9787122006714 数字电子电路及其EDA技术 化学工业出版社 王艳芬 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王艳芬 著

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出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122006714

商品编码：29563079959

包装：平装

出版时间：2007-07-01

基本信息

书名：数字电子电路及其EDA技术

定价：24.00元

作者：王艳芬

出版社：化学工业出版社

出版日期：2007-07-01

ISBN：9787122006714

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.381kg

编辑推荐

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内容提要

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本书突出了高职高专特色，在广泛吸收教学经验和教学成果的基础上，从实际应用角度出发，结合高职课程体系重新整合，突出重点，以够用实用为原则，在课程内容上，围绕数字电子技术、EDA技术与数字系统设计三大主题，体现了“数字电子技术应用”和“数字系统EDA设计”的核心技能。
全书共分9个课题，包括数字电路的认识、EDA技术入门、VHDL硬件描述语言、组合逻辑电路分析与设计、触发器及其应用、时序逻辑电路分析与设计、半导体存储器、A／D、D／A转换、数字电路及其EDA技术课程设计等。
每个课题前都有一个实训，教师可以在课题讲解前进行演示操作，以引发学生的学习兴趣，在课题内容学习后，又可作为学生的实操技能训练项目。每个课题后还附有思考与练习题。
本书可作为高职、高专与成人教育电子技术、电子信息、机电类相关专业教材，也可供有关专业人员参考。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《现代逻辑设计与FPGA实现》 内容概述： 本书旨在为读者提供一套系统、深入的学习路径，以掌握现代数字逻辑设计的原理，并能够熟练运用现场可编程门阵列（FPGA）技术实现这些设计。本书从最基本的数字逻辑门电路出发，循序渐进地讲解组合逻辑和时序逻辑的各类基本结构与设计方法，然后深入到更复杂的模块设计，如存储器、计数器、寄存器以及状态机等。在此基础上，本书将重点介绍硬件描述语言（HDL），特别是Verilog HDL，作为实现数字逻辑设计的强大工具。读者将学习如何使用Verilog HDL描述硬件功能，如何进行仿真验证，以及如何将其综合到FPGA芯片上。 本书将详细阐述FPGA的工作原理、架构特点以及主流FPGA厂商（如Xilinx和Intel/Altera）的开发流程和常用EDA工具的使用技巧。从原理图输入到HDL代码编写，再到逻辑综合、布局布线、时序分析以及最终的下载与调试，本书将贯穿整个FPGA设计实现的全过程，使读者能够独立完成一个完整的FPGA项目。 章节安排与内容详解： 第一部分：数字逻辑基础 第1章：数字信号与逻辑门 数字信号的表示与特性： 深入理解二进制、逻辑电平（高电平、低电平）、时序特性（上升沿、下降沿、建立时间、保持时间）。 基本逻辑门电路： 详细介绍AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR、XNOR门的功能、真值表、逻辑表达式和电路符号。 集成电路（IC）家族与TTL/CMOS技术： 简要介绍不同逻辑系列的特点，理解基本门电路是如何在实际芯片中实现的。 布尔代数基础： 阐述布尔代数的基本公理、定理（如交换律、结合律、分配律、德摩根定律等），以及如何利用布尔代数进行逻辑表达式的化简。 第2章：组合逻辑电路设计 组合逻辑电路的定义与特性： 强调组合逻辑电路的输出仅取决于当前的输入，无记忆性。 编码器与译码器： 讲解二-十进制译码器、优先编码器、数据选择器（Multiplexer）的功能和设计原理，以及它们在数据路由和选择中的应用。 加法器与减法器： 介绍半加器、全加器、多比特加法器（行波进位加法器、超前进位加法器）的设计，以及如何实现二进制减法（通过补码）。 比较器： 设计用于比较两个二进制数大小的电路。 卡诺图（Karnaugh Map）化简法： 详细讲解如何使用卡诺图来简化布尔表达式，从而实现最小化逻辑门的使用。 Quine-McCluskey算法（可选）： 介绍一种更系统化的代数化简方法，尤其适用于复杂逻辑。 第3章：时序逻辑电路设计 时序逻辑电路的定义与特性： 强调时序逻辑电路的输出不仅取决于当前输入，还取决于其历史状态，即具有记忆性。 触发器（Flip-Flop）： 基本触发器： SR锁存器、门控SR锁存器。 主从JK触发器、D触发器、T触发器： 深入讲解不同触发器的状态转换特性、时钟触发方式（上升沿、下降沿）、置位（Set）和复位（Reset）功能。 边沿触发器： 强调其对时钟信号变化瞬间的敏感性，以及在同步时序设计中的重要性。 寄存器（Register）： 讲解如何用触发器构成并行输入/并行输出（PIPO）、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）等多种类型的移位寄存器。 计数器（Counter）： 异步（行波）计数器： 讲解其工作原理和缺点（如时钟抖动）。 同步计数器： 讲解其设计方法，包括行波进位和全同步计数器，以及设计任意模计数器。 通用计数器： 包含加/减计数、预置值、使能控制等功能。 状态机（Finite State Machine, FSM）： 摩尔（Moore）型状态机与米利（Mealy）型状态机： 详细区分两者的输出特性。 状态机的设计流程： 包括状态分配、状态转移图绘制、状态转移表生成、输出逻辑设计。 状态机的Verilog HDL描述： 学习如何用HDL代码来描述状态机的状态和转移。 第二部分：硬件描述语言（HDL）与FPGA 第4章：Verilog HDL入门 HDL的作用与优势： 为什么使用HDL进行数字电路设计，它如何提高设计效率和可重用性。 Verilog HDL的基本语法： 模块（Module）： 定义模块的结构、端口（输入、输出、双向）。 数据类型： `reg`、`wire`、`integer`、`parameter`。 运算符： 算术运算符、逻辑运算符、按位运算符、关系运算符、条件运算符。 赋值语句： 阻塞赋值（`=`）和非阻塞赋值（`<=`）的区别及使用场景。 过程块： `always`块（`@`、`@（posedge clk）`）、`initial`块。 组合逻辑的Verilog HDL描述： 使用`assign`语句和`always @()`块来实现组合逻辑电路。 时序逻辑的Verilog HDL描述： 使用`always @(posedge clk)`块来实现触发器、寄存器和同步计数器。 第5章：Verilog HDL进阶 实例化（Instantiation）： 如何在一个模块中调用另一个模块，实现模块化设计。 生成语句（Generate Statements）： 利用`generate`块来生成重复的逻辑结构，提高代码的可读性和效率。 任务（Tasks）与函数（Functions）： 学习如何创建可重用的代码块。 用户定义原语（UDP）： （可选）了解更底层的电路描述方式。 时序约束的HDL表示： （初步介绍）如何通过HDL代码隐含或显式地描述时序要求。 结构化Verilog设计： 强调模块化、层次化的设计思想。 第6章：FPGA架构与开发流程 FPGA的基本结构： 可配置逻辑块（CLB/LCU）： 包含查找表（LUT）、触发器（Flip-Flop）等。 输入/输出块（IOB）： 控制与外部接口的信号。 可编程互连线： 实现逻辑块之间的连接。 专用硬核（Hard Macros）： 如DSP块、RAM块、PLL/DCM等。 FPGA的编程模型： LUT如何实现任意逻辑功能，触发器如何存储状态。 FPGA开发工具链（EDA Tools）： 主流工具介绍： Xilinx Vivado/ISE, Intel Quartus Prime。 设计流程概览： 编写HDL -> 仿真 -> 综合 -> 实现（布局布线）-> 静态时序分析（STA）-> 生成比特流 -> 下载到FPGA -> 硬件调试。 第7章：FPGA设计实现详解 仿真（Simulation）： 仿真器： ModelSim, QuestaSim, VCS, NC-Sim等。 测试平台（Testbench）设计： 如何编写Verilog测试平台来验证设计的正确性。 波形观察与调试。 逻辑综合（Logic Synthesis）： 综合器的作用： 将HDL代码转换为网表（Netlist），映射到目标FPGA的资源。 综合约束（Constraints）： 如何指定时序要求、I/O引脚分配等。 综合后的网表与性能分析。 实现（Implementation）： 布局（Placement）： 将逻辑单元分配到FPGA的具体物理位置。 布线（Routing）： 连接逻辑单元之间的信号线。 占位符（Placeholders）与预布局（Pre-placement）。 静态时序分析（Static Timing Analysis, STA）： 时序路径： 启动点、终点、数据路径、时钟路径。 时序约束： 周期约束（Clock Period）、输入/输出延迟约束（Input/Output Delay）。 关键路径分析： 识别并优化导致时序违例的路径。 时序报告的解读。 比特流生成与FPGA下载： 配置存储器（SRAM/Flash）与JTAG接口。 下载与验证。 第三部分：高级设计与应用 第8章：片上系统（SoC）与接口设计 总线接口： AMBA AXI、Wishbone等常用总线协议的介绍，以及如何设计与这些总线兼容的IP核。 存储器接口： DDR SDRAM、SRAM等外部存储器的访问控制逻辑设计。 I/O接口： UART、SPI、I2C等串行通信接口的设计与实现。 时钟管理： PLL/DCM的使用，实现频率合成和时钟分频/倍频。 第9章：IP核复用与IP核开发 IP核（Intellectual Property Core）的概念： 理解IP核的复用价值。 常用IP核的使用： 演示如何例化和配置IP核（如CPU核、DSP核、通信接口核）。 简单IP核的开发： 学习如何将自己设计的模块封装成IP核，以提高设计效率。 第10章：DSP算法在FPGA上的实现 数字信号处理（DSP）基础： 滤波器、FFT等基本算法的原理。 DSP算法的数据流式实现： 如何将算法映射到流水线结构，提高吞吐量。 FPGA专用DSP资源的应用： 如何高效利用FPGA内置的DSP Slice/Block。 第11章：实践项目案例 数字时钟设计。 简单的图像处理模块（如灰度转换）。 简易数据采集系统。 基于状态机的交通灯控制器。 （每个案例都包含需求分析、HDL设计、仿真验证、FPGA实现和硬件调试的全过程）。 本书特点： 理论与实践相结合： 既有扎实的数字逻辑理论基础，又侧重于FPGA的实际开发流程和工具使用。 系统性强： 从最基本的逻辑门到复杂的接口设计，内容编排合理，逻辑清晰。 语言易懂： 采用清晰易懂的语言，即使是初学者也能快速掌握。 案例丰富： 提供多个实际项目案例，帮助读者将理论知识应用于实践。 紧跟前沿： 涵盖了现代数字逻辑设计和FPGA开发中的关键技术和方法。 适用人群： 高等院校电子工程、计算机科学、自动化等相关专业本科生、研究生。 从事嵌入式系统开发、数字信号处理、ASIC/FPGA设计的工程师。 对数字逻辑设计和FPGA技术感兴趣的业余爱好者。 通过本书的学习，读者将能够构建出高效、可靠的数字逻辑系统，并熟练运用FPGA实现这些设计，为未来的学习和工作打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计着实吸引人，那种深邃的蓝色调，配上简洁有力的白色字体，立刻让人感觉到一股严谨而专业的学术气息扑面而来。我最近对嵌入式系统和微控制器越来越感兴趣，总想找一本能系统梳理数字电路基础，同时又能跟上现代EDA工具步伐的教材。翻开目录，我注意到它对逻辑代数、组合逻辑和时序逻辑的讲解非常细致，理论部分似乎搭建得很扎实。我特别期待它在实际应用案例上的呈现方式，毕竟理论和实际操作之间总有一道鸿沟，希望能看到清晰的步骤图解和仿真结果对比。如果能结合一些当前主流的FPGA或CPLD平台的开发流程来讲解那些复杂的时序逻辑电路设计与验证方法，那就太完美了。我希望这本书不仅仅是知识的堆砌，更应该是一本能引导我们从原理到实践的“工具书”，让读者真正掌握利用EDA工具进行高效数字系统设计的核心能力。那种将电路图的直观性与软件仿真的精确性完美结合的教学方式，才是真正能打动人心的。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，学习数字电子技术，最怕的就是陷入纯粹的抽象概念泥潭而无法自拔。因此，这本书的示例代码和实验环节设置对我来说是检验其质量的关键。我希望它提供的不仅仅是理论推导，而是能看到清晰的“问题-模型-实现-验证”的完整闭环。特别是对于那些复杂的计数器、状态机或者数据通路的设计，我期望它能用清晰的结构图和流程图来辅助说明，避免过于冗长的文字描述。另外，如果能针对不同层次的学习者，比如初学者和有经验的工程师，提供不同难度的实战项目作为拓展，那就更好了。比如，从一个简单的四位加法器开始，逐步过渡到设计一个简易的RISC处理器控制器，这种循序渐进的学习路径，更能帮助读者建立起坚实的知识体系和解决复杂问题的信心。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和字体选择让我阅读起来非常舒服，长时间盯着看也不会感到眼睛疲劳，这对于一本技术类书籍来说至关重要。我关注的重点在于它对特定EDA工具链的深入程度。我听说某些教材在介绍工具时往往只是浮光掠影，讲了一些基本操作，但在处理大型设计、进行时序约束设置（SDC）以及后仿真优化方面却语焉不详。我非常希望这本书能提供一些“高手进阶”的秘籍，比如如何有效地进行资源优化、如何应对亚稳态问题，以及如何利用调试工具进行硬件级别的故障排查。毕竟，在实际项目开发中，我们遇到的挑战往往是那些教科书上不会详细提及的“边角料”问题。如果这本书能提供一些源自实际项目经验的陷阱分析和规避策略，那它的价值将远远超过一本纯粹的理论参考书，能真正成为工程师案头的得力助手。

评分☆☆☆☆☆

市场上关于数字电路的书籍琳琅满目，很多都是对经典教材的简单翻译或重述，缺乏创新性和时代感。我更看重一本教材对前沿技术的包容度。例如，随着低功耗设计和高速互连技术的要求日益提高，数字电路的设计理念也在不断演进。我好奇这本书如何处理这些现代挑战？它是否探讨了诸如时钟域交叉（CDC）的处理方法？在讨论数字前端设计时，是否提到了Verilog/VHDL语言的先进特性，以及如何利用高层次综合（HLS）来加速设计流程？如果这本书能够将基础理论与面向现代SoC设计的最新方法论结合起来，而不是停留在上世纪末期的设计范式中，那么它就具备了超越普通教材的潜力，能让读者站在更高的维度去理解和设计复杂的数字系统。

评分☆☆☆☆☆

作为一名正在准备相关专业认证考试的学习者，我对教材的逻辑清晰度和知识覆盖面的完整性有着近乎苛刻的要求。这本书的结构看起来很规整，但更重要的是，它对知识点的内在联系是否有独到的梳理。例如，在讲解存储器结构时，能否自然地过渡到总线仲裁机制，再延伸到存储器控制器接口的设计？我特别留意了教材在介绍EDA工具时，是否能体现出不同设计流程（如综合、布局布线、时序分析）之间的相互影响和迭代关系。如果它能像一个经验丰富的老工程师在带徒弟一样，处处点拨设计中的关键权衡（Trade-offs）——比如速度与面积、功耗与性能之间的取舍——那么这本书的指导价值将是无可估量的。我期待它能帮助我不仅“知道”怎么做，更能“理解”为什么这么做才是最优解。