數字電路與邏輯設計教程(普通高等教育十二五創新型規劃教材) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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郭小春，蔡國瑞 著

圖書標籤:

• 數字電路
• 邏輯設計
• 電子技術
• 計算機組成原理
• 高等教育
• 教材
• 創新規劃
• 電路分析
• 數字係統
• 半導體

店鋪： 炫麗之舞圖書專營店

齣版社： 北京理工大學齣版社

ISBN：9787564036461

商品編碼：29622144846

包裝：平裝

齣版時間：2010-07-01

基本信息

書名：數字電路與邏輯設計教程(普通高等教育十二五創新型規劃教材)

定價：36.00元

作者：郭小春,蔡國瑞

齣版社：北京理工大學齣版社

齣版日期：2010-07-01

ISBN：9787564036461

字數：326000

頁碼：267

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.459kg

編輯推薦

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內容提要

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　　《數字電路與邏輯設計教程》詳細講解瞭數字邏輯電路的基礎知識，重點介紹瞭邏輯門電路、組閤邏輯電路、觸發器、時序邏輯電路、脈衝的産生和變換電路、數，模與模／數轉換電路、存儲器與可編程邏輯器件的電路結構和特點及工作原理、實驗與課程設計。
　　本書中還有多個實驗和課程設計部分，對前部分章節進行實踐訓練，並且在附錄中匯編瞭常用數字集成電路的名稱、型號、引腳排列等內容。
　　本書可作為高等院校電子類、電氣類、計算機類、自動化類等專業的教學用書，也可供相關專業的函授、自考學生使用。

目錄

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章　微型計算機係統概述
第2章　邏輯門電路
第3章　組閤邏輯電路
第4章　觸發器
第5章　時序邏輯電路
第6章　脈衝的産生和變換電路
第7章　數/模與模/數轉換
第8章　存儲器與可編程邏輯器件
第9章　實驗與課程設計
附錄
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《電子信息工程專業核心係列：集成電路設計與應用》 內容簡介 本書是麵嚮電子信息工程、微電子學、自動化等相關專業本科生和研究生精心編寫的教材，旨在係統性地介紹集成電路（IC）設計與應用領域的核心知識和關鍵技術。本書內容涵蓋瞭從基礎的半導體器件物理原理，到復雜的集成電路設計流程，再到前沿的先進封裝和係統級集成技術，力求為讀者構建一個全麵、深入且實用的知識體係。 第一部分：半導體器件基礎與工藝 本部分將首先迴顧並深化讀者對半導體物理的基本理解，為後續集成電路設計奠定堅實基礎。我們將詳細闡述PN結的形成、特性及其在二極管中的應用。重點在於MOSFET（金屬氧化物半導體場效應晶體管）的結構、工作原理、電學特性以及其在數字和模擬電路中的關鍵作用。對於NMOS和PMOS兩種主要的MOSFET類型，我們將深入分析其閾值電壓、跨導、輸齣電阻等參數的物理機製。此外，還會介紹BJT（雙極結型晶體管）的基本原理，對比其與MOSFET的異同，為讀者提供更廣闊的器件認知。 在器件原理的基礎上，本書將詳細介紹現代集成電路製造工藝。我們將梳理從矽晶圓的製備、光刻、刻蝕、薄膜沉積、離子注入到金屬化等一係列核心工藝步驟。通過對這些工藝的介紹，讀者將能理解器件是如何在納米尺度上實現的，以及工藝參數對器件性能的直接影響。重點將放在CMOS（互補金屬氧化物半導體）工藝流程，這是目前主流數字集成電路製造工藝，我們將詳細解析CMOS反相器、傳輸門等基本電路單元的製造過程。同時，也會提及先進製造技術，如多晶矽柵、高介電常數柵介質、金屬柵等，以展現半導體工藝的不斷進步。 第二部分：數字集成電路設計 本部分是本書的核心內容之一，將帶領讀者深入學習數字集成電路的設計方法和技術。我們將從組閤邏輯電路的設計入手，介紹邏輯門（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR）的CMOS實現方式，以及它們在集成電路中的基本單元構建。在此基礎上，我們將講解如何使用邏輯門設計更復雜的組閤邏輯電路，如加法器、減法器、譯碼器、編碼器、多路選擇器、解多路選擇器等，並分析它們的功耗和延時特性。 接著，本書將重點闡述時序邏輯電路的設計。我們將詳細介紹觸發器（SR, D, JK, T）的原理、結構及其在數字係統中的應用，如寄存器、計數器等。學習如何利用觸發器構建狀態機，包括有限狀態機（FSM）的設計方法，如摩爾狀態機和米利狀態機，以及狀態轉換圖和狀態錶的繪製與實現。 為瞭應對日益增長的電路規模和復雜性，本書將引入現代集成電路設計流程。我們將詳細介紹硬件描述語言（HDL），如Verilog和VHDL，如何用於描述數字電路的功能和結構。讀者將學習使用HDL進行行為級、寄存器傳輸級（RTL）和門級建模。我們將通過實例演示如何利用HDL描述組閤邏輯和時序邏輯電路，並使用仿真工具進行功能驗證。 隨後，我們將深入探討集成電路的綜閤（Synthesis）過程。我們將解釋邏輯綜閤的原理，以及如何將RTL級描述轉化為網錶（Netlist），並進行優化以滿足性能、麵積和功耗的要求。本書將介紹靜態時序分析（STA）的基本概念，包括時鍾周期、建立時間（Setup Time）、保持時間（Hold Time）等，並展示如何利用STA工具檢查電路的時序是否滿足設計規範。 版圖設計（Layout Design）是集成電路物理實現的關鍵環節。本書將介紹CMOS工藝設計規則（DRC），以及如何根據設計規則繪製電路的物理版圖。我們將討論標準單元庫（Standard Cell Library）的使用，以及如何進行自動布局布綫（Place and Route）。同時，也會介紹版圖後提取（Extraction）的概念，如寄生電阻和寄生電容的提取，以及它們對電路性能的影響。 第三部分：模擬集成電路設計 本部分將聚焦於模擬集成電路的設計，這是處理連續信號的關鍵。我們將從模擬電路的基本元件開始，詳細介紹各種放大器的設計，包括差分放大器、共模反饋放大器、運放（Operational Amplifier）等。我們將深入分析這些放大器的關鍵性能指標，如增益、帶寬、輸入阻抗、輸齣阻抗、電源抑製比（PSRR）和共模抑製比（CMRR）。 本書將詳細講解負反饋在模擬電路設計中的應用。我們將分析不同類型的反饋組態（電壓並聯、電壓串聯、電流並聯、電流串聯），以及負反饋對放大器性能的影響，如何提高增益的穩定性、展寬帶寬、降低失真並改變輸入輸齣阻抗。 我們還將介紹電流鏡（Current Mirror）和帶隙基準源（Bandgap Reference）等模擬電路設計中的重要模塊。電流鏡作為一種實現恒定電流的電路，在各種模擬電路中扮演著重要角色。帶隙基準源則提供穩定、與溫度和電源電壓無關的基準電壓，是許多精密模擬電路的基礎。 濾波器是模擬信號處理的核心電路。本書將介紹不同類型的濾波器，如低通、高通、帶通和帶阻濾波器，以及Butterworth、Chebyshev、Bessel等幾種典型濾波器逼近方法。我們將講解有源濾波器和無源濾波器的設計原理，並介紹使用運算放大器實現這些濾波器的方法。 對於射頻（RF）集成電路設計，本書將介紹其獨特的設計挑戰和關鍵技術。我們將討論阻抗匹配、噪聲係數（NF）、綫性度（IMD）等RF電路性能指標，並介紹低噪聲放大器（LNA）、混頻器、振蕩器等RF前端模塊的設計。 第四部分：混閤信號集成電路設計與高級主題 本部分將探索混閤信號集成電路的設計，即同時包含模擬和數字部分的電路。我們將重點介紹模數轉換器（ADC）和數模轉換器（DAC）的設計。我們將詳細講解不同類型的ADC（如逐次逼近型ADC、Δ-Σ ADC、流水綫型ADC）和DAC（如電阻網絡DAC、電容DAC）的工作原理、結構和性能指標，如分辨率、采樣速率、信噪比（SNR）和功耗。 本書還將介紹一些高級集成電路設計主題。我們將討論功耗的分析與優化技術，包括動態功耗和靜態功耗的來源，以及降低功耗的設計策略，如時鍾門控、動態電壓頻率調整（DVFS）等。 我們還將探討集成電路的可靠性問題，包括電遷移、熱應力、閂鎖效應（Latch-up）等，以及相應的防護措施。 隨著技術的發展，先進封裝技術（Advanced Packaging）在集成電路性能提升中扮演著越來越重要的角色。本書將介紹2.5D和3D封裝的概念，以及它們如何實現更高密度的集成和更短的互連，從而提升係統整體性能。我們將討論Chiplet（芯粒）技術，這是一種將單個功能模塊設計成獨立的芯片，然後通過先進封裝集成在一起的技術，為實現更靈活、更低成本的係統級集成提供瞭一種新的途徑。 第五部分：集成電路應用與發展趨勢 最後，本書將通過豐富的實際應用案例，展示集成電路在各個領域的廣泛應用。我們將介紹高性能計算（HPC）中的CPU、GPU等處理器芯片；通信係統中的基帶處理器、射頻收發器；消費電子産品中的SoC（System-on-Chip）解決方案；以及人工智能（AI）和機器學習（ML）領域的專用AI芯片（如TPU、NPU）。 此外，本書還將展望集成電路設計的未來發展趨勢。我們將討論後摩爾定律時代的技術挑戰，如量子計算、神經形態計算、以及新材料和新器件的研究進展。我們還將強調設計自動化（EDA）工具在現代集成電路設計中的關鍵作用，以及持續的工藝創新對推動集成電路産業發展的重要性。 學習目標 通過學習本書，讀者將能夠： 1. 理解半導體器件的基本原理和現代集成電路製造工藝。 2. 掌握數字邏輯電路和時序邏輯電路的設計方法，並能使用HDL進行描述和仿真。 3. 熟悉集成電路設計流程，包括綜閤、靜態時序分析和版圖設計。 4. 掌握模擬集成電路的基本設計模塊和關鍵性能指標。 5. 理解混閤信號集成電路（ADC/DAC）的設計原理。 6. 瞭解先進封裝技術和Chiplet等新興技術。 7. 認識集成電路在各個領域的廣泛應用，並對未來發展趨勢有初步瞭解。 本書內容深入淺齣，結閤理論講解和實例分析，力求幫助讀者建立紮實的理論基礎和良好的工程實踐能力，為從事集成電路設計、開發、應用等相關工作打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

我最近在研讀的這本《數據結構與算法分析》，簡直是算法學習者的“救星”。它沒有過分強調復雜的數學推導，而是將重點放在瞭算法的設計思想和效率分析上。這本書的亮點在於其對遞歸和迭代的比較分析，作者通過繪製不同算法的“復雜度增長麯綫”，直觀地展示瞭$O(n^2)$和$O(n log n)$在數據規模擴大後天壤之彆。尤其是在處理圖論問題時，無論是Dijkstra最短路徑算法還是最小生成樹的Prim算法，書中都提供瞭清晰的僞代碼和詳細的步驟分解，讓我能夠輕鬆地將理論轉化為C++或Python代碼的實現。更讓我印象深刻的是，它對平衡二叉樹（如AVL樹和紅黑樹）的剖析，作者細緻地講解瞭鏇轉操作如何維護樹的平衡，以及這些看似微小的調整如何確保查找和插入操作的最壞情況復雜度依然保持在對數級彆。這本書的配圖精美且功能性極強，很多復雜的指針操作和樹形結構變化，僅憑一張圖就能茅塞頓開。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本《計算機組成原理》時，我首先被它厚實的封麵和嚴謹的排版吸引住瞭。這本書的作者顯然在計算機底層原理的闡述上傾注瞭大量心血。它從最基礎的數製轉換講起，層層遞進地剖析瞭CPU的工作機製，包括指令集的構成、流水綫技術如何提升效率，以及存儲器的層次結構如何平衡速度與成本。書中對硬布綫邏輯和微程序控製器的對比分析尤其到位，讓我這個初學者也能清晰地理解不同控製單元的優劣。特彆是關於Cache一緻性協議的部分，作者沒有停留在理論介紹，而是通過大量的圖示和模擬案例，生動地展示瞭MESI協議在多核環境下的實際運作流程。閱讀過程中，我時不時地會停下來，對照著自己組裝過的電腦硬件，將書中的抽象概念與實際的物理結構對應起來，那種“原來如此”的頓悟感，是其他理論教材難以給予的。它更像是一位經驗豐富的老工程師，手把手地帶著你拆解一颱高性能計算機的“黑箱”，讓你真正掌握“機器是如何思考”的核心奧秘。對於希望深入理解現代計算架構的讀者來說，這本書無疑是一份非常紮實的基石。

評分☆☆☆☆☆

翻閱這本《操作係統導論》，我最大的感受是它的敘事方式極其流暢，完全沒有傳統教科書那種枯燥的說教感。作者似乎深諳教學心理學，總能找到最貼近生活的例子來解釋那些復雜的並發控製問題。比如，在講解死鎖的檢測與預防時，書中用瞭一個非常巧妙的“圖書館圖書藉閱模型”，將資源請求和等待的關係具象化，使得經典的銀行傢算法不再是冰冷的數學公式，而是一套實用的資源調度策略。我特彆欣賞它對虛擬內存管理部分的講解深度，它不僅解釋瞭分頁和分段的機製，更深入探討瞭TLB（轉換後援緩衝器）對係統性能的決定性影響，以及操作係統如何通過軟硬件協同來最小化缺頁中斷的開銷。這本書的邏輯組織非常清晰，從進程管理到內存管理，再到文件係統和I/O係統，每一步都建立在前一步的知識基礎之上，形成瞭一個密不可分的知識鏈條。對於想要係統性掌握操作係統核心概念，並對係統性能調優有興趣的讀者，這本書提供瞭一個既全麵又富有洞察力的視角。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我對這本《計算機網絡（自頂嚮下方法）》的喜愛，很大程度上源於它徹底顛覆瞭我之前對網絡協議棧的僵化認知。不同於那些從物理層開始堆砌概念的教材，它選擇從應用層（比如用戶能直接接觸的HTTP協議）齣發，逐步嚮下探究，直到接觸到IP尋址和數據鏈路層的幀結構。這種自頂嚮下的路徑設計，使得讀者在學習初期就能體會到網絡協議解決的實際問題，學習動機更強。書中對TCP擁塞控製的講解尤為精彩，它通過精妙的數學模型和生動的動畫描述，解釋瞭慢啓動、擁塞避免、快速重傳和快速恢復這四個階段如何共同維護瞭互聯網的穩定傳輸，讓我明白瞭為什麼TCP能夠如此高效和健壯。此外，書中對NAT（網絡地址轉換）的詳細剖析，也解答瞭我長期以來對傢庭路由器工作原理的疑惑。這本書的語言風格非常幽默風趣，即使是最晦澀的協議細節，在作者的筆下也變得清晰易懂，是自學網絡技術的絕佳夥伴。

評分☆☆☆☆☆

最近接觸的這本《軟件工程項目管理實踐》給瞭我一個全新的視角來看待軟件開發的全生命周期。它不像傳統的教材那樣隻關注瀑布模型或純粹的敏捷理論，而是非常務實地融閤瞭DevOps的思想和風險管理的實操方法。書中有一個章節專門講解瞭如何識彆項目早期的需求模糊風險，並引入瞭增量交付的概念來有效規避後期大麵積返工的窘境，這對於剛接觸實際項目的我來說，是極其寶貴的經驗之談。我特彆喜歡作者關於代碼質量與技術債務的論述，他沒有一味地指責，而是提供瞭量化的指標來衡量技術債務的積纍速度，並提齣瞭在衝刺計劃中預留“重構時間”的實用建議。這本書的案例分析部分也非常詳盡，它選取瞭幾個典型的軟件失敗案例，深入剖析瞭溝通不暢、範圍蔓延和測試不足等常見陷阱，讀起來讓人感覺像是在和一位身經百戰的CTO對話，充滿瞭對現實挑戰的深刻理解和應對之道。