本書以實例講解的方式對HDL語言的設計方法進行介紹。全書共分9章,第1章至第3章主要介紹瞭Verilog HDL語言的基本概念、設計流程、語法及建模方式等內容;第4章至第6章主要討論如何閤理地使用Verilog HDL語言描述高性能的可綜閤電路;第7章和第8章重點介紹瞭如何編寫測試激勵以及Verilog的仿真原理;第9章展望HDL語言的發展趨勢。
本書不配光盤
本書圍繞設計和驗證兩大主題展開討論,內容豐富,實用性強,可作為高等院校通信工程、電子工程、計算機、微電子和半導體等相關專業的教材,也可作為硬件工程師和IC工程師的參考書。
第1章 HDL設計方法簡介 1
1.1 設計方法的變遷 1
1.2 Verilog語言的特點 2
1.2.1 Verilog的由來 2
1.2.2 HDL與原理圖 2
1.2.3 Verilog和 VHDL 3
1.2.4 Verilog和C語言 4
1.3 HDL的設計與驗證流程 5
1.4 問題與思考 7
第2章 Verilog語言基礎 9
2.1 Top-Down和Bottom-Up 9
2.2 Verilog的3種描述方法 10
2.2.1 實例 10
2.2.2 3種描述方法 13
2.3 基本詞法 14
2.4 模塊和端口 15
2.5 編譯指令 16
2.6 邏輯值與常量 17
2.6.1 邏輯值 17
2.6.2 常量 18
2.7 變量類型 19
2.7.1 綫網類型 19
2.7.2 寄存器類型 19
2.7.3 變量的物理含義 20
2.7.4 驅動和賦值 20
2.8 參數 22
2.9 Verilog中的並發與順序 22
2.10 操作數、操作符和錶達式 23
2.10.1 操作符 23
2.10.2 二進製數值 26
2.10.3 操作數 26
2.11 係統任務和係統函數 28
2.11.1 顯示任務 28
2.11.2 文件輸入/輸齣任務 28
2.11.3 其他係統任務和係統函數 29
2.12 小結 29
2.13 問題與思考 29
第3章 描述方式和設計層次 31
3.1 描述方式 31
3.2 數據流描述 31
3.2.1 數據流 31
3.2.2 連續賦值語句 31
3.2.3 延時 33
3.2.4 多驅動源綫網 34
3.3 行為描述 36
3.3.1 行為描述的語句格式 36
3.3.2 過程賦值語句 40
3.3.3 語句組 43
3.3.4 高級編程語句 44
3.4 結構化描述 50
3.4.1 實例化模塊的方法 52
3.4.2 參數化模塊 53
3.5 設計層次 57
3.5.1 係統級和行為級 57
3.5.2 RTL級 59
3.5.3 門級 60
3.5.4 晶體管級 60
3.5.5 混閤描述 60
3.6 實例:CRC計算與校驗電路 60
3.6.1 CRC10校驗,行為級 61
3.6.2 CRC10計算電路,RTL級 62
3.7 小結 64
3.8 問題與思考 64
第4章 RTL概念與RTL級建模 65
4.1 RTL與綜閤的概念 65
4.2 RTL級設計的基本要素和步驟 65
4.3 常用的RTL級建模 67
4.3.1 阻塞賦值、非阻塞賦值和連續賦值 67
4.3.2 寄存器電路建模 68
4.3.3 組閤邏輯建模 70
4.3.4 雙嚮端口與三態信號建模 72
4.3.5 Mux建模 73
4.3.6 存儲器建模 74
4.3.7 簡單的時鍾分頻電路 75
4.3.8 串並轉換建模 77
4.3.9 同步復位和異步復位 77
4.3.10 使用case和if...else語句建模 81
4.3.11 可綜閤的Verilog語法子集 87
4.4 設計實例:CPU讀寫PLD寄存器接口 87
4.5 小結 92
4.6 問題與思考 92
第5章 RTL設計與編碼指導 93
5.1 一般性指導原則 93
5.1.1 麵積和速度的平衡與互換原則 94
5.1.2 硬件原則 103
5.1.3 係統原則 105
5.2 同步設計原則和多時鍾處理 107
5.2.1 同步設計原則 107
5.2.2 亞穩態 109
5.2.3 異步時鍾域數據同步 111
5.3 代碼風格 113
5.3.1 代碼風格的分類 113
5.3.2 代碼風格的重要性 113
5.4 結構層次設計和模塊劃分 114
5.4.1 結構層次化編碼(Hierarchical Coding) 114
5.4.2 模塊劃分的技巧(Design Partitioning) 115
5.5 組閤邏輯的注意事項 116
5.5.1 always組閤邏輯信號敏感錶 116
5.5.2 組閤邏輯反饋環路 117
5.5.3 脈衝産生器 118
5.5.4 慎用鎖存器(Latch) 119
5.6 時鍾設計的注意事項 120
5.6.1 內部邏輯産生的時鍾 120
5.6.2 Ripple Counter 121
5.6.3 時鍾選擇 121
5.6.4 門控時鍾 121
5.6.5 時鍾同步使能端 122
5.7 RTL代碼優化技巧 123
5.7.1 使用Pipelining技術優化時序 123
5.7.2 模塊復用與資源共享 123
5.7.3 邏輯復製 125
5.7.4 香農擴展運算 127
5.8 小結 129
5.9 問題與思考 130
第6章 如何寫好狀態機 131
6.1 狀態機的基本概念 131
6.1.1 狀態機是一種思想方法 131
6.1.2 狀態機的基本要素及分類 133
6.1.3 狀態機的基本描述方式 133
6.2 如何寫好狀態機 134
6.2.1 評判FSM的標準 134
6.2.2 RTL級狀態機描述常用的語法 135
6.2.3 推薦的狀態機描述方法 138
6.2.4 狀態機設計的其他技巧 151
6.3 使用Synplify Pro分析FSM 154
6.4 小結 157
6.5 問題與思考 157
第7章 邏輯驗證與Testbench編寫 159
7.1 概述 159
7.1.1 仿真和驗證 159
7.1.2 什麼是Testbench 160
7.2 建立Testbench,仿真設計 161
7.2.1 編寫仿真激勵 162
7.2.2 搭建仿真環境 172
7.2.3 確認仿真結果 173
7.2.4 編寫Testbench時需要注意的問題 175
7.3 實例:CPU接口仿真 177
7.3.1 設計簡介 177
7.3.2 一種Testbench 178
7.3.3 另外一種Testbench 182
7.4 結構化Testbench 183
7.4.1 任務和函數 184
7.4.2 總綫功能模型(BFM) 184
7.4.3 測試套具(Harness) 185
7.4.4 測試用例(Testcase) 185
7.4.5 結構化Testbench 186
7.5 實例:結構化Testbench的編寫 188
7.5.1 單頂層Testbench 188
7.5.2 多頂層Testbench 191
7.6 擴展Verilog的高層建模能力 192
7.7 小結 193
7.8 問題與思考 193
第8章 Verilog語義和仿真原理 195
8.1 從一個問題說起 195
8.2 電路與仿真 196
8.2.1 電路是並行的 196
8.2.2 Verilog是並行語言 197
8.2.3 Verilog仿真語義 197
8.3 仿真原理 198
8.3.1 Verilog的仿真過程 198
8.3.2 仿真時間 202
8.3.3 事件驅動 203
8.3.4 進程 203
8.3.5 調度 204
8.3.6 時序控製(Timing Control) 205
8.3.7 進程、事件和仿真時間的關係 205
8.3.8 Verilog語言的不確定性 205
8.4 分層事件隊列與仿真參考模型 206
8.4.1 分層事件隊列 206
8.4.2 仿真參考模型 206
8.5 時序模型與延時 207
8.5.1 仿真模型(Simulation Model) 207
8.5.2 時序模型(Timing Model) 208
8.5.3 案例分析 208
8.5.4 在Verilog語言中增加延時 210
8.6 再談阻塞與非阻塞賦值 213
8.6.1 本質 213
8.6.2 案例分析 216
8.7 如何提高代碼的仿真效率 219
8.8 防止仿真和綜閤結果不一緻 219
8.9 小結 220
8.10 問題與思考 220
第9章 設計與驗證語言的發展趨勢 221
9.1 設計與驗證語言的發展曆程 221
9.1.1 HDL語言 221
9.1.2 C/C++和私有的驗證語言 222
9.1.3 Accellera和IEEE的標準化工作 222
9.2 硬件設計語言的發展現狀和走嚮 223
9.2.1 HDL的競爭 223
9.2.2 一些嘗試 223
9.2.3 下一代的Verilog語言 223
9.2.4 SystemC 224
9.3 驗證語言的發展現狀和走嚮 225
9.3.1 驗證方法 225
9.3.2 HVL標準化進程 225
9.3.3 HVL的新需求 226
9.4 總結和展望 226
9.5 小結 226
9.6 問題與思考 226
附錄 Verilog關鍵字列錶 227
我喜歡收藏一些設計類和技術類的書籍,尤其是那些能夠啓發思維、提供全新視角的作品。這本書的封麵設計,雖然簡單,但“虎彩 按需齣版”這幾個字,給我一種“匠心獨運”的感覺。我一直認為,好的技術書籍,不僅要有紮實的理論內容,還要有精美的排版和設計,讓閱讀成為一種享受。書名中提到瞭“Verilog HDL”和“設計與驗證”,這恰好是我近期非常關注的領域。Verilog HDL 作為數字電路設計的基石,其學習和應用的重要性不言而喻。而“設計與驗證”則更是檢驗一個工程師功底的關鍵。我希望這本書能夠係統地介紹 Verilog HDL 的設計理念,包括如何進行模塊化設計、如何優化代碼、如何處理時序問題等等。同時,我也非常期待書中能夠講解如何構建有效的驗證環境,如何編寫高效的 testbench,以及如何運用各種驗證技術來確保設計的正確性和可靠性。
評分我之前在項目中使用Verilog HDL進行數字電路設計,但常常會遇到一些難以調試的問題,尤其是涉及到復雜的時序邏輯或者狀態機設計時。很多時候,自己寫齣的代碼,雖然編譯通過瞭,但仿真結果卻和預期大相徑庭,找齣錯誤的原因卻非常耗時耗力。這本書的副標題“設計與驗證”,恰恰擊中瞭我的痛點。“驗證”在數字設計的過程中,重要性不言而喻,甚至可以說,一個優秀的驗證工程師,其作用不亞於一個優秀的設計工程師。我希望這本書能夠提供一些係統性的驗證方法論,例如如何編寫有效的testbench,如何運用斷言(assertion)來檢查設計的正確性,以及一些常見的驗證技巧和陷阱。我也希望它能夠結閤Verilog HDL的特性,講解如何針對具體的設計模塊,製定有效的驗證計劃。如果書中能夠包含一些實際的、具有代錶性的設計案例,並且詳細地展示其驗證過程,那對我來說將是極大的幫助。
評分我拿到這本書的時候,最先注意到的是它的紙張質量。現在很多圖書,為瞭降低成本,紙張都比較薄,甚至有點半透明,翻頁的時候容易蹭到油墨。但這本書的紙張,摸上去手感厚實,顔色也比較柔和,不會反光,長時間閱讀眼睛不容易疲勞。這對於我這種需要經常查閱技術資料的人來說,是相當重要的一個細節。書的裝幀也很牢固,打開的時候感覺很紮實,不像有些書,翻幾下書脊就快散架瞭。封麵的設計,雖然我前麵提過,但再細看,其實是有它的巧思的。“虎彩”這個名字,我猜測可能和印刷的工藝有關,但具體是怎樣的,我還沒深入瞭解。不過,它給人的感覺就是一種“品質感”。“按需齣版”這個概念,我也挺感興趣的。感覺這種齣版方式,能讓一些更專業、更細分的領域的技術書籍,有機會被更多需要的人看到。以前很多好書,可能因為發行量的問題,不容易買到,或者價格很高。按需齣版,或許能解決這個問題,讓知識的傳播更加便捷和高效。
評分我對“虎彩 按需齣版”這種模式感到好奇,它似乎暗示著一種更靈活、更個性化的齣版理念。我個人一直覺得,技術書籍的更新換代非常快,尤其是在電子技術領域。如果能夠通過按需齣版,及時地將最新的技術發展和實踐經驗收錄進來,那麼對於讀者來說,無疑是能夠獲得更具時效性的知識。這本書的書名中明確瞭“Verilog HDL”和“設計與驗證”,這是我目前工作和學習的重點。我渴望能找到一本能夠係統地梳理Verilog HDL在實際設計流程中的應用,並且強調驗證的重要性。我希望能從這本書中學習到如何構建一個完整的數字邏輯設計項目,從需求分析、架構設計、模塊劃分,到代碼實現、仿真驗證、邏輯綜閤,再到時序分析等等。我尤其希望書中能夠深入講解一些高級的Verilog設計技巧,以及如何運用更有效的驗證手段來確保設計的魯棒性。
評分我一直對Verilog HDL這門語言的“藝術性”頗感興趣。很多人可能覺得編程就是一行行代碼的堆砌,但我覺得,好的Verilog設計,就像是精巧的建築,每一個模塊都有其存在的意義,每一個時序都有其精密的邏輯。這本書的書名裏明確提到瞭“設計與驗證”,這讓我看到瞭它不僅僅是在教語法,更是在傳授一種“工程思維”。我希望它能深入淺齣地講解如何從需求齣發,構建齣高效、可復用的Verilog模塊,並且在設計過程中就考慮好驗證的策略。我之前接觸過的一些Verilog書籍,有的過於偏重語法,學完之後感覺還是不知道該如何上手實際項目;有的則太過於抽象,概念多而難以消化。我期待這本書能在這兩者之間找到一個平衡點,既有紮實的理論基礎,又有貼閤實際的工程案例。人民郵電齣版社的品牌效應,也讓我對這本書的專業性和權威性有瞭一定的信心。畢竟,他們在計算機科學領域,一直扮演著重要的角色,齣版瞭很多經典教材。
評分這本書封麵上的“虎彩”兩個字,我第一眼覺得挺有力量感的,聯想到虎的威猛和色彩的鮮明,可能意味著這本書在內容上也同樣充滿“力量”和“亮點”。“按需齣版”這個模式,我覺得非常符閤當下快速發展的技術節奏。很多經典的技術知識,可能並不需要大規模的印刷,但對於特定領域的研究者和從業者來說,卻是不可或缺的。這本書聚焦於“Verilog HDL”和“設計與驗證”,這正是當前數字 IC 設計領域的核心技術。我希望這本書能夠超越簡單的語法介紹,而是深入探討 Verilog HDL 在實際項目中的應用。例如,如何利用 Verilog HDL 進行高效的 RTL 設計,如何處理復雜的時序約束,以及如何進行覆蓋率驅動的驗證。我更期待的是,書中能夠提供一些來自工業界的一手經驗和最佳實踐,幫助讀者少走彎路,快速提升設計和驗證的能力。
評分這本書的封麵設計,那個“虎彩 按需齣版”的logo,我第一眼就覺得挺有意思的。我平時接觸到的技術書籍,大多是規規矩矩的,要麼就是那種非常“學術”的排版。但這個封麵,色彩運用得大膽,字體的選擇也比較活潑,雖然是技術書,卻不顯得沉悶。封底的信息也比較清晰,齣版社是人民郵電齣版社,這點還是挺讓人放心的,畢竟他們齣版過不少高質量的技術圖書。我之所以對這本書感興趣,主要還是看中瞭“Verilog HDL”這個關鍵詞,我目前在做FPGA開發,Verilog是繞不開的語言,但感覺自己在理論和實踐之間總是隔著一層窗戶紙,希望能通過這本書找到一些突破。而且“設計與驗證”這個副標題,也正是我目前最需要加強的環節。我一直覺得,光會寫代碼是不夠的,如何有效地進行設計和驗證,纔是衡量一個工程師水平的重要標準。所以,這本書的定位,可以說正中我的“靶心”。雖然我還沒來得及細看內容,但僅僅從封麵和書名傳遞齣的信息,我就已經充滿瞭期待。我希望它能給我帶來一些新的啓發,幫我解決在實際項目中遇到的難題。
評分拿到這本書,首先吸引我的是它的“按需齣版”模式。在信息爆炸的時代,能夠提供更精準、更個性化知識服務的齣版方式,我覺得非常有價值。我一直關注著半導體設計領域的發展,Verilog HDL 作為其核心語言,其重要性不言而喻。“設計與驗證”更是數字芯片成功的基礎。我希望這本書能夠不僅僅停留在Verilog HDL的語法層麵,更能深入探討如何在實際的項目中,運用Verilog HDL進行高效、優雅的設計。例如,如何根據不同的設計需求,選擇閤適的RTL設計風格;如何利用Verilog HDL的特性,實現高性能、低功耗的電路;以及如何在設計過程中,就融入驗證的思維,編寫易於驗證的代碼。我也非常期待書中能夠講解一些高級的驗證方法,例如覆蓋率分析、形式驗證等,這些都是在復雜的芯片項目中不可或缺的。
評分我平時喜歡閱讀一些與硬件設計相關的書籍,尤其是那些能夠提供實踐指導和深度思考的作品。“虎彩 按需齣版”這個標識,讓我覺得這本書可能在內容上會更加聚焦和深入,而非大而全的泛泛而談。Verilog HDL 是我進行 FPGA 開發時不可或缺的工具,但總感覺自己在設計和驗證的結閤上還不夠熟練。這本書的書名“設計與驗證”正是我的迫切需求。我希望它能夠清晰地闡述Verilog HDL在實際設計流程中的各個環節,並詳細介紹如何構建有效的驗證平颱。從簡單的測試嚮量到復雜的覆蓋率驅動驗證,我都希望能有所瞭解。我也期待書中能夠包含一些行業內的最佳實踐,例如代碼風格、模塊化設計原則,以及如何處理常見的時序問題。如果能結閤一些實際的芯片設計案例,那將是極大的福音。
評分我是一個對技術細節非常看重的人,當我看到這本書的書名【虎彩 按需齣版】設計與驗證——Verilog HDL 人民郵電齣版社 時,立刻引起瞭我的興趣。首先,“虎彩”這個名字給我一種獨特感,“按需齣版”則暗示瞭其內容可能更加精煉和有針對性。“Verilog HDL”是我的核心工作語言,“設計與驗證”則是衡量一個工程師能力的關鍵。我希望這本書能夠深入講解Verilog HDL的精髓,而不僅僅是羅列語法。例如,如何構建可重用、可維護的 RTL 代碼,如何理解並解決時序問題,以及如何運用Verilog HDL實現各種復雜的邏輯功能。更重要的是,我非常期待書中能有關於“驗證”的詳盡論述。如何設計高效的 testbench,如何進行功能覆蓋率和時序覆蓋率的分析,如何運用 assertion 來捕捉潛在的設計錯誤,這些都是我希望在這本書中找到答案的。我希望它能為我提供一套係統性的方法論,讓我能夠更自信地進行數字邏輯的設計與驗證工作。
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