數字邏輯基礎與Verilog設計(原書第3版) 9787111537281 機械工業齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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加斯蒂芬 布朗 著

圖書標籤:

• 數字邏輯
• Verilog
• 數字電路
• 邏輯設計
• 電子工程
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• 基礎
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齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111537281

商品編碼：29586767803

包裝：平裝

齣版時間：2016-06-01

基本信息

書名：數字邏輯基礎與Verilog設計(原書第3版)

定價：89.00元

作者：(加)斯蒂芬 布朗

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2016-06-01

ISBN：9787111537281

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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本書特色
詳細介紹組閤邏輯與時序邏輯電路的經典設計技術。
強調邏輯電路的模塊化設計方法，介紹一些基本的電路模塊，並應用到大型電路實現中。
Verilog語言是本書必不可少的一部分內容，書中通過一種通俗易懂的方式循序漸進地介紹該語言。
著重強調在設計與實現實際電路時采用的Verilog與CAD工具。
提供大量的教學實例，揭示一種適閤采用現代數字電路技術（如FPGA與CPLD等可編程邏輯器件）的良好設計方式。

內容提要

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本書第3版較第2版在內容結構上做瞭更新，從問題求解的角度重點介紹多種邏輯電路及其硬件描述語言Verilog實現的方法，著重於數字電路實現技術和數字係統設計兩大核心內容。主要包括：數字電路設計流程、邏輯電路基礎、算術運算電路、組閤電路、存儲元件、同步時序電路、邏輯功能優化、異步時序電路、完整的CAD電路設計流程以及電路測試等。本書包含瞭120多段Verilog示例代碼，以說明如何采用Verilog語言描述不同的邏輯電路。

目錄

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作者介紹

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斯蒂芬·布朗（Stephen Brown） 獲得多倫多大學電子工程碩士和博士學位，於1992年進入多倫多大學任教，目前為該校電子與計算機工程係教授，同時在Altera公司發起的國際大學計劃中擔任理事職務。研究領域包括現場可編程VLSI技術以及計算機結構，發錶瞭超過100篇論文。除瞭本書之外，與他人閤編瞭另外2本知名教材：《Fundamentals of Digital Logic with VHDL Design（第3版）》《Field Programmable Gate Arrays》。

斯萬剋·瓦拉納西（Zvonko Vranesic） 擁有多倫多大學電子工程碩士和博士學位。現為該校電子與計算機工程係以及計算機科學係的榮譽退休教授。目前的研究領域包括計算機架構以及現場可編程VLSI技術研究。除瞭本書之外，與他人閤編瞭另外3本知名教材：《Computer Organization and Embedded Systems（第6版）》《Microputer Structures》與《Field Programmable Gate Arrays》。

文摘

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序言

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《數字集成電路：原理、設計與建模》 內容概述 本書是一部全麵而深入的數字集成電路設計著作，旨在為讀者構建堅實的理論基礎，並引導讀者掌握實際的設計與建模技術。全書圍繞數字集成電路的核心概念展開，從最基本的邏輯門電路到復雜的係統級設計，層層遞進，邏輯清晰。它不僅涵蓋瞭靜態和動態邏輯的原理，更強調瞭如何將這些原理應用於現代集成電路的設計流程。書中詳細闡述瞭CMOS工藝的各項特性，以及如何在物理層麵理解和利用這些特性進行高效設計。同時，本書也深入探討瞭現代集成電路設計中不可或缺的建模技術，包括用於性能分析、功耗評估和邏輯驗證的各種模型。 章節要點 第一部分：數字電路基礎與CMOS工藝 第一章：緒論 集成電路（IC）的發展曆程與趨勢 數字集成電路的分類（ASIC，FPGA，SoC等） 集成電路設計的基本流程（概念、邏輯設計、電路設計、物理設計、製造、測試） 集成電路設計中的關鍵挑戰（性能、功耗、麵積、可靠性） 現代集成電路設計工具鏈概述 第二章：CMOS器件與工藝 MOSFET（金屬氧化物半導體場效應晶體管）的基本原理 NMOS和PMOS晶體管的特性麯綫與工作模式 CMOS反相器的結構、傳輸特性與電壓轉移特性（VTC） CMOS工藝流程概述（摻雜、光刻、刻蝕、沉積等） CMOS工藝參數對器件性能的影響（閾值電壓、遷移率、溝道長度調製等） 現代CMOS工藝的技術節點與發展 第三章：CMOS邏輯門 CMOS反相器的設計與分析 CMOS NAND門和NOR門的設計與分析 CMOS XOR/XNOR門的設計與分析 CMOS傳輸門（Transmission Gate）及其應用 CMOS邏輯門的功耗分析（動態功耗、靜態功耗） CMOS邏輯門的延遲分析（傳播延遲、上升/下降時間） 邏輯門的扇齣（Fan-out）和扇入（Fan-in）分析 邏輯門的噪聲容限（Noise Margin） 第四章：組閤邏輯電路設計 組閤邏輯電路的定義與特性 邏輯函數的最小化（卡諾圖，Quine-McCluskey算法） 組閤邏輯電路的實現（基於基本門電路，基於傳輸門） 多路選擇器（Multiplexer, MUX）和譯碼器（Decoder）的設計與應用 編碼器（Encoder）和優先編碼器（Priority Encoder）的設計 加法器（Adder）的設計（半加器，全加器，行波進位加法器，超前進位加法器） 減法器（Subtractor）的設計 比較器（Comparator）的設計 組閤邏輯電路的優化（速度、麵積、功耗） 第五章：時序邏輯電路設計 時序邏輯電路的定義與特性 鎖存器（Latch）和觸發器（Flip-Flop）的原理（SR, D, JK, T） 主從觸發器（Master-Slave Flip-Flop） 邊沿觸發（Edge-Triggered）與電平觸發（Level-Triggered） 時鍾信號的生成與分配（Clock Generation and Distribution） 時鍾抖動（Clock Jitter）和時鍾偏移（Clock Skew） 寄存器（Register）的設計 移位寄存器（Shift Register）的設計與應用 計數器（Counter）的設計（同步計數器，異步計數器） 有限狀態機（Finite State Machine, FSM）的設計（Mealy型，Moore型） 時序邏輯電路的穩定性與時序約束（Setup Time, Hold Time） 第二部分：高級數字電路設計與建模 第六章：存儲器設計 隨機訪問存儲器（RAM）的原理與分類（SRAM, DRAM） SRAM單元結構與讀寫操作 DRAM單元結構與讀寫操作（刷新機製） 隻讀存儲器（ROM）的原理與分類（PROM, EPROM, EEPROM, Flash Memory） 存儲器的陣列結構與譯碼 存儲器接口與時序 第七章：時鍾與同步設計 時鍾網絡設計與優化（時鍾樹綜閤，Clock Tree Synthesis） 多時鍾域（Multiple Clock Domains）設計 異步FIFO（First-In, First-Out）和同步FIFO 跨時鍾域（Clock Domain Crossing, CDC）問題與解決方法（格雷碼，握手協議） 時序分析（Timing Analysis）基礎（靜態時序分析 STA） 第八章：功耗分析與管理 數字電路功耗的來源（動態功耗，靜態功耗，短路功耗） 功耗降低技術（動態電壓頻率調整 DVFS，時鍾門控 Clock Gating，電源門控 Power Gating） 功耗建模與仿真 低功耗設計策略 第九章：互連與布綫 金屬互連層（Metal Layers） 互連綫的電阻和電容模型 互連綫的串擾（Crosstalk）問題 布綫算法概述 信號完整性（Signal Integrity）問題 第十章：低功耗設計技術 動態功耗的降低 靜態功耗的降低 電源管理單元（Power Management Unit, PMU） 低功耗設計流程 第十一章：設計驗證與測試 設計驗證的重要性與方法 仿真（Simulation）技術（行為級仿真，門級仿真） 形式驗證（Formal Verification） 硬件故障模型 測試嚮量（Test Vectors）生成 可測試性設計（Design for Testability, DFT） 掃描鏈（Scan Chain）技術 內建自測（Built-In Self-Test, BIST） 第十二章：集成電路設計自動化（EDA）工具 HDL（Hardware Description Language）簡介（VHDL, Verilog - 注：雖然不直接介紹Verilog，但會涉及HDL在設計中的作用） 邏輯綜閤（Logic Synthesis）工具 布局布綫（Place and Route）工具 靜態時序分析（STA）工具 物理驗證（Physical Verification）工具（DRC, LVS） 第十三章：係統級設計與建模 係統級建模（System-Level Modeling） 高級描述語言（如SystemC）在係統級設計中的應用 處理器架構與接口（如AMBA總綫） 片上係統（SoC）設計挑戰 硬件/軟件協同設計 本書特色 理論與實踐並重： 本書在深入講解數字集成電路基本原理的同時，也注重與實際設計方法的結閤，使讀者能夠理解理論知識在實際工程中的應用。 CMOS工藝為核心： 全書以CMOS工藝為基礎，詳細分析瞭CMOS器件的特性、CMOS邏輯門的設計以及CMOS電路的性能。 全麵的設計流程覆蓋： 從基礎的邏輯門電路到復雜的係統級設計，本書逐步引導讀者掌握數字集成電路設計的完整流程。 深入的建模技術探討： 詳細介紹瞭用於性能分析、功耗評估和驗證的各種建模技術，這對於現代集成電路設計至關重要。 強調現代設計挑戰： 關注瞭集成電路設計中的關鍵挑戰，如功耗、時序、信號完整性、驗證和測試等，並提供瞭相應的解決方案。 結構清晰，邏輯嚴謹： 全書章節安排閤理，內容由淺入深，邏輯嚴密，易於讀者理解和學習。 適閤不同層次讀者： 無論您是初學者還是有一定基礎的工程師，本書都能提供有價值的學習內容。 《數字集成電路：原理、設計與建模》是一部權威的著作，它將為讀者在數字集成電路領域的研究和實踐打下堅實的基礎。本書的讀者群體包括大學本科生、研究生，以及從事集成電路設計、驗證、後端設計的工程師。

評分☆☆☆☆☆

從我以往閱讀類似教材的經驗來看，一本好的數字邏輯書，其魅力往往體現在例題和習題的質量上。如果例題能夠巧妙地串聯起前後的知識點，將看似孤立的概念有機地結閤起來，形成一個完整的知識閉環，那學習起來效率會非常高。我特彆希望這本書的習題難度是循序漸進的，從基礎鞏固到綜閤應用，最好是能有一些需要跳齣課本思維去解決的“開放式”問題，這樣纔能真正鍛煉批判性思維和解決復雜問題的能力。如果習題後附帶瞭詳細的解題思路甚至是參考答案（當然，這在原版教材中比較常見，中文版不一定有），那對自學者來說簡直是福音。總而言之，習題的深度和廣度，將直接決定這本書在我的書架上的地位，它必須是能夠“逼”著我動腦筋的良師益友。

評分☆☆☆☆☆

閱讀一本技術書籍，最終目的還是為瞭解決實際問題或通過考試。這本書如果能緊密貼閤當前主流的教學大綱和行業認證標準，無疑會受到更廣泛的歡迎。我特彆留意瞭它是否涵蓋瞭對CMOS邏輯族特性的介紹，因為現代數字電路的底層物理實現和功耗管理是不可迴避的話題。如果能將這些底層知識與Verilog的高層次描述結閤起來，讓讀者明白不同Verilog代碼結構可能導緻的實際電路功耗和速度差異，那麼這本書就不僅僅停留在“做什麼”的層麵，而是上升到瞭“為什麼這麼做”的深度。期待這本書的翻譯質量能夠保持高水準，術語準確，錶達流暢，這樣纔能最大程度地減少閱讀障礙，讓知識的傳遞盡可能無損高效。

評分☆☆☆☆☆

我對電路理論和係統級理解的把握一直是個挑戰，有時候對一個邏輯模塊的工作原理理解瞭，但放到一個更大的係統框架裏就容易迷失方嚮。因此，我非常看重教材如何構建知識的層次結構。我期待這本書在講述基本邏輯單元之後，能迅速過渡到中等規模集成電路（MSI/LSI）的應用，比如各種譯碼器、多路復用器、寄存器組的搭建，而不是長時間停留在門電路的層麵。更進一步，希望它能夠對同步電路設計中的關鍵問題，例如時序約束、建立時間和保持時間分析，給齣清晰直觀的圖示解釋，而不是僅僅依賴公式。如果能在設計案例中穿插一些現代FPGA或ASIC設計流程的“潛規則”或者說最佳實踐，那這本書的厚重感和專業性就會立刻凸顯齣來，讓人覺得物超所值。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計得相當不錯，封麵那種磨砂質感拿在手裏就很舒服，而且紙張的印刷質量也挺讓人放心的，字跡清晰，圖錶排版簡潔明瞭，即便是復雜的邏輯電路圖也能看得一清二楚，這對於我們這種需要長時間盯著書本看的人來說太重要瞭。拿到手的時候翻瞭一下目錄，感覺內容的覆蓋麵挺廣的，從最基礎的布爾代數、邏輯門開始，一直深入到組閤邏輯電路和時序邏輯電路的設計與分析，看得齣來作者在梳理知識體係上下瞭很大功夫，不是那種零散的知識點堆砌，而是有清晰的脈絡引導讀者逐步深入。尤其是它對數字係統設計流程的介紹，從需求分析到硬件描述語言的實現，再到仿真驗證，給人的感覺是非常係統和實用的，不像有些理論書籍那樣隻停留在抽象的概念層麵，這本書似乎更注重工程實踐中的操作流程，這一點非常吸引我，預感這將是一本能實打實提升動手能力的教材。

評分☆☆☆☆☆

我比較關注的是關於硬件描述語言（Verilog）的部分，很多教材在講Verilog時，要麼過於注重語法羅列，要麼就是代碼示例簡單到脫離實際應用場景。希望這版能在這方麵有所突破，期待它能提供更多貼近工業界實際項目需求的代碼範例，比如如何用Verilog實現一個功能稍復雜的FIFO或者狀態機控製器，並且對不同的設計風格（如數據流、行為級、結構級）之間的權衡利弊有深入的探討。更重要的是，我希望能看到關於設計驗證（Verification）的詳細講解，因為在現代數字電路設計中，驗證的重要性不亞於設計本身，如果能對Testbench的編寫規範、仿真工具的使用技巧有所著墨，那這本書的價值就大大提升瞭。畢竟，能夠寫齣可綜閤、易驗證的代碼纔是真正工程師的標誌，我非常期待它能在這方麵提供高質量的指導。