Verilog傳奇——從電路齣發的HDL代碼設計 9787121298448 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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吳濤 著

圖書標籤:

• Verilog
• HDL
• 數字電路
• 電路設計
• 硬件設計
• 可編程邏輯器件
• FPGA
• EDA
• 電子工程
• 通信工程

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121298448

商品編碼：29637608274

包裝：平裝

齣版時間：2016-09-01

基本信息

書名:Verilog傳奇——從電路齣發的HDL代碼設計

定價：79.00元

售價：57.7元,便宜21.3元,摺扣73

作者:吳濤

齣版社：電子工業齣版社

齣版日期：2016-09-01

ISBN：9787121298448

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

一直尋覓可以寫這種風格和傳播技術之道的作者，直到遇到吳濤博士。這連續創作和齣版的兩本書雖然對作者來說可能源於厚積薄發而信手拈來，一氣嗬成，但在其他人身上則是不可能實現的。本書兼具幽默的傳達方式、閤理的知識框架，也許會讓入門菜鳥甚至行業內有經驗者有醍醐灌頂的感覺。

內容提要

電路圖是代碼的基礎，代碼是電路圖的描述，這是數字邏輯係統設計的基本思路。本書正是遵循這種思路，從電路齣發係統地介紹瞭Verilog語言的知識。本書以通俗幽默的語言介紹瞭Verilog語言的基礎知識以及對應的電路設計技巧，其中重點強調瞭“看圖（電路圖）說話（寫Verilog代碼）”的思想。除瞭基本知識、可綜閤語句、仿真驗證外，還講解瞭復雜係統設計方法，介紹瞭3種不同算法的DDS係統的設計。通過閱讀本書，讀者可以熟練、全麵地掌握針對工程實踐的Verilog語言的知識，並且瞭解瞭係統算法與定點化、係統結構與電路設計等概念。在今後的工程實踐中，這些對於一個閤格的數字邏輯設計工程師而言，都是必須掌握的知識。

目錄

目 錄
忍者學校篇
章 基礎知識2
加和尚說技術發展 穆金仙談語言演變
Verilog語言發展及其主要特點5
守規並非實際迂腐 按部方為真正捷徑
ASIC與FPGA的開發流程13
高速率信號要完整 門陣列時序可約束
FPGA的時序約束21
打勝仗未雨需綢繆 做設計把握到細節
FPGA結構與麵嚮FPGA的設計30
語言設計兩麵全能 初學乍練一頭霧水
Verilog語言的可綜閤性38
第二章 語言層次47
翻譯標準穆子得意 鬍說層次加菲犯難
標準內容與邏輯層次50
跳齣行為天地寬 廣麵試之前必讀此節
非RTL級的Verilog簡介57
腳踏陰陽以生四象 內存數值而齣格式
常量與錶達式63
齣生命名自有準則 韆絲萬縷布爾邏輯
變量類型71
工程步驟自頂嚮下 邏輯設計模塊連接
模塊設計與連接77
下忍者篇
第三章 組閤操作88
科學思維三段推理 數字電路邏輯運算
邏輯運算92
四則運算正負整數 可否綜閤加減乘除
算術運算99
適應環境多種選擇 分支導航關係比較
關係操作107
關關雎鳩輾轉反側 位位比特拼接擴展
位拼接與選取113
前途歧路會看地圖 係統分支選擇操作
“ :”選擇操作122
第四章 還是組閤131
默默潛伏不求正名 時時準備立即響應
組閤邏輯：reg與always134
條件麵前戲說假如 真情實感淚唱如果
選擇語句143
數座“伊夫”管理睏難 多個數值討論“案例”
多選語句151
沙彌聽講迷途知返 老道說書指點迷津
組閤邏輯綜閤160
中忍者篇
第五章 時序邏輯167
兩個活寶鎖存觸發 一對兄弟電平邊沿
觸發器與時序邏輯171
積香廚中穆子做麵 集電芯內觸發聯串
D觸發器鏈181
包袱重壓蝸牛行路 輕裝分擔馬蹄飛奔
時序與組閤邏輯融閤192
獨木成林難於登天 兄弟協力分進閤擊
並行化設計模式204
天下大事欲速不達 建功立業集腋成裘
流水綫設計模式214
工作不滿老闆發怒 一人多用調度得當
時分復用設計模式231
第六章 工程話題241
係統復位無上法寶 片外按鍵初級輸入
按鍵與復位244
語言有限移位受限 智力無邊位數可變
可變移位寬度的移位操作255
數字邏輯狀態一統 數學抽象模型兩種
有限狀態機及其代碼262
多個時鍾滴滴答答 幾種隔離分分閤閤
多時鍾係統275
重復工作令人煩惱循環描述可能綜閤
循環控製282
上忍者篇
第七章 靈活模塊291
闢邪驅鬼書寶尉遲 復雜計算任務函數
函數與任務294
統一環境統義 一起修改一起作用
宏定義與宏判斷303
結構一緻小節差異 書寫單次參數細化
參數310

學習方法模式總結 代碼簡練生成有道
生成塊319
綜閤知識核心設計 數字分頻牛刀小試
數字分頻器核的設計333
第八章 電路之外334
行為涉及紅花兩朵 電路驗證各有不同
與電路無關的HDL347
繼承而來功能豐富 範圍廣泛應用謹慎
編譯指令356
仿真亦需輸入輸齣 語言也有任務函數
係統任務與函數364
武林高手也要吃飯 強設計必須測試
測量嚮量與激勵374
對外聯絡語言接口 勾選交通句柄函數
與其他語言/係統藉口簡介383
火影篇
第九章 綜閤例子391
脈衝時鍾時時震蕩 正弦信號刻刻查錶
DDS及其基於ROM查找錶的實現394
截弓為弦祖子得率 化麯作綫比丘成功
基於摺綫擬閤的DDS實現407
鬍鏇不停逐步逼近 位寬延長內外有彆
基於CORDIC的DDS實現421

常用Verilog關鍵詞的邏輯歸類431

代碼風格與規則434

有關開發與仿真環境的資料438

作者介紹

從事過關於W-CDMA的FPGA IP core設計工作，也完成過W-CDMA和TDS-CDMA的接收機理論研究和鏈路仿真，及無綫通信的係統設計和標準設計工作。目前，有100多個已經授權的發明，也是某個通信行業標準文件的作者，還有的思想被寫入3GPP的協議。作者在某電子信類專業論壇上享有知名度，以文風幽默，談古論今，故事性講解擅長。

文摘

序言

《Verilog傳奇：從電路齣發的HDL代碼設計》 作者： [在此處填寫作者姓名，若作者為多人，請列齣所有作者] 齣版社： [在此處填寫齣版社名稱，例如：電子工業齣版社] ISBN： 9787121298448 內容簡介： 在數字邏輯的世界裏，我們如何將抽象的電路原理轉化為一行行精密的指令，驅動著從指尖的智能手機到龐大的數據中心？《Verilog傳奇：從電路齣發的HDL代碼設計》這本書，便是一部深入淺齣的指引，它將帶領讀者穿越數字電路的脈絡，掌握硬件描述語言（HDL）——Verilog的精髓，並學會如何用它來設計和驗證復雜的數字係統。 本書的核心理念在於“從電路齣發”。這意味著我們不僅僅是學習Verilog的語法，更是理解每一個Verilog語句背後所對應的實際電路結構和工作原理。從最基礎的邏輯門，到寄存器、計數器、有限狀態機（FSM），再到更復雜的時序邏輯和組閤邏輯電路，本書將層層遞進，通過具體的電路模型來講解Verilog的實現方式。這種“知其所以然”的學習方法，能夠幫助讀者建立起堅實的數字係統設計基礎，避免死記硬背，真正理解HDL設計的邏輯性和高效性。 本書將涵蓋以下核心內容： 第一部分：Verilog基礎與數字電路基石 數字電路的基本概念迴顧： 在正式進入Verilog編程之前，本書將首先為讀者提供一個清晰的數字電路知識框架。我們將迴顧邏輯門（AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR, XNOR）的功能及其真值錶，理解組閤邏輯的基本構成，如加法器、減法器、多路選擇器、譯碼器、編碼器等。同時，也會深入講解時序邏輯電路的關鍵組件，如觸發器（SR, D, JK, T）和寄存器，以及它們在存儲信息和構建時序電路中的作用。 Verilog HDL入門： 介紹Verilog HDL的起源、發展以及在數字電路設計中的地位。我們將學習Verilog的基本語法結構，包括模塊（module）、端口（port）、信號（wire, reg）的聲明和使用。模塊是Verilog設計的基本單元，理解如何實例化模塊、如何定義輸入輸齣端口，以及如何區分`wire`和`reg`數據類型至關重要。`wire`代錶物理連接，而`reg`則用於存儲值，通常與時序邏輯相關。 行為級建模： Verilog支持多種抽象層次的建模。本書將重點介紹行為級建模，因為它最貼近算法和邏輯功能描述。我們將學習如何使用`assign`語句描述組閤邏輯，以及如何使用`always`塊來描述時序邏輯和組閤邏輯。`always`塊的敏感列錶（sensitivity list）是關鍵，它決定瞭`always`塊何時會被觸發執行。例如，`always @(posedge clk)`錶示在時鍾上升沿觸發，用於描述時序電路；而`always @()`則錶示當敏感列錶中的任何信號發生變化時觸發，用於描述組閤邏輯。 數據類型與運算符： 詳細介紹Verilog中的數據類型，包括`wire`, `reg`, `integer`, `parameter`, `real`等，以及它們的使用場景。我們將深入學習Verilog的各類運算符，包括邏輯運算符（`&`, `|`, `~`, `^`）、關係運算符（`<`, `>`, `<=`, `>=`）、相等運算符（`==`, `!=`, `===`, `!==`）、位運算符（`<<`, `>>`）以及算術運算符（`+`, `-`, ``, `/`, `%`）。理解這些運算符的優先級和行為，是編寫正確邏輯的基礎。 第二部分：組閤邏輯電路設計 加法器與減法器設計： 從半加器、全加器到多位加法器和減法器，本書將通過Verilog代碼一步步展示它們的實現。我們將學習如何利用並行結構和進位鏈來高效地設計算術單元。 多路選擇器（Multiplexer）與譯碼器（Decoder）設計： 講解如何使用Verilog的條件語句（`if-else`, `case`）和選擇器（`? :`）來實現多路選擇器。同時，也將展示如何設計譯碼器，將二進製輸入轉換為獨熱碼（one-hot）輸齣。 編碼器（Encoder）與優先編碼器（Priority Encoder）設計： 介紹編碼器如何將輸入信號編碼為二進製或特定格式的輸齣。特彆地，將深入講解優先編碼器，它在處理多個同時發生的輸入事件時，能夠根據預設的優先級進行編碼。 比較器（Comparator）設計： 學習如何編寫Verilog代碼來實現大於、小於、等於等多種比較功能。 第三部分：時序邏輯電路設計 觸發器（Flip-Flop）與寄存器（Register）設計： 詳細闡述D觸發器、JK觸發器等基本時序元件的Verilog建模。重點將放在如何使用`always @(posedge clk or negedge reset)`這樣的時序塊來描述帶時鍾和復位信號的寄存器。我們將理解時鍾（clock）信號在同步電路中的核心作用，以及同步復位（synchronous reset）和異步復位（asynchronous reset）的區彆與實現。 移位寄存器（Shift Register）設計： 介紹不同類型的移位寄存器，如串入串齣（SISO）、串入並齣（SIPO）、並入串齣（PISO）和並入並齣（PIPO），並給齣相應的Verilog實現。移位寄存器在數據處理、移位操作等領域有廣泛應用。 計數器（Counter）設計： 包括同步計數器（遞增、遞減、可預置）、異步計數器（“水浸”計數器）。我們將學習如何通過組閤使用寄存器和組閤邏輯來實現各種功能的計數器。 有限狀態機（Finite State Machine, FSM）設計： FSM是數字係統設計的靈魂。本書將深入講解Mealy型和Moore型狀態機的區彆，並提供詳細的Verilog設計流程。這包括狀態編碼、狀態轉移邏輯、輸齣邏輯的Verilog實現。例如，我們將設計一個簡單的交通燈控製器，清晰地展現FSM的工作原理。 寄存器傳輸級（Register Transfer Level, RTL）設計： 進一步提升抽象層次，介紹RTL設計理念。RTL描述的是數據在寄存器之間如何通過組閤邏輯進行傳遞和轉換的過程。本書將引導讀者將復雜的係統分解為一係列寄存器和組閤邏輯塊，並通過Verilog進行描述，為綜閤工具生成高效的門級網錶奠定基礎。 第四部分：Verilog的高級特性與設計實踐 參數化設計（Parametric Design）： 學習如何使用`parameter`關鍵字來創建可配置的模塊，使得設計的靈活性和可重用性大大增強。例如，可以定義一個通用的加法器模塊，其位寬可以通過參數來指定。 生成語句（Generate Statements）： 掌握`generate`語句，它允許在編譯時根據條件或參數生成重復的邏輯結構，極大地簡化瞭生成大量相似電路的任務，例如實例化陣列化的模塊。 任務（Tasks）與函數（Functions）： 介紹Verilog中用於代碼復用和抽象的`task`和`function`。`function`隻能返迴一個值，且不能有時序行為；而`task`可以執行任意Verilog語句，可以有時間延遲，也可以返迴多個值（通過傳入的`inout`參數）。 同步與異步復位（Synchronous vs. Asynchronous Reset）： 深入探討同步復位和異步復位在設計中的選擇與實現，以及它們對時序和電路特性的影響。 時鍾域（Clock Domain）與時鍾交叉（Clock Crossing）： 講解在多時鍾域係統中可能齣現的問題，例如亞穩態（metastability），並介紹常用的解決方法，如兩級寄存器同步。 基本的時序約束與綜閤（Timing Constraints and Synthesis Introduction）： 簡要介紹時序約束的概念，說明如何為綜閤工具提供設計目標，以及綜閤工具如何將RTL代碼轉換為門級網錶。 第五部分：仿真與驗證 Verilog仿真基礎： 講解如何編寫測試平颱（testbench）來驗證Verilog設計的功能。我們將學習如何實例化被測模塊（DUT, Device Under Test），如何生成激勵信號，以及如何使用`$monitor`、`$display`等係統任務來觀察信號的變化。 激勵信號的生成： 學習各種生成激勵信號的方法，包括使用`always`塊、`for`循環、`repeat`循環等。 斷言（Assertions）： 簡要介紹在現代驗證中越來越重要的斷言技術，它可以在仿真過程中自動檢查設計的屬性是否滿足。 錯誤注入與覆蓋率（Error Injection and Coverage）： 提及一些更高級的驗證概念，如錯誤注入以測試設計的魯棒性，以及覆蓋率的概念，用於衡量驗證的全麵性。 學習本書的價值： 《Verilog傳奇：從電路齣發的HDL代碼設計》並非僅僅是一本Verilog語法手冊，它更像是一本數字設計哲學與實踐的指南。通過係統地學習本書的內容，讀者將能夠： 1. 建立堅實的數字電路設計思維： 理解HDL代碼與實際電路之間的對應關係，培養從電路功能反推代碼實現的邏輯思維。 2. 掌握Verilog HDL的編程技巧： 熟練運用Verilog的各種語法特性，編寫齣結構清晰、邏輯正確的HDL代碼。 3. 獨立設計和驗證數字邏輯模塊： 能夠自主完成從功能定義到代碼實現，再到仿真驗證的完整流程。 4. 為FPGA/ASIC開發奠定基礎： 本書的內容是進行FPGA（現場可編程門陣列）和ASIC（專用集成電路）設計的基石。掌握Verilog是進入這些領域的必備技能。 5. 提升解決復雜數字係統問題的能力： 通過對各種經典電路的設計實踐，逐步培養解決復雜數字係統設計難題的能力。 無論是初涉數字設計領域的學生，還是希望提升Verilog設計能力的工程師，《Verilog傳奇：從電路齣發的HDL代碼設計》都將是您寶貴的學習夥伴。它將幫助您將抽象的電路圖轉化為生動的HDL代碼，在數字世界的浪潮中，書寫屬於您的Verilog傳奇。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘述風格簡直就像一位經驗豐富的老工程師在手把手地帶你入門，它沒有一開始就拋齣晦澀難懂的語法規則，而是非常巧妙地將Verilog的抽象概念植根於最底層的數字電路原理之中。我特彆欣賞它處理基礎知識時的那種“追本溯源”的態度，它不是簡單地告訴你“要這麼寫”，而是深入淺齣地解釋瞭“為什麼必須這麼寫”，比如如何將一個概念性的邏輯功能，一步步地轉化為實際門電路的結構，再映射到硬件描述語言的語句上。這種由“形”到“神”的過渡，極大地降低瞭初學者對硬件描述的恐懼感。讀起來不覺得枯燥乏味，反而有一種豁然開朗的感覺，好像一直以來模糊不清的數字係統設計思路，突然間變得清晰銳利起來。這種注重底層邏輯思維訓練的方式，遠比那些隻教你堆砌語法模塊的書籍更有價值，它培養的是一種真正的硬件設計思維，而非僅僅是代碼的搬運工。

評分☆☆☆☆☆

我必須強調這本書的結構邏輯和章節之間的遞進關係處理得極為精妙，它構建瞭一個非常穩固的學習階梯。從最基礎的組閤邏輯單元開始，循序漸進地引入時序元件，然後自然過渡到更復雜的交互和接口協議的建模，最後上升到係統級的描述和層次化設計。這種精心設計的學習路徑，使得知識點的吸收率非常高，每學完一章，都能感覺到自己對整個硬件描述語言的認知又上瞭一個颱階。它不像有些技術手冊那樣，內容堆砌得雜亂無章，讀者需要自己去梳理內在聯係。這本書的作者顯然是下瞭大功夫去梳理這些知識脈絡的，使得學習過程如同在攀登一座設計精良的螺鏇樓梯，每一步都堅定而明確，讓人充滿瞭完成後續挑戰的信心。這種結構上的強大支撐，是確保讀者能夠堅持學完並真正掌握這門技術的重要保障。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格非常鮮明，它不像一些教科書那樣使用瞭過度復雜的書麵語，讓人讀起來像在啃石頭。相反，它采用瞭一種非常直接、甚至帶有一絲幽默感的口吻來解釋復雜的概念，使得學習過程中的枯燥感被大大削弱瞭。作者似乎深諳學習者的心理，在關鍵時刻總能用一個生動的比喻或者一個貼切的例子來點醒迷津。特彆是在講解那些需要“想象”硬件工作狀態的部分，那些描述性的文字仿佛帶著讀者走進瞭矽片內部，親眼見證信號的流動和狀態的轉換。這種極具代入感的敘事方式，極大地增強瞭閱讀的樂趣和知識的留存率。我感覺自己不是在被動地接受信息灌輸，而是在和一個經驗豐富的導師進行一次深入而愉快的技術交流，這種沉浸式的學習體驗，是技術書籍中難得的體驗。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計和裝幀質量確實讓人眼前一亮，那種沉穩中帶著科技感的色彩搭配，立刻就能抓住電子工程專業人士的眼球。初次翻閱時，那種紙張的質感和印刷的清晰度，都傳遞齣一種專業和嚴謹的態度。裝幀結實，即便是經常翻閱和做筆記，也不擔心很快就會散架，這對於一本工具書來說是極其重要的。而且，排版布局非常考究，圖文並茂的呈現方式，使得復雜的邏輯電路圖和代碼示例能夠清晰地呈現在讀者麵前，而不是擠在一塊讓人頭疼的小字裏。尤其是那些關鍵概念的強調和術語的解釋，都采用瞭不同的字體樣式或邊框設計，使得閱讀的節奏感非常好，不會讓眼睛長時間處於疲勞狀態。這種對細節的關注，往往能體現齣作者和齣版社對目標讀者的尊重，讓人感覺這本書是為真正想深入學習的人精心打磨齣來的，而不是草率拼湊的資料匯編。總而言之，從拿到手的那一刻起，這本書就給人一種“值得信賴”的初步印象，這在浩如煙海的技術書籍中，是一個非常好的開端。

評分☆☆☆☆☆

對於我們這些在實際項目中有過接觸，但總感覺理論基礎不夠紮實的工程師來說，這本書的深度把握得恰到好處。它沒有陷入過於偏學術化的理論泥潭，而是將大量的篇幅集中於如何高效、可靠地實現特定功能模塊。我發現它在處理時序邏輯、狀態機設計以及異步電路建模這些業界公認的難點時，提供瞭非常多經過實戰檢驗的範例和陷阱規避技巧。比如，在描述競爭冒險（Race Condition）和時序約束（Timing Constraints）部分，作者的分析深入且富有洞察力，直接點齣瞭很多仿真工具中難以察覺的潛在問題。這種實戰經驗的傾囊相授，讓原本感覺高不可攀的設計優化思路變得觸手可及。閱讀這些章節時，我常常會對照自己過去的設計文檔，反思過去處理問題時的疏漏，這種自我提升的緊迫感和滿足感，是其他教材難以給予的。