎沒有涉及，整本書的重點似乎還停留在對傳統離散邏輯器件的理論描述上，這對於希望快速掌握現代數字係統設計的工程師來說，幫助有限。

評分☆☆☆☆☆

這本書的配套資源——無論是在綫勘誤、代碼示例還是習題答案——都顯得非常匱乏和過時。一本涉及復雜硬件實現的教材，如果沒有可靠的、可運行的代碼示例來佐證理論，其說服力會大打摺扣。我嘗試在網絡上尋找這本書的官方支持網站或勘誤錶，但發現信息極其稀少，似乎這本書早已被主流學術界和工業界所淡忘。對於那些希望通過親手實踐來加深理解的自學者來說，缺乏高質量的、經過現代工具鏈驗證的練習題和參考設計文件，使得學習過程充滿瞭挫敗感。買到一本“孤本”式的教材，沒有社區支持和及時更新，在快速迭代的電子技術領域，其價值是極度受限的。