Verilog傳奇——從電路齣發的HDL代碼設計 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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吳濤 著

圖書標籤:

• Verilog
• HDL
• 數字電路
• 電路設計
• 硬件設計
• 可編程邏輯器件
• FPGA
• Verilog編程
• 電子工程
• 數字係統

店鋪： 天啓發行圖書專營店

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121298448

商品編碼：29713281312

包裝：平裝

齣版時間：2016-09-01

基本信息

書名：Verilog傳奇——從電路齣發的HDL代碼設計

定價：79.00元

作者：吳濤

齣版社：電子工業齣版社

齣版日期：2016-09-01

ISBN：9787121298448

字數：

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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一直尋覓可以寫這種風格和傳播技術之道的作者，直到遇到吳濤博士。這連續創作和齣版的兩本書雖然對作者來說可能源於厚積薄發而信手拈來，一氣嗬成，但在其他人身上則是不可能實現的。本書兼具幽默的傳達方式、閤理的知識框架，也許會讓入門菜鳥甚至行業內有經驗者有醍醐灌頂的感覺。

內容提要

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電路圖是代碼的基礎，代碼是電路圖的描述，這是數字邏輯係統設計的基本思路。本書正是遵循這種思路，從電路齣發係統地介紹瞭Verilog語言的知識。本書以通俗幽默的語言介紹瞭Verilog語言的基礎知識以及對應的電路設計技巧，其中重點強調瞭“看圖（電路圖）說話（寫Verilog代碼）”的思想。除瞭基本知識、可綜閤語句、仿真驗證外，還講解瞭復雜係統設計方法，介紹瞭3種不同算法的DDS係統的設計。通過閱讀本書，讀者可以熟練、全麵地掌握針對工程實踐的Verilog語言的知識，並且瞭解瞭係統算法與定點化、係統結構與電路設計等概念。在今後的工程實踐中，這些對於一個閤格的數字邏輯設計工程師而言，都是必須掌握的知識。

目錄

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目 錄
忍者學校篇
章 基礎知識2
加和尚說技術發展 穆金仙談語言演變
Verilog語言發展及其主要特點5
守規並非實際迂腐 按部方為真正捷徑
ASIC與FPGA的開發流程13
高速率信號要完整 門陣列時序可約束
FPGA的時序約束21
打勝仗未雨需綢繆 做設計把握到細節
FPGA結構與麵嚮FPGA的設計30
語言設計兩麵全能 初學乍練一頭霧水
Verilog語言的可綜閤性38
第二章 語言層次47
翻譯標準穆子得意 鬍說層次加菲犯難
標準內容與邏輯層次50
跳齣行為天地寬 廣麵試之前必讀此節
非RTL級的Verilog簡介57
腳踏陰陽以生四象 內存數值而齣格式
常量與錶達式63
齣生命名自有準則 韆絲萬縷布爾邏輯
變量類型71
工程步驟自頂嚮下 邏輯設計模塊連接
模塊設計與連接77
下忍者篇
第三章 組閤操作88
科學思維三段推理 數字電路邏輯運算
邏輯運算92
四則運算正負整數 可否綜閤加減乘除
算術運算99
適應環境多種選擇 分支導航關係比較
關係操作107
關關雎鳩輾轉反側 位位比特拼接擴展
位拼接與選取113
前途歧路會看地圖 係統分支選擇操作
“ :”選擇操作122
第四章 還是組閤131
默默潛伏不求正名 時時準備立即響應
組閤邏輯：reg與always134
條件麵前戲說假如 真情實感淚唱如果
選擇語句143
數座“伊夫”管理睏難 多個數值討論“案例”
多選語句151
沙彌聽講迷途知返 老道說書指點迷津
組閤邏輯綜閤160
中忍者篇
第五章 時序邏輯167
兩個活寶鎖存觸發 一對兄弟電平邊沿
觸發器與時序邏輯171
積香廚中穆子做麵 集電芯內觸發聯串
D觸發器鏈181
包袱重壓蝸牛行路 輕裝分擔馬蹄飛奔
時序與組閤邏輯融閤192
獨木成林難於登天 兄弟協力分進閤擊
並行化設計模式204
天下大事欲速不達 建功立業集腋成裘
流水綫設計模式214
工作不滿老闆發怒 一人多用調度得當
時分復用設計模式231
第六章 工程話題241
係統復位無上法寶 片外按鍵初級輸入
按鍵與復位244
語言有限移位受限 智力無邊位數可變
可變移位寬度的移位操作255
數字邏輯狀態一統 數學抽象模型兩種
有限狀態機及其代碼262
多個時鍾滴滴答答 幾種隔離分分閤閤
多時鍾係統275
重復工作令人煩惱循環描述可能綜閤
循環控製282
上忍者篇
第七章 靈活模塊291
闢邪驅鬼書寶尉遲 復雜計算任務函數
函數與任務294
統一環境統義 一起修改一起作用
宏定義與宏判斷303
結構一緻小節差異 書寫單次參數細化
參數310

學習方法模式總結 代碼簡練生成有道
生成塊319
綜閤知識核心設計 數字分頻牛刀小試
數字分頻器核的設計333
第八章 電路之外334
行為涉及紅花兩朵 電路驗證各有不同
與電路無關的HDL347
繼承而來功能豐富 範圍廣泛應用謹慎
編譯指令356
仿真亦需輸入輸齣 語言也有任務函數
係統任務與函數364
武林高手也要吃飯 強設計必須測試
測量嚮量與激勵374
對外聯絡語言接口 勾選交通句柄函數
與其他語言/係統藉口簡介383
火影篇
第九章 綜閤例子391
脈衝時鍾時時震蕩 正弦信號刻刻查錶
DDS及其基於ROM查找錶的實現394
截弓為弦祖子得率 化麯作綫比丘成功
基於摺綫擬閤的DDS實現407
鬍鏇不停逐步逼近 位寬延長內外有彆
基於CORDIC的DDS實現421

常用Verilog關鍵詞的邏輯歸類431

代碼風格與規則434

有關開發與仿真環境的資料438

作者介紹

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從事過關於W-CDMA的FPGA IP core設計工作，也完成過W-CDMA和TDS-CDMA的接收機理論研究和鏈路仿真，及無綫通信的係統設計和標準設計工作。目前，有100多個已經授權的發明，也是某個通信行業標準文件的作者，還有的思想被寫入3GPP的協議。作者在某電子信類專業論壇上享有知名度，以文風幽默，談古論今，故事性講解擅長。

文摘

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序言

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《數字邏輯設計原理與實踐：從門電路到高級係統》 內容簡介： 本書是一本係統講解數字邏輯設計原理及其工程實踐的教程，旨在幫助讀者建立紮實的數字電路基礎，掌握從基礎邏輯門電路到復雜數字係統設計的全過程。全書內容嚴謹，由淺入深，理論與實踐相結閤，適閤初學者入門，也為有一定基礎的工程師提供深入的參考。 第一部分：數字邏輯基礎 本部分將帶領讀者全麵認識數字世界的基礎——數字信號與模擬信號的本質區彆，理解為何數字邏輯是現代電子係統設計的基石。我們將從最基本的概念講起，深入剖析邏輯門電路的功能、特性及其在構建更復雜邏輯時的作用。 二進製與數字錶示： 詳細闡述二進製數製的原理，以及如何使用二進製來錶示各種信息，包括整數、浮點數、字符和指令。我們將介紹不同的編碼方案，如BCD碼、格雷碼等，並探討它們在實際應用中的優缺點。 邏輯門電路： 深入講解最基本的邏輯門，包括AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR和XNOR門。我們會詳細分析它們的邏輯符號、真值錶、布爾錶達式，並通過簡單的電路圖展示其工作原理。讀者將理解這些基本門電路是如何實現邏輯功能的，為後續的學習打下堅實基礎。 布爾代數與邏輯化簡： 布爾代數是數字邏輯設計的數學語言。本部分將係統介紹布爾代數的公理、定理和基本運算規則，並教授讀者如何運用這些工具對復雜的邏輯錶達式進行化簡，從而得到最精簡、最高效的電路實現。我們將重點講解卡諾圖（Karnaugh Map）和奎恩-麥剋拉斯基（Quine-McCluskey）算法等邏輯化簡方法，並通過大量實例展示其應用。 組閤邏輯電路設計： 基於邏輯門和布爾代數，本部分將引導讀者設計各種組閤邏輯電路。我們將從簡單的譯碼器、編碼器、多路選擇器、數據選擇器等基礎模塊齣發，逐步深入到更復雜的算術邏輯單元（ALU）和加法器、減法器等。讀者將學習如何根據需求規格，分析問題，設計齣滿足功能的組閤邏輯電路。 第二部分：時序邏輯電路設計 在掌握瞭組閤邏輯電路的設計後，本部分將進入數字電路設計的另一個重要分支——時序邏輯電路。時序邏輯電路具有記憶功能，其輸齣不僅取決於當前的輸入，還與過去的輸入狀態有關，這是構建狀態機和存儲器等復雜功能的核心。 基本時序元件： 深入講解構成時序邏輯電路的基本單元，包括觸發器（Flip-Flops），如SR觸發器、D觸發器、JK觸發器和T觸發器。我們將詳細分析它們的結構、工作原理、狀態轉換特性以及時鍾信號對其工作的影響。 寄存器與移位寄存器： 基於觸發器，我們將介紹寄存器（Register）的設計。寄存器是用於存儲一位或多位數據的基本單元，是CPU和內存的重要組成部分。接著，我們將講解移位寄存器（Shift Register）的設計，它能夠實現數據的並行輸入串行輸齣（PISO）、串行輸入並行輸齣（SIPO）、串行輸入串行輸齣（SISO）和並行輸入並行輸齣（PIPO）等功能，廣泛應用於數據傳輸和串行通信。 計數器： 計數器是能夠對時鍾脈衝進行計數的電路。我們將介紹同步計數器和異步計數器，包括二進製計數器、十進製計數器、任意模計數器等。讀者將學習如何設計和分析各種計數器的功能，以及它們在分頻、定時和控製係統中的應用。 有限狀態機（FSM）： 有限狀態機是描述和設計同步時序邏輯係統的強大模型。本部分將詳細介紹摩爾（Moore）型和米利（Mealy）型狀態機的概念、設計步驟和實現方法。我們將通過實際案例，如交通燈控製器、電梯控製係統、序列檢測器等，演示如何從需求分析到狀態圖設計，再到邏輯電路實現的全過程。 第三部分：存儲器與接口 本部分將聚焦於數字係統中至關重要的存儲單元和數據交換接口的設計。 存儲器結構與類型： 深入講解隨機訪問存儲器（RAM）和隻讀存儲器（ROM）的基本結構和工作原理。我們將介紹不同類型的RAM（如SRAM和DRAM）和ROM（如PROM、EPROM、EEPROM），並探討它們在容量、速度、功耗和可擦寫性等方麵的差異。 存儲器接口設計： 學習如何將存儲器集成到更大的係統中，包括地址譯碼、數據讀寫控製以及總綫接口設計。 輸入/輸齣（I/O）接口： 介紹通用輸入/輸齣（GPIO）接口的設計，以及如何與外部設備進行數據交換。我們將討論串行通信接口（如UART）和並行通信接口的基本原理和設計注意事項。 第四部分：復雜係統設計與優化 本部分將提升讀者的設計能力，使其能夠設計和優化更復雜的數字係統。 時鍾管理與同步： 深入探討時鍾信號在數字係統中的關鍵作用，包括時鍾頻率、占空比、時鍾抖動和偏斜等概念。我們將介紹時鍾分配網絡的設計，以及如何解決時序約束問題，確保係統穩定運行。 集成電路（IC）設計入門： 簡要介紹集成電路的製造工藝和基本結構，以及如何利用EDA（Electronic Design Automation）工具進行電路仿真和驗證。 性能優化與功耗管理： 探討提高數字係統性能和降低功耗的常用技術，如流水綫（Pipelining）、並行處理、時鍾門控（Clock Gating）等。 錯誤檢測與糾正： 介紹基本的錯誤檢測和糾正碼（EDAC）技術，如奇偶校驗、漢明碼等，以及它們在提高係統可靠性方麵的作用。 第五部分：項目實踐與案例分析 為瞭鞏固所學知識，本書包含多個不同難度和應用領域的項目實踐。 簡易計算器設計： 從零開始設計一個功能完善的計算器，涵蓋算術邏輯單元、控製邏輯和顯示驅動等模塊。 數字時鍾設計： 實現一個具有鬧鍾、秒錶等功能的數字時鍾，鍛煉時序邏輯設計和狀態機應用能力。 簡單的RISC處理器模型： 介紹簡化的精簡指令集計算機（RISC）處理器的結構和工作原理，並指導讀者設計一個基礎的CPU模型，理解指令流水綫和數據通路。 嵌入式係統中的數字邏輯應用： 結閤實際的微控製器（MCU）或FPGA平颱，展示數字邏輯設計如何在嵌入式係統中實現傳感器接口、通信協議和控製算法等。 學習目標： 通過學習本書，讀者將能夠： 深刻理解數字邏輯的基本原理和核心概念。 熟練掌握布爾代數和邏輯化簡技術。 獨立設計和實現各種組閤邏輯和時序邏輯電路。 理解存儲器和I/O接口的工作原理及其設計。 初步掌握復雜數字係統的設計方法和優化技巧。 具備將理論知識應用於實際工程項目開發的能力。 本書旨在為讀者構建一個堅實的數字邏輯設計知識體係，為從事硬件設計、FPGA開發、ASIC設計、嵌入式係統開發等相關領域打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

從工具鏈和仿真驗證的角度來看，這本書的處理也顯得格外專業和全麵。很多教材隻關注於“寫代碼”，卻很少深入探討如何驗證這段代碼是否真正實現瞭預期功能。這本書在這方麵投入瞭相當的篇幅，詳盡地介紹瞭如何搭建有效的測試平颱（Testbench），如何運用斷言（Assertions）進行設計檢查，甚至涉及到一些高級的仿真技巧和約束隨機驗證（CRV）的基本理念。這種“設計-驗證”並重，甚至是“驗證驅動設計”的思路貫穿始終，這對於如今復雜係統中設計可靠性的要求是至關重要的。書中針對不同模塊的驗證策略分析得非常透徹，清晰地展示瞭如何通過精心的仿真來捕獲那些隱藏在深層次時序關係中的Bug。對於希望從“能跑起來”嚮“能可靠運行”邁進的讀者來說，這部分的價值簡直是無可估量，它提供瞭一個完整的、工業級的思維閉環。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在硬件描述語言（HDL）領域摸爬滾打多年的工程師，我深知一本優秀教材的價值，而這本書無疑達到瞭極高的水準。它最讓我眼前一亮的是其對“底層思維”的強調，很多市麵上的教程往往直接跳到復雜的模塊化編程，卻忽略瞭為什麼我們要用這種方式來描述電路。這本書巧妙地將Verilog的語法特性與底層的晶體管、邏輯門的工作原理緊密結閤起來，讓你明白為什麼某個結構在綜閤後會産生特定的硬件資源，以及如何通過代碼來高效地控製時序和資源分配。這種深入骨髓的理解，徹底改變瞭我過去那種“寫完代碼就算完事”的粗放式設計習慣。書中的案例選擇也非常貼閤實際工程需求，不像有些教材那樣隻停留在教科書式的簡單計數器或有限狀態機，而是涉及到瞭更接近真實SoC設計中會遇到的問題，比如流水綫優化、異步信號處理等，這些乾貨內容對於提升實戰能力助益良多，絕對是案頭常備的參考佳作。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度令人印象深刻，它成功地跨越瞭理論學習者和應用實踐者之間的鴻溝。對於初學者來說，它提供瞭堅實的理論地基，確保他們不會在未來的復雜設計中迷失方嚮；而對於有經驗的工程師而言，它又提供瞭提升設計效率和代碼質量的“加速器”。我注意到書中對新興設計理念的融閤也做得很好，沒有停留在老舊的Verilog-95標準，而是充分利用瞭SystemVerilog的一些現代特性，比如接口（Interface）、枚舉類型（Enum）等，並且解釋瞭這些新特性如何幫助我們寫齣更具可讀性和可維護性的代碼。這種與時俱進的內容設置，保證瞭這本書的生命力，它不僅僅是一本關於過去技術的總結，更是一份指嚮未來硬件設計實踐的路綫圖。總而言之，這是一部結構完整、內容紮實、富有洞察力的傑齣技術著作，值得每一個緻力於數字IC和FPGA設計的人士珍藏。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版設計真是一絕，初拿到手，那厚重而又不失精緻的封麵就給人一種沉穩踏實的感覺，翻開內頁，紙張的質感也相當不錯，閱讀起來眼睛非常舒服，長時間盯著也不會感到疲勞。作者在結構布局上的用心程度顯而易見，章節之間的邏輯銜接流暢自然，知識點的推進層次分明，就像一位經驗豐富的老教師在娓娓道來，從最基礎的數字電路概念講起，逐步深入到復雜的係統級設計，這種循序漸進的方式對於初學者來說簡直是福音。我尤其欣賞它在理論闡述和實際應用之間的平衡把握，每一個抽象的概念後麵，都能迅速跟上一個具體的代碼示例或者設計思路的剖析，讓人很容易將“知道”轉化為“做到”。特彆是那些圖示部分，繪製得極其清晰明瞭，往往一張圖勝過韆言萬語，完美地解釋瞭那些抽象的硬件結構和信號流嚮，極大地降低瞭理解難度。這本書絕不僅僅是一本乾巴巴的語法手冊，它更像是一本將硬件思維固化到代碼設計中的“心法秘籍”，閱讀過程中，我感覺自己的設計思路也跟著變得更加嚴謹和係統化瞭。

評分☆☆☆☆☆

我是一個對學習方法要求比較苛刻的人，如果一本書讀起來枯燥乏味，我很快就會失去興趣。然而，這本書在敘事風格上展現齣瞭一種難得的活力和親切感。作者似乎沒有把自己放在一個高高在上的“權威”位置，而是像一位熱情的同行在分享他的獨傢心得。行文間不時穿插一些對設計誤區的幽默調侃或者“過來人”的經驗之談，使得閱讀體驗非常輕鬆愉快。特彆是對於一些容易混淆的概念，比如組閤邏輯與時序邏輯的邊界處理，書中往往會用一種非常接地氣的方式來舉例說明，讓人讀完之後，那種睏惑感立刻煙消雲散。這種兼具學術嚴謹性與人文關懷的寫作風格，使得學習過程中的挫敗感大大降低，極大地激發瞭我的自主學習熱情。說實話，過去學習很多技術書籍都需要硬著頭皮啃下來，而這本書，我甚至願意在休息時間拿齣來翻閱，享受那種知識被清晰構建起來的成就感。