Verilog传奇——从电路出发的HDL代码设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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吴涛 著

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• 电子工程
• 数字系统

店铺： 天启发行图书专营店

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121298448

商品编码：29713281312

包装：平装

出版时间：2016-09-01

基本信息

书名：Verilog传奇——从电路出发的HDL代码设计

定价：79.00元

作者：吴涛

出版社：电子工业出版社

出版日期：2016-09-01

ISBN：9787121298448

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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一直寻觅可以写这种风格和传播技术之道的作者，直到遇到吴涛博士。这连续创作和出版的两本书虽然对作者来说可能源于厚积薄发而信手拈来，一气呵成，但在其他人身上则是不可能实现的。本书兼具幽默的传达方式、合理的知识框架，也许会让入门菜鸟甚至行业内有经验者有醍醐灌顶的感觉。

内容提要

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电路图是代码的基础，代码是电路图的描述，这是数字逻辑系统设计的基本思路。本书正是遵循这种思路，从电路出发系统地介绍了Verilog语言的知识。本书以通俗幽默的语言介绍了Verilog语言的基础知识以及对应的电路设计技巧，其中重点强调了“看图（电路图）说话（写Verilog代码）”的思想。除了基本知识、可综合语句、仿真验证外，还讲解了复杂系统设计方法，介绍了3种不同算法的DDS系统的设计。通过阅读本书，读者可以熟练、全面地掌握针对工程实践的Verilog语言的知识，并且了解了系统算法与定点化、系统结构与电路设计等概念。在今后的工程实践中，这些对于一个合格的数字逻辑设计工程师而言，都是必须掌握的知识。

目录

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目 录
忍者学校篇
章 基础知识2
加和尚说技术发展 穆金仙谈语言演变
Verilog语言发展及其主要特点5
守规并非实际迂腐 按部方为真正捷径
ASIC与FPGA的开发流程13
高速率信号要完整 门阵列时序可约束
FPGA的时序约束21
打胜仗未雨需绸缪 做设计把握到细节
FPGA结构与面向FPGA的设计30
语言设计两面全能 初学乍练一头雾水
Verilog语言的可综合性38
第二章 语言层次47
翻译标准穆子得意 胡说层次加菲犯难
标准内容与逻辑层次50
跳出行为天地宽 广面试之前必读此节
非RTL级的Verilog简介57
脚踏阴阳以生四象 内存数值而出格式
常量与表达式63
出生命名自有准则 千丝万缕布尔逻辑
变量类型71
工程步骤自顶向下 逻辑设计模块连接
模块设计与连接77
下忍者篇
第三章 组合操作88
科学思维三段推理 数字电路逻辑运算
逻辑运算92
四则运算正负整数 可否综合加减乘除
算术运算99
适应环境多种选择 分支导航关系比较
关系操作107
关关雎鸠辗转反侧 位位比特拼接扩展
位拼接与选取113
前途歧路会看地图 系统分支选择操作
“ :”选择操作122
第四章 还是组合131
默默潜伏不求正名 时时准备立即响应
组合逻辑：reg与always134
条件面前戏说假如 真情实感泪唱如果
选择语句143
数座“伊夫”管理困难 多个数值讨论“案例”
多选语句151
沙弥听讲迷途知返 老道说书指点迷津
组合逻辑综合160
中忍者篇
第五章 时序逻辑167
两个活宝锁存触发 一对兄弟电平边沿
触发器与时序逻辑171
积香厨中穆子做面 集电芯内触发联串
D触发器链181
包袱重压蜗牛行路 轻装分担马蹄飞奔
时序与组合逻辑融合192
独木成林难于登天 兄弟协力分进合击
并行化设计模式204
天下大事欲速不达 建功立业集腋成裘
流水线设计模式214
工作不满老板发怒 一人多用调度得当
时分复用设计模式231
第六章 工程话题241
系统复位无上法宝 片外按键初级输入
按键与复位244
语言有限移位受限 智力无边位数可变
可变移位宽度的移位操作255
数字逻辑状态一统 数学抽象模型两种
有限状态机及其代码262
多个时钟滴滴答答 几种隔离分分合合
多时钟系统275
重复工作令人烦恼循环描述可能综合
循环控制282
上忍者篇
第七章 灵活模块291
辟邪驱鬼书宝尉迟 复杂计算任务函数
函数与任务294
统一环境统义 一起修改一起作用
宏定义与宏判断303
结构一致小节差异 书写单次参数细化
参数310

学习方法模式总结 代码简练生成有道
生成块319
综合知识核心设计 数字分频牛刀小试
数字分频器核的设计333
第八章 电路之外334
行为涉及红花两朵 电路验证各有不同
与电路无关的HDL347
继承而来功能丰富 范围广泛应用谨慎
编译指令356
仿真亦需输入输出 语言也有任务函数
系统任务与函数364
武林高手也要吃饭 强设计必须测试
测量向量与激励374
对外联络语言接口 勾选交通句柄函数
与其他语言/系统借口简介383
火影篇
第九章 综合例子391
脉冲时钟时时震荡 正弦信号刻刻查表
DDS及其基于ROM查找表的实现394
截弓为弦祖子得率 化曲作线比丘成功
基于折线拟合的DDS实现407
胡旋不停逐步逼近 位宽延长内外有别
基于CORDIC的DDS实现421

常用Verilog关键词的逻辑归类431

代码风格与规则434

有关开发与仿真环境的资料438

作者介绍

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从事过关于W-CDMA的FPGA IP core设计工作，也完成过W-CDMA和TDS-CDMA的接收机理论研究和链路仿真，及无线通信的系统设计和标准设计工作。目前，有100多个已经授权的发明，也是某个通信行业标准文件的作者，还有的思想被写入3GPP的协议。作者在某电子信类专业论坛上享有知名度，以文风幽默，谈古论今，故事性讲解擅长。

文摘

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序言

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《数字逻辑设计原理与实践：从门电路到高级系统》 内容简介： 本书是一本系统讲解数字逻辑设计原理及其工程实践的教程，旨在帮助读者建立扎实的数字电路基础，掌握从基础逻辑门电路到复杂数字系统设计的全过程。全书内容严谨，由浅入深，理论与实践相结合，适合初学者入门，也为有一定基础的工程师提供深入的参考。 第一部分：数字逻辑基础 本部分将带领读者全面认识数字世界的基础——数字信号与模拟信号的本质区别，理解为何数字逻辑是现代电子系统设计的基石。我们将从最基本的概念讲起，深入剖析逻辑门电路的功能、特性及其在构建更复杂逻辑时的作用。 二进制与数字表示： 详细阐述二进制数制的原理，以及如何使用二进制来表示各种信息，包括整数、浮点数、字符和指令。我们将介绍不同的编码方案，如BCD码、格雷码等，并探讨它们在实际应用中的优缺点。 逻辑门电路： 深入讲解最基本的逻辑门，包括AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR和XNOR门。我们会详细分析它们的逻辑符号、真值表、布尔表达式，并通过简单的电路图展示其工作原理。读者将理解这些基本门电路是如何实现逻辑功能的，为后续的学习打下坚实基础。 布尔代数与逻辑化简： 布尔代数是数字逻辑设计的数学语言。本部分将系统介绍布尔代数的公理、定理和基本运算规则，并教授读者如何运用这些工具对复杂的逻辑表达式进行化简，从而得到最精简、最高效的电路实现。我们将重点讲解卡诺图（Karnaugh Map）和奎恩-麦克拉斯基（Quine-McCluskey）算法等逻辑化简方法，并通过大量实例展示其应用。 组合逻辑电路设计： 基于逻辑门和布尔代数，本部分将引导读者设计各种组合逻辑电路。我们将从简单的译码器、编码器、多路选择器、数据选择器等基础模块出发，逐步深入到更复杂的算术逻辑单元（ALU）和加法器、减法器等。读者将学习如何根据需求规格，分析问题，设计出满足功能的组合逻辑电路。 第二部分：时序逻辑电路设计 在掌握了组合逻辑电路的设计后，本部分将进入数字电路设计的另一个重要分支——时序逻辑电路。时序逻辑电路具有记忆功能，其输出不仅取决于当前的输入，还与过去的输入状态有关，这是构建状态机和存储器等复杂功能的核心。 基本时序元件： 深入讲解构成时序逻辑电路的基本单元，包括触发器（Flip-Flops），如SR触发器、D触发器、JK触发器和T触发器。我们将详细分析它们的结构、工作原理、状态转换特性以及时钟信号对其工作的影响。 寄存器与移位寄存器： 基于触发器，我们将介绍寄存器（Register）的设计。寄存器是用于存储一位或多位数据的基本单元，是CPU和内存的重要组成部分。接着，我们将讲解移位寄存器（Shift Register）的设计，它能够实现数据的并行输入串行输出（PISO）、串行输入并行输出（SIPO）、串行输入串行输出（SISO）和并行输入并行输出（PIPO）等功能，广泛应用于数据传输和串行通信。 计数器： 计数器是能够对时钟脉冲进行计数的电路。我们将介绍同步计数器和异步计数器，包括二进制计数器、十进制计数器、任意模计数器等。读者将学习如何设计和分析各种计数器的功能，以及它们在分频、定时和控制系统中的应用。 有限状态机（FSM）： 有限状态机是描述和设计同步时序逻辑系统的强大模型。本部分将详细介绍摩尔（Moore）型和米利（Mealy）型状态机的概念、设计步骤和实现方法。我们将通过实际案例，如交通灯控制器、电梯控制系统、序列检测器等，演示如何从需求分析到状态图设计，再到逻辑电路实现的全过程。 第三部分：存储器与接口 本部分将聚焦于数字系统中至关重要的存储单元和数据交换接口的设计。 存储器结构与类型： 深入讲解随机访问存储器（RAM）和只读存储器（ROM）的基本结构和工作原理。我们将介绍不同类型的RAM（如SRAM和DRAM）和ROM（如PROM、EPROM、EEPROM），并探讨它们在容量、速度、功耗和可擦写性等方面的差异。 存储器接口设计： 学习如何将存储器集成到更大的系统中，包括地址译码、数据读写控制以及总线接口设计。 输入/输出（I/O）接口： 介绍通用输入/输出（GPIO）接口的设计，以及如何与外部设备进行数据交换。我们将讨论串行通信接口（如UART）和并行通信接口的基本原理和设计注意事项。 第四部分：复杂系统设计与优化 本部分将提升读者的设计能力，使其能够设计和优化更复杂的数字系统。 时钟管理与同步： 深入探讨时钟信号在数字系统中的关键作用，包括时钟频率、占空比、时钟抖动和偏斜等概念。我们将介绍时钟分配网络的设计，以及如何解决时序约束问题，确保系统稳定运行。 集成电路（IC）设计入门： 简要介绍集成电路的制造工艺和基本结构，以及如何利用EDA（Electronic Design Automation）工具进行电路仿真和验证。 性能优化与功耗管理： 探讨提高数字系统性能和降低功耗的常用技术，如流水线（Pipelining）、并行处理、时钟门控（Clock Gating）等。 错误检测与纠正： 介绍基本的错误检测和纠正码（EDAC）技术，如奇偶校验、汉明码等，以及它们在提高系统可靠性方面的作用。 第五部分：项目实践与案例分析 为了巩固所学知识，本书包含多个不同难度和应用领域的项目实践。 简易计算器设计： 从零开始设计一个功能完善的计算器，涵盖算术逻辑单元、控制逻辑和显示驱动等模块。 数字时钟设计： 实现一个具有闹钟、秒表等功能的数字时钟，锻炼时序逻辑设计和状态机应用能力。 简单的RISC处理器模型： 介绍简化的精简指令集计算机（RISC）处理器的结构和工作原理，并指导读者设计一个基础的CPU模型，理解指令流水线和数据通路。 嵌入式系统中的数字逻辑应用： 结合实际的微控制器（MCU）或FPGA平台，展示数字逻辑设计如何在嵌入式系统中实现传感器接口、通信协议和控制算法等。 学习目标： 通过学习本书，读者将能够： 深刻理解数字逻辑的基本原理和核心概念。 熟练掌握布尔代数和逻辑化简技术。 独立设计和实现各种组合逻辑和时序逻辑电路。 理解存储器和I/O接口的工作原理及其设计。 初步掌握复杂数字系统的设计方法和优化技巧。 具备将理论知识应用于实际工程项目开发的能力。 本书旨在为读者构建一个坚实的数字逻辑设计知识体系，为从事硬件设计、FPGA开发、ASIC设计、嵌入式系统开发等相关领域打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我是一个对学习方法要求比较苛刻的人，如果一本书读起来枯燥乏味，我很快就会失去兴趣。然而，这本书在叙事风格上展现出了一种难得的活力和亲切感。作者似乎没有把自己放在一个高高在上的“权威”位置，而是像一位热情的同行在分享他的独家心得。行文间不时穿插一些对设计误区的幽默调侃或者“过来人”的经验之谈，使得阅读体验非常轻松愉快。特别是对于一些容易混淆的概念，比如组合逻辑与时序逻辑的边界处理，书中往往会用一种非常接地气的方式来举例说明，让人读完之后，那种困惑感立刻烟消云散。这种兼具学术严谨性与人文关怀的写作风格，使得学习过程中的挫败感大大降低，极大地激发了我的自主学习热情。说实话，过去学习很多技术书籍都需要硬着头皮啃下来，而这本书，我甚至愿意在休息时间拿出来翻阅，享受那种知识被清晰构建起来的成就感。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版设计真是一绝，初拿到手，那厚重而又不失精致的封面就给人一种沉稳踏实的感觉，翻开内页，纸张的质感也相当不错，阅读起来眼睛非常舒服，长时间盯着也不会感到疲劳。作者在结构布局上的用心程度显而易见，章节之间的逻辑衔接流畅自然，知识点的推进层次分明，就像一位经验丰富的老教师在娓娓道来，从最基础的数字电路概念讲起，逐步深入到复杂的系统级设计，这种循序渐进的方式对于初学者来说简直是福音。我尤其欣赏它在理论阐述和实际应用之间的平衡把握，每一个抽象的概念后面，都能迅速跟上一个具体的代码示例或者设计思路的剖析，让人很容易将“知道”转化为“做到”。特别是那些图示部分，绘制得极其清晰明了，往往一张图胜过千言万语，完美地解释了那些抽象的硬件结构和信号流向，极大地降低了理解难度。这本书绝不仅仅是一本干巴巴的语法手册，它更像是一本将硬件思维固化到代码设计中的“心法秘籍”，阅读过程中，我感觉自己的设计思路也跟着变得更加严谨和系统化了。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度令人印象深刻，它成功地跨越了理论学习者和应用实践者之间的鸿沟。对于初学者来说，它提供了坚实的理论地基，确保他们不会在未来的复杂设计中迷失方向；而对于有经验的工程师而言，它又提供了提升设计效率和代码质量的“加速器”。我注意到书中对新兴设计理念的融合也做得很好，没有停留在老旧的Verilog-95标准，而是充分利用了SystemVerilog的一些现代特性，比如接口（Interface）、枚举类型（Enum）等，并且解释了这些新特性如何帮助我们写出更具可读性和可维护性的代码。这种与时俱进的内容设置，保证了这本书的生命力，它不仅仅是一本关于过去技术的总结，更是一份指向未来硬件设计实践的路线图。总而言之，这是一部结构完整、内容扎实、富有洞察力的杰出技术著作，值得每一个致力于数字IC和FPGA设计的人士珍藏。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在硬件描述语言（HDL）领域摸爬滚打多年的工程师，我深知一本优秀教材的价值，而这本书无疑达到了极高的水准。它最让我眼前一亮的是其对“底层思维”的强调，很多市面上的教程往往直接跳到复杂的模块化编程，却忽略了为什么我们要用这种方式来描述电路。这本书巧妙地将Verilog的语法特性与底层的晶体管、逻辑门的工作原理紧密结合起来，让你明白为什么某个结构在综合后会产生特定的硬件资源，以及如何通过代码来高效地控制时序和资源分配。这种深入骨髓的理解，彻底改变了我过去那种“写完代码就算完事”的粗放式设计习惯。书中的案例选择也非常贴合实际工程需求，不像有些教材那样只停留在教科书式的简单计数器或有限状态机，而是涉及到了更接近真实SoC设计中会遇到的问题，比如流水线优化、异步信号处理等，这些干货内容对于提升实战能力助益良多，绝对是案头常备的参考佳作。

评分☆☆☆☆☆

从工具链和仿真验证的角度来看，这本书的处理也显得格外专业和全面。很多教材只关注于“写代码”，却很少深入探讨如何验证这段代码是否真正实现了预期功能。这本书在这方面投入了相当的篇幅，详尽地介绍了如何搭建有效的测试平台（Testbench），如何运用断言（Assertions）进行设计检查，甚至涉及到一些高级的仿真技巧和约束随机验证（CRV）的基本理念。这种“设计-验证”并重，甚至是“验证驱动设计”的思路贯穿始终，这对于如今复杂系统中设计可靠性的要求是至关重要的。书中针对不同模块的验证策略分析得非常透彻，清晰地展示了如何通过精心的仿真来捕获那些隐藏在深层次时序关系中的Bug。对于希望从“能跑起来”向“能可靠运行”迈进的读者来说，这部分的价值简直是无可估量，它提供了一个完整的、工业级的思维闭环。