RTDK Verilog HDL数字集成电路设计原理与应用(第二版) 9787560641 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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蔡觉平 著

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出版社： 西安电子科技大学出版社

ISBN：9787560641102

商品编码：29601304963

包装：平装

出版时间：2016-08-01

基本信息

书名：Verilog HDL数字集成电路设计原理与应用(第二版)

定价：35.00元

作者：蔡觉平

出版社：西安电子科技大学出版社

出版日期：2016-08-01

ISBN：9787560641102

字数：

页码：

版次：2

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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目录

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章 Verilog HDL数字集成电路设计方法概述 1
1.1 数字集成电路的发展和设计方法的演变 1
1.2 硬件描述语言 3
1.3 Verilog HDL的发展和国际标准 3
1.4 Verilog HDL和VHDL 5
1.5 Verilog HDL在数字集成电路设计中的优点 6
1.6 功能模块的可重用性 8
1.7 IP核和知识产权保护 9
1.8 Verilog HDL在数字集成电路设计流程中的作用 10
本章小结 11
思考题和习题 11

第2章 Verilog HDL基础知识 12
2.1 Verilog HDL的语言要素 12

作者介绍

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文摘

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序言

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数字集成电路设计的基石：从原理到实践的深度探索 在当今信息技术飞速发展的浪潮中，数字集成电路（IC）作为电子设备的核心驱动力，其重要性不言而喻。从智能手机到高性能服务器，从汽车电子到航空航天，无处不见集成电路的身影。它们以惊人的速度处理信息，驱动着我们生活的方方面面。而要设计出满足复杂功能和严苛性能要求的集成电路，精通数字集成电路设计原理并熟练掌握相关设计工具与方法至关重要。 本书旨在为读者提供一个全面、深入且实用的数字集成电路设计知识体系。我们将从最基础的概念入手，层层递进，最终涵盖数字集成电路设计的各个关键环节，并通过大量的实例分析和实践指导，帮助读者建立起扎实的理论基础和卓越的实践能力。无论您是初涉数字设计领域的学生，还是希望深化理论知识、拓展实践技能的在职工程师，本书都将是您不可多得的参考指南。 一、 数字逻辑设计的坚实根基 数字集成电路设计的起点是数字逻辑设计。我们将从布尔代数的基本原理讲起，介绍逻辑门（AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR）的运算规则和特性。在此基础上，我们将深入探讨组合逻辑电路的设计，包括逻辑函数的化简（卡诺图、奎因-麦克拉斯基方法）、编码器、译码器、多路选择器、数据选择器、加法器、减法器、比较器等核心部件的设计与实现。读者将学会如何根据需求，通过逻辑表达式和逻辑图来构建功能清晰、效率最优的组合逻辑电路。 接着，我们将转向时序逻辑电路的设计。这将是理解动态行为和状态变化的关键。我们从最基本的触发器（D触发器、T触发器、JK触发器、SR触发器）讲起，详细解析它们的结构、工作原理和状态转移特性。在此基础上，我们将探讨寄存器、移位寄存器、计数器（同步计数器、异步计数器、环形计数器、扭环计数器）的设计。这些都是构成复杂数字系统的重要基础模块。 二、 有限状态机（FSM）的精妙建模 在数字系统设计中，如何有效地描述和实现系统的行为至关重要。有限状态机（FSM）是描述和设计同步时序逻辑电路的一种强大而简洁的数学模型。本书将详细讲解 Moore 型和 Mealy 型有限状态机的区别与联系，并提供一套系统化的方法来设计 FSM。这包括： 状态图的绘制： 如何根据系统需求，将系统的各种状态及其之间的转移关系图形化地表达出来。 状态编码： 选择合适的状态编码方式，以优化硬件实现和降低功耗。 状态转移表的建立： 将状态图转化为表格形式，明确每个状态下的输入和输出，以及转移到下一个状态的规则。 状态逻辑的实现： 利用组合逻辑和时序逻辑的知识，将状态转移表转化为实际的电路逻辑。 通过对 FSM 的深入学习，读者将能够设计出能够处理复杂控制流程的数字系统，例如通信协议控制器、指令处理器中的控制单元等。 三、 数据通路与控制通路的设计 一个完整的数字系统通常包含数据通路和控制通路两个主要部分。数据通路负责数据的存储、传输和运算，而控制通路则负责指挥数据通路按照预定的顺序和逻辑进行工作。本书将带领读者理解这两个通路的设计原理： 数据通路设计： 涵盖寄存器、总线、算术逻辑单元（ALU）、存储器等关键数据处理模块的设计。我们将学习如何通过总线连接这些模块，实现数据的灵活流转和高效处理。 控制通路设计： 重点在于如何根据指令或外部信号，生成控制信号来协调数据通路的工作。我们将探讨使用硬连线逻辑和微程序控制两种主要控制方式的设计方法。 通过学习数据通路与控制通路的设计，读者将能够理解复杂数字处理器（如 CPU）的内部工作机制，并能独立设计简单的处理器架构。 四、 可编程逻辑器件（PLD）与现场可编程门阵列（FPGA） 随着集成电路技术的飞速发展，可编程逻辑器件（PLD）和现场可编程门阵列（FPGA）已成为数字集成电路设计和原型验证的主流平台。本书将深入介绍这些器件的架构和应用： PLD 概述： 介绍 CPLD（复杂可编程逻辑器件）和 FPGA（现场可编程门阵列）的基本结构，包括逻辑单元（LUT, Flip-Flops）、可编程互连资源、输入/输出块等。 FPGA 设计流程： 详细阐述从 RTL (Register-Transfer Level) 代码编写，到综合、布局布线，再到时序约束、生成比特流并下载到 FPGA 的完整流程。 硬件描述语言 (HDL) 基础： 虽然本书不专门以某一 HDL 为主，但我们将贯穿性地介绍描述数字电路设计原理的逻辑表达方式。我们将重点讲解 Verilog HDL 的基本语法和常用设计模式，如何用 HDL 来描述组合逻辑、时序逻辑、状态机和数据通路。 实际应用案例： 通过具体的 FPGA 应用案例，例如简单的数据处理器、通信接口模块、信号处理单元等，让读者直观地感受 HDL 在实际项目中的应用。 五、 数字系统验证的重要性与方法 在数字集成电路设计中，验证是一个至关重要但常常被低估的环节。充分和有效的验证可以大大降低设计风险，确保芯片的正确性和可靠性。本书将强调验证的重要性，并介绍一些关键的验证方法： 仿真： 讲解不同类型的仿真（行为级仿真、门级仿真）及其在验证过程中的作用。 测试平台 (Testbench) 设计： 如何编写高效的测试平台来激励被测设计（DUT）并检查其输出。 形式验证： 简要介绍形式验证的概念和在某些特定场景下的优势。 六、 集成电路设计流程概览 最后，我们将对整个数字集成电路设计流程进行一次高层次的概览。从需求分析、逻辑设计、物理设计（布局、布线）、版图生成、流片（Tape-out）到最终的封装测试，读者将对集成电路设计的全生命周期有一个清晰的认识。 本书的特色与价值： 循序渐进的教学方法： 从最基本的数字逻辑原理开始，逐步深入到复杂的系统设计，确保读者能够扎实掌握每一阶段的知识。 强调原理与实践的结合： 不仅讲解理论知识，更注重如何将这些原理应用于实际设计中，并通过实例来加深理解。 系统化的知识体系： 涵盖了数字集成电路设计的核心概念和关键技术，为读者构建了一个完整的知识框架。 面向未来的技能培养： 重点讲解了 FPGA 等现代设计平台，为读者掌握当前及未来主流的 IC 设计技术打下基础。 通过研读本书，您将能够深刻理解数字集成电路的设计原理，掌握分析和解决复杂数字设计问题的能力，并为进一步深入研究集成电路设计领域的其他分支（如模拟集成电路、混合信号集成电路、后端物理设计等）打下坚实的基础。这将是您在电子工程和计算机科学领域取得成功的宝贵财富。

评分☆☆☆☆☆

说实话，刚拿到这本书的时候，我并没有抱太大的期望，毕竟市面上关于数字集成电路设计的书籍已经很多了。但是，当我真正翻开它，并且开始阅读之后，我完全被它所吸引住了。这本书的作者显然在数字集成电路设计领域有着深厚的造诣，他能够将非常复杂的概念用最通俗易懂的语言表达出来，并且通过生动的例子来加以说明。我尤其喜欢书中对一些关键的设计原则和优化策略的讲解，例如如何提高设计的时序裕量，如何降低功耗，如何进行面积优化等等，这些都是我在实际工作中经常遇到的问题，而这本书恰恰提供了非常有效的解决方案。而且，书中还对一些前沿的设计技术进行了介绍，例如低功耗设计、高可靠性设计等，这让我能够及时了解行业的发展趋势，并且将其应用于我的实际工作中。这本书的阅读体验非常棒，让我对数字集成电路设计有了全新的认识，也让我对自己的学习和工作充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

作为一个在行业内摸爬滚打多年的工程师，我深知掌握扎实的数字集成电路设计功底对于职业生涯的重要性。这本书的到来，无疑是给我带来了一股清流。它没有那些陈词滥调的理论堆砌，而是直击核心，将 Verilog HDL 的精髓和数字集成电路设计的关键要素融会贯通。书中对于一些复杂的设计技巧，例如时序分析、功耗优化、低功耗设计等，都进行了深入浅出的剖析，并且提供了很多实用的代码实现和优化建议。我特别喜欢书中关于如何进行模块化设计和可重用 IP 核的讲解，这对于提高设计效率和保证设计质量至关重要。而且，书中还针对一些常见的atile和陷阱，给出了非常有针对性的指导，让我少走了很多弯路。总而言之，这是一本集理论深度、实践指导和工程经验于一体的优秀著作，绝对是数字集成电路工程师案头必备的参考书。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在校的电子工程专业学生，最近在找一本能够系统学习 Verilog HDL 和数字集成电路设计的教材，偶然间翻到了这本书，当时就被它扎实的理论基础和丰富的实践案例所吸引。我尤其欣赏书中对每一个设计概念的讲解都非常透彻，从最基础的逻辑门电路到复杂的时序逻辑设计，作者都循序渐进地进行阐述，确保读者能够建立起清晰的逻辑框架。书中提供的示例代码都经过了精心设计，不仅语法正确，而且逻辑清晰，能够很好地体现各个知识点的应用。最让我感到惊喜的是，书中还涉及了大量的实际项目案例，这些案例涵盖了从简单的计数器到复杂的微处理器控制器等多个层面，能够让读者在理论学习的同时，亲身感受实际设计流程和遇到的挑战。这对于我们这些初学者来说，无疑是宝贵的学习资源，让我对未来的学习和职业发展有了更明确的方向。

评分☆☆☆☆☆

我是一名初创公司的技术负责人，最近需要组建一个数字芯片设计团队，并且希望能够快速提升团队成员的 Verilog HDL 和数字集成电路设计能力。在市面上寻寻觅觅，终于找到了这本书，它简直就是我们团队的最佳培训教材。书中从基础的 HDL 语法入手，到深入的 RTL 设计、综合、布局布线等流程，都进行了非常详细的介绍。更重要的是，它非常注重理论与实践的结合，通过大量的工程实例，让读者能够快速掌握实际的设计技巧。我们团队成员在阅读了这本书之后，普遍反映对 Verilog HDL 的理解更加深入，对数字集成电路的设计流程也更加熟悉。而且，书中提供的参考资料和学习资源也非常丰富，为我们团队的持续学习和技术提升提供了坚实的基础。这本书的出现，为我们快速构建一支高效的数字设计团队，提供了强有力的支持。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版设计真的非常用心，封面到内页的细节都让人眼前一亮。纸张的质感很好，摸起来有一种厚实而顺滑的感觉，印刷清晰度也非常高，字迹锐利，不会有模糊不清的现象，长时间阅读也不会觉得眼睛疲劳。封面的设计风格简洁大气，采用了某种特殊的工艺，在光线下会有微妙的色彩变化，非常有质感，放在书架上非常显眼。内页的排版也做到了图文并茂，不仅仅是文字的堆砌，关键概念和公式旁边配有清晰的插图和图示，这对于理解抽象的数字电路设计原理来说简直是福音。每个章节的开头都有一个简明的目录，方便快速定位内容，章节的结尾还有小结和练习题，可以帮助巩固所学知识。而且，书本的装订也很牢固，即使经常翻阅也不会出现散页的情况，整体的阅读体验非常愉悦，让我对深入学习数字集成电路设计充满了期待。