數字電路的FPGA設計與實現(應用篇) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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周鵬 著

圖書標籤:

• FPGA
• 數字電路
• Verilog
• VHDL
• 硬件設計
• 可編程邏輯
• 電子工程
• 實踐應用
• 設計實現
• 數字係統

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111429845

商品編碼：29701841097

包裝：平裝

齣版時間：2015-01-01

基本信息

書名:數字電路的FPGA設計與實現(應用篇)

定價：28.0元

售價：19.0元,便宜9.0元,摺扣67

作者:周鵬

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2015-01-01

ISBN：9787111429845

字數：217000

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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FPGA是數字電路或係統設計的通用技術，利用FPGA芯片可以實現數字電路的各種功能。本書有針對性地介紹瞭數字電路應用係統的FPGA設計與實現過程，全書共5章，主要內容包括：基於FPGA的數字頻率計設計；頻率閤成技術及DDS設計；基於FPGA的信號發生器設計；基於FPGA的CORDIC數字計算機設計；數字電路應用係統設計。本書提供瞭較為豐富的FPGA的設計例程，讓學習者通過實驗和設計更加深入地瞭解數字電路的工作原理，並且逐步掌握FPGA的設計與應用技術。本書中的所有例程均是在Xilinx的11.1版本仿真環境下進行的，本書所附的光盤為學習者提供瞭相應的程序和工程文件。本書深入淺齣，實例豐富，取材新穎，圖文並茂，敘述詳盡清晰，可作為電子信息類本科生和碩士研究生學習FPGA應用技術的教材，也可供從事電子電路係統設計的工程技術人員學習參考。

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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《電子技術基礎：集成電路與係統設計》 內容簡介 本書旨在為廣大電子工程、計算機科學以及相關專業的學生和從業人員提供一套紮實而係統的集成電路設計理論與實踐基礎。全書圍繞著現代電子係統設計的核心——集成電路的原理、設計流程、關鍵技術以及實際應用展開，力求以清晰的邏輯、豐富的實例和深入淺齣的講解，幫助讀者構建起完整的知識體係。 第一部分：數字集成電路基礎 本部分將從最基本的數字邏輯門電路入手，逐步深入到組閤邏輯和時序邏輯的設計與分析。我們將詳細闡述布爾代數的基本定理與邏輯函數的化簡方法，並通過卡諾圖、奎因-麥剋拉斯基算法等工具，演示如何優化邏輯設計。 數字邏輯門: 詳細介紹AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR、XNOR等基本邏輯門的原理、真值錶和邏輯符號。 組閤邏輯電路: 講解譯碼器、編碼器、多路選擇器、數據選擇器、加法器（半加器、全加器、並行加法器）、減法器、比較器等典型組閤邏輯電路的設計方法及其在實際中的應用。 時序邏輯電路: 深入探討觸發器（SR、D、JK、T觸發器）的工作原理、狀態轉換圖和狀態錶。重點講解寄存器、移位寄存器、計數器（異步計數器、同步計數器、移位寄存器計數器）的設計與應用。 狀態機設計: 介紹有限狀態機（FSM）的概念，包括摩爾（Moore）型和米利（Mealy）型狀態機的區彆與聯係。詳細講解如何從工程需求齣發，設計和實現復雜的狀態機控製器，包括狀態編碼、狀態轉移邏輯的確定等。 邏輯係列與傳輸延遲: 討論不同邏輯係列（如TTL、CMOS）的特性，包括噪聲容限、功耗、傳播延遲等。分析時序問題，如建立時間（Setup Time）和保持時間（Hold Time）的概念，以及如何避免亞穩態。 第二部分：模擬集成電路基礎 本部分將聚焦於模擬集成電路的核心組成部分和基本電路模塊，為理解更復雜的模擬係統打下堅實基礎。 半導體基礎: 簡要迴顧PN結、BJT（雙極結型晶體管）和MOSFET（金屬氧化物半導體場效應晶體管）的基本工作原理，包括電流-電壓特性、開關特性和放大特性。 放大器電路: 講解各種基本放大器電路，如共射放大器、共集放大器、共基放大器以及差分放大器。分析其增益、輸入阻抗、輸齣阻抗以及頻率響應特性。 運算放大器（Op-Amp）: 詳細介紹理想運算放大器的特性，以及在各種負反饋配置下的應用，如電壓跟隨器、反相放大器、同相放大器、積分器、微分器等。討論實際運算放大器的非理想性及其影響。 濾波器電路: 介紹低通、高通、帶通和帶阻濾波器。重點講解RC濾波器、RLC濾波器以及有源濾波器的設計原理和性能指標（如截止頻率、品質因數）。 電源與穩壓電路: 講解二極管穩壓器、串聯穩壓器和開關穩壓器的工作原理，以及在電源設計中的重要性。 第三部分：集成電路設計流程與方法 本部分將係統介紹集成電路從概念到物理實現的完整設計流程，並探討常用的設計方法和工具。 係統級設計: 講解如何將一個復雜的係統分解為可管理的模塊，進行功能劃分和接口定義。討論麵嚮應用的係統架構設計原則。 邏輯綜閤: 介紹將高層描述（如Verilog或VHDL）轉化為門級網錶的過程。探討綜閤的優化目標，如麵積、速度和功耗。 布局與布綫: 詳細闡述集成電路物理設計的關鍵步驟，包括標準單元的放置、時鍾樹的生成、互連綫的路由等。分析物理設計對電路性能的影響。 版圖設計規則（DRC）與設計規則檢查（LVS）: 講解CMOS工藝設計規則的重要性，以及如何通過DRC和LVS驗證版圖的正確性，確保芯片的可製造性。 仿真技術: 介紹不同層次的仿真，包括功能仿真、時序仿真和模擬仿真。強調仿真在驗證設計正確性和性能方麵的關鍵作用。 EDA工具: 簡要介紹業界常用的EDA（Electronic Design Automation）工具，如Cadence、Synopsys、Mentor Graphics等，及其在設計流程中的應用。 第四部分：現代集成電路技術與發展 本部分將關注集成電路領域的前沿技術和發展趨勢，幫助讀者瞭解行業最新動態。 CMOS工藝技術: 介紹CMOS工藝的發展曆程，包括淺溝道金屬氧化物半導體（)和高介電常數/金屬柵（High-k/Metal Gate）技術等。 低功耗設計技術: 探討在移動設備和物聯網等場景下，降低集成電路功耗的重要性。介紹時鍾門控、動態電壓頻率調整（DVFS）、電源門控等低功耗設計策略。 先進封裝技術: 討論隨著摩爾定律放緩，先進封裝技術（如3D堆疊、扇齣型晶圓級封裝）在集成電路發展中的作用。 新興集成電路應用: 簡要介紹人工智能（AI）、物聯網（IoT）、5G通信等新興領域對集成電路提齣的新挑戰和新機遇。 學習方法與建議 本書的編寫風格注重理論與實踐的結閤。在學習過程中，建議讀者： 勤於思考: 對每個概念都要深入理解其背後的原理，而不是死記硬背。 動手實踐: 結閤書中的實例，嘗試使用EDA工具進行電路設計和仿真，將理論知識轉化為實際技能。 解決問題: 在學習和實踐中遇到問題時，積極查閱資料、與其他學習者交流，培養獨立解決問題的能力。 關注前沿: 鼓勵讀者關注集成電路領域的最新進展，保持知識更新。 《電子技術基礎：集成電路與係統設計》將成為您深入理解和掌握集成電路設計技術的寶貴資源，為您的學術研究和職業生涯奠定堅實基礎。

評分☆☆☆☆☆

從一個更側重於硬件係統構建的角度來看，這本書的價值在於它提供瞭從概念到硬件的完整映射。它不僅僅是教你如何使用某個工具，而是引導你思考“為什麼這麼設計”。比如在涉及高速接口設計時，書中所闡述的PCB布局與FPGA引腳分配之間的關係，以及電源完整性對係統穩定性的影響，這些都是在普通教程中很難看到的深入內容。作者對不同FPGA架構特點的對比分析也非常到位，使得讀者在選擇閤適的芯片平颱時，能夠做齣更明智的決策。此外，書中對版本控製和項目管理的提及，也體現瞭作者對現代電子工程實踐的深刻理解。總的來說，這本書更像是一本設計手冊，而非教科書，它強調的是“做齣來”並“做得可靠”。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本書的感受是，它提供瞭一個非常紮實的平颱，讓你能夠從容應對復雜的數字係統設計挑戰。它不像某些書籍那樣，隻停留在仿真和簡單的功能驗證層麵，而是真正將注意力放在瞭係統上闆調試和性能調優上。作者在處理中斷機製和DMA傳輸這些關鍵係統級功能時，展示瞭極高的專業水準，步驟詳盡，邏輯清晰。對於那些希望將FPGA技術應用於通信、控製或圖像處理等領域的工程師而言，這本書無疑是提供瞭高級的“工具箱”和“使用說明書”。它成功地彌閤瞭數字電路理論與復雜嵌入式係統實現之間的鴻溝，是一本值得反復研讀的實用參考書。

評分☆☆☆☆☆

這本《數字電路的FPGA設計與實現(應用篇)》的書，在內容組織上，著實下瞭不少功夫。它並沒有采取那種堆砌理論概念的寫法，而是更側重於實際案例的剖析。我拿到書後，最直觀的感受是，它仿佛一位經驗豐富的老工程師在手把手地教你如何將理論知識轉化為可運行的硬件。書中的章節安排很有邏輯性，從基礎的模塊搭建到復雜的係統集成，每一步都講解得非常透徹。特彆是對於一些經典的項目，比如高速數據采集和實時信號處理，作者給齣的解決方案不僅是“能跑起來”，更是“跑得好”。書中對硬件描述語言（HDL）的運用，也並非停留在語法層麵，而是深入到如何優化代碼以匹配FPGA內部資源，這一點對於提升設計效率至關重要。讀完幾章後，我明顯感覺到自己對係統級設計的理解提升瞭一個檔次，不再是單純地寫代碼，而是開始思考如何更好地利用FPGA的並行處理能力。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書的評價是，它在對FPGA設計流程的描述上，做到瞭既全麵又深入。它沒有迴避設計中常遇到的那些“坑”，反而把這些難點作為重點來講解。例如，在時序約束的設定和驗證部分，作者詳細闡述瞭如何解讀靜態時序分析（STA）報告，並針對常見時序違例給齣瞭具體的修改建議。這種實戰導嚮的寫作風格，對於初學者來說可能略有挑戰，但對於已經掌握基礎、希望嚮專業水平邁進的讀者，絕對是如獲至寶。書中的圖示和代碼片段質量很高，清晰明瞭，能夠快速幫助讀者理解抽象的概念。我尤其欣賞它在係統調試和驗證方法上的探討，這往往是理論書籍中最薄弱的環節。這本書顯然是從實際工程經驗中提煉齣來的精華，而不是純粹的學術理論復述。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘述語言風格非常務實，沒有過多華麗的辭藻，直奔主題，這一點我很喜歡。它更像是一位經驗豐富的同事在分享他的項目心得。在內容深度上，它似乎是瞄準瞭有一定VHDL/Verilog基礎，但對係統級FPGA應用感到迷茫的讀者。我特彆關注瞭其中關於嵌入式處理器與FPGA協同工作的章節，作者沒有僅僅停留在Axi總綫的介紹，而是給齣瞭實際的IP核集成和驅動編寫的流程示範，這對於構建高性能計算係統是非常有幫助的。唯一的期望是，如果能在特定算法的硬件加速優化方麵再多增加一些前沿的案例，那就更完美瞭。但即便如此，這本書在現有內容廣度和深度上，已經為我打開瞭不少新的思路。