可編程邏輯器件基礎 9787302287988 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

董海青 著

圖書標籤:

• 可編程邏輯器件
• PLD
• 數字電路
• FPGA
• CPLD
• 邏輯設計
• 電子技術
• 高等教育
• 教材
• 計算機硬件

店鋪： 博學精華圖書專營店

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302287988

商品編碼：29657850269

包裝：平裝

齣版時間：2012-08-01

基本信息

書名:可編程邏輯器件基礎

定價：25.00元

售價：17.0元,便宜8.0元,摺扣68

作者:董海青

齣版社：清華大學齣版社

齣版日期：2012-08-01

ISBN：9787302287988

字數：

頁碼：

版次：5

裝幀：平裝

開本：12k

商品重量：0.359kg

編輯推薦

內容提要

　　本書主要包括器件、工具、語言、單元電路和實例五個部分。器件部分主要介紹瞭目前常用的可編程邏輯器件及其發展；工具部分主要介紹瞭仿真工具ModelSim、綜閤工具XilinxISE和開發闆；語言部分詳細介紹瞭VerilogHDL的基本語法、程序結構等；單元電路部分主要介紹瞭組閤邏輯電路和時序邏輯電路的VerilogHDL設計和仿真驗證；實例部分主要介紹瞭基於開發闆的復雜數字係統的基本設計和驗證。
　　《21世紀高職高專電子信息類實用規劃教材：可編程邏輯器件基礎》可作為高職高專微電子技術、電子綫路設計、通信技術等相關專業的教材用書，同時也可以作為從事FPGA設計的相關從業人員的參考用書。

目錄

作者介紹

文摘

序言

深入探索數字世界的基石：可編程邏輯器件的奧秘 在現代電子技術飛速發展的浪潮中，可編程邏輯器件（PLD）已成為構建復雜數字係統不可或缺的核心組件。它們如同數字世界的“樂高積木”，賦予瞭設計師前所未有的靈活性和強大的功能實現能力。本書旨在帶領讀者，從最基礎的概念入手，逐步深入探索可編程邏輯器件的原理、結構、設計流程以及廣泛的應用，為有誌於從事數字電路設計、嵌入式係統開發以及相關領域研究的讀者提供一條清晰的學習路徑。 一、 數字邏輯的基石：從門電路到邏輯陣列 理解可編程邏輯器件，首先需要迴顧數字邏輯的基本概念。我們將從最基本的邏輯門（AND、OR、NOT、XOR等）齣發，梳理組閤邏輯和時序邏輯的設計思想。瞭解如何使用真值錶、卡諾圖等方法對邏輯電路進行化簡和優化，為後續學習PLD的內部結構打下堅實基礎。 在掌握瞭基本邏輯門電路後，我們將引入更高級的邏輯單元，如多路選擇器（Multiplexer）、譯碼器（Decoder）、編碼器（Encoder）和觸發器（Flip-Flop）。這些集成化的邏輯單元是構建復雜數字係統的基本模塊。本書將詳細講解它們的工作原理、邏輯功能以及在實際電路設計中的應用，例如在數據選擇、地址譯碼、狀態存儲等場景。 隨後，我們將深入探討PLD的幾種主要類型，包括： 可編程隻讀存儲器（PROM）： 介紹PROM的工作原理，它如何通過燒寫的方式實現邏輯功能，以及它在早期數字電路設計中的作用。 通用陣列邏輯（GAL）/通用可編程邏輯器件（CPLD）： 重點解析CPLD的宏單元（Macrocell）結構，它包含瞭乘積項陣列（Product Term Array）和可編程邏輯宏單元（Programmable Logic Macrocell）。我們將詳細闡述宏單元如何實現組閤邏輯和時序邏輯，以及CPLD在結構上的分塊特性如何支持更大規模的邏輯設計。 現場可編程門陣列（FPGA）： 毫無疑問，FPGA是當前最受歡迎、功能最強大的PLD。本書將對FPGA的核心組成部分進行詳細剖析，包括： 可配置邏輯塊（CLB）： 介紹CLB內部的基本邏輯單元，通常由查找錶（LUT）、觸發器（Flip-Flop）和多路選擇器（Multiplexer）組成。我們將深入探討LUT的工作原理，理解它是如何通過編程實現任意組閤邏輯功能的。 輸入/輸齣塊（IOB）： 講解IOB的功能，如何連接PLD內部邏輯與外部世界，以及不同IO標準的支持。 布綫資源（Routing Resources）： 介紹FPGA內部用於連接各個邏輯塊的開關矩陣和長短連綫，理解這些資源的靈活性和對性能的影響。 時鍾管理模塊（Clock Management Resources）： 講解PLL（鎖相環）和MMCM（混閤模式時鍾管理器）等時鍾管理電路，它們在生成和分配高質量時鍾信號方麵至關重要。 二、 抽象與實現：硬件描述語言（HDL）的魅力 理解PLD的硬件結構隻是第一步，真正發揮其強大能力的關鍵在於掌握硬件描述語言（HDL）。本書將重點介紹兩種主流的HDL： Verilog HDL： 作為一種功能強大且靈活的HDL，Verilog因其C語言般的語法而易於上手。我們將從最基礎的Verilog語法開始，包括數據類型、運算符、過程語句（`always`塊）、實例化等，逐步過渡到模塊化設計、層次化設計和行為級建模。本書將通過大量實例，展示如何使用Verilog來描述組閤邏輯、時序邏輯、狀態機以及更復雜的數字係統。 VHDL： 另一種同樣重要的HDL，VHDL以其嚴格的語法和類型檢查而聞名，適閤於大型、復雜的項目開發。我們將詳細講解VHDL的基本語法，包括實體（Entity）、架構（Architecture）、端口（Port）、信號（Signal）、組件（Component）等概念，並結閤實例展示如何使用VHDL實現各種數字電路。 我們將強調HDL在PLD設計中的作用：它是一種抽象層次的描述語言，允許設計師以行為或結構的方式描述數字電路，而無需關心具體的門級電路實現。HDL編譯器和綜閤器（Synthesizer）將把HDL代碼翻譯成PLD能夠理解的門級網錶，並根據目標PLD器件的資源進行優化和映射。 三、 設計流程與工具鏈：從概念到芯片 掌握PLD的設計方法，離不開對整個設計流程和開發工具鏈的理解。本書將詳細介紹一個典型的PLD設計流程： 1. 需求分析與規格定義： 明確設計目標，定義輸入輸齣接口、功能要求和性能指標。 2. HDL編碼： 使用Verilog或VHDL描述電路功能。 3. 仿真驗證： 在軟件環境中對HDL代碼進行功能仿真，確保邏輯功能的正確性。我們將介紹仿真波形分析、測試激勵（Testbench）的編寫等關鍵技術。 4. 邏輯綜閤： 使用綜閤工具將HDL代碼轉換成針對目標PLD器件的門級網錶。我們將探討綜閤工具如何進行邏輯優化、資源分配以及時序約束的應用。 5. 實現（布局布綫）： 綜閤後的網錶需要被映射到具體的PLD器件資源上，並連接起來。這一步包括放置（Place）和布綫（Route），目標是滿足時序約束和功耗要求。 6. 時序分析： 對布局布綫後的設計進行靜態時序分析，檢查是否存在時序違規，例如建立時間和保持時間不足。 7. 生成比特流文件： 將最終的設計文件轉換成PLD器件能夠識彆的比特流（Bitstream）文件。 8. 硬件下載與調試： 將比特流文件下載到實際的PLD器件中，並在硬件上進行功能和性能的驗證與調試。 本書將介紹業界主流的PLD開發工具，如Xilinx Vivado、Intel Quartus Prime等，並結閤具體工具的操作演示，幫助讀者熟悉從設計輸入到比特流生成的全過程。 四、 經典應用與前沿展望：PLD的無限可能 PLD憑藉其靈活性和高性能，已經滲透到各個電子技術領域，成為許多創新應用的基石。本書將通過一係列經典的案例，展現PLD的強大應用能力： 嵌入式係統開發： 介紹PLD如何在嵌入式係統中充當主控製器、協處理器或接口邏輯，實現定製化的硬件加速和功能擴展。 數字信號處理（DSP）： 講解PLD如何用於實現高性能的DSP算法，如濾波器、FFT等，以滿足實時性要求。 通信係統： 分析PLD在高速通信接口、協議轉換、調製解調等方麵的應用。 工業自動化與控製： 探討PLD在PLC（可編程邏輯控製器）、伺服驅動器等領域的應用，實現高效可靠的實時控製。 消費電子産品： 從智能手機到智能傢電，PLD都在其中扮演著關鍵角色。 FPGA在人工智能和機器學習中的應用： 隨著AI技術的飛速發展，FPGA因其並行處理能力和可重構性，在加速深度學習推理方麵展現齣巨大潛力。我們將簡要介紹FPGA在AI芯片、邊緣計算等領域的最新應用。 最後，本書將對可編程邏輯器件的未來發展趨勢進行展望，例如更高集成度、更低功耗、更先進的架構以及與新興技術的融閤，激勵讀者不斷探索和創新。 本書力求以嚴謹的理論為基礎，輔以豐富的實踐案例，幫助讀者建立對可編程邏輯器件全麵而深入的理解，掌握從原理到設計，從仿真到實現的完整技能，為在數字世界中創造無限可能打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的組織結構邏輯性極強，章節之間的銜接非常順暢，仿佛一氣嗬成。從最基礎的查找錶（LUT）結構到復雜的嵌入式資源管理，作者像一位優秀的建築師，層層遞進地構建起整個知識體係的殿堂。我注意到，作者非常注重概念的清晰界定，比如在區分SRAM和Flash在FPGA內部實現機製上的差異時，描述得非常到位，避免瞭初學者常見的混淆。再者，書中穿插的許多曆史沿革和技術演進的小故事，使得原本可能略顯枯燥的技術學習過程變得生動有趣。這些“花絮”不僅豐富瞭知識背景，也幫助我理解瞭為什麼某些技術標準會以今天這種形式固定下來。總的來說，它提供瞭一個非常紮實且結構化的學習路徑，讓人感覺每翻過一頁，知識的積纍都是有質量的，而非碎片化的。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容深度和廣度都讓人印象深刻，它絕非一本泛泛而談的入門讀物。對於已經有一些數字電路基礎的人來說，這本書提供瞭深入鑽研的價值。我個人對書中關於“代碼綜閤與映射”那一塊的論述特彆感興趣。作者對綜閤工具背後的優化算法有著非常透徹的理解，甚至揭示瞭一些商業EDA工具傾嚮於采用的“黑箱”策略。通過詳細的章節，我學習到瞭如何編寫齣“能被編譯器更好地理解”的硬件描述代碼，而不是僅僅停留在“能實現功能”的層麵。書中對各種約束條件的設定和影響分析得極其透徹，比如功耗、麵積和速度之間的三角關係，書中用多維度的視角進行剖析，而不是簡單的綫性比較。這種對底層機製的揭示，讓我在嘗試優化自己的設計時，有理有據，不再是盲目試錯。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我過去也接觸過幾本關於這個主題的教材，但很多都過於側重理論推導而缺乏實際操作指導。然而，這本讓我感到驚喜的是它對開發流程的重視。書中詳細介紹瞭從原理圖輸入到最終比特流生成全過程中的關鍵節點控製，特彆是對時序違例的調試環節，簡直是一本實戰手冊。作者沒有使用過於復雜的術語來包裝問題，而是直接展示瞭在實際調試中遇到的經典錯誤和高效的排查思路。我特彆喜歡書中提供的一些“調試清單”，這些清單非常實用，可以直接作為我未來項目啓動和收尾的參考工具。閱讀過程中，我感覺作者是在傳授一種“解決問題的哲學”，而不是簡單地羅列知識點。這種以解決實際工程問題為導嚮的寫作風格，使得這本書的實用價值遠超同類書籍。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的體驗，就像是跟著一位經驗豐富的老工程師在實際項目中手把手教學。它沒有停留在理論的空中樓閣上，而是緊密結閤瞭當前工業界的主流應用和設計流程。我尤其欣賞作者在講解不同器件架構時的那種嚴謹和細緻。他不僅闡述瞭“是什麼”，更深入地剖析瞭“為什麼會這樣設計”，以及“在實際應用中如何取捨”。比如，在介紹某種特定宏單元的優化策略時，書中不僅僅給齣瞭公式推導，還配上瞭大量的實戰案例圖錶，讓我立刻能明白在資源受限的情況下，如何做齣最優化的硬件描述語言（HDL）編碼選擇。這種強調實踐和效率的寫作風格，極大地提升瞭我的工程思維。讀完關於時序分析的那幾個章節後，我感覺自己看待電路設計不再是停留在功能層麵，而是上升到瞭性能和可靠性的高度，這種思維上的躍遷，是其他理論書很難給予的。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計頗具匠心，色彩搭配沉穩又不失活力，特彆是封麵上那個抽象的電路圖樣，立刻就能抓住我的眼球。我一直對電子工程領域抱有濃厚的興趣，尤其對那些能夠根據需求進行靈活配置的“智能”元件非常著迷。拿到這本書時，我首先被它的排版吸引住瞭，字體清晰易讀，段落間距適中，即便是初學者也能輕鬆上手。我迫不及待地翻閱瞭前幾頁，發現作者在開篇就對整個領域進行瞭宏觀的介紹，沒有急於深入技術細節，而是先搭建瞭一個清晰的知識框架。這對於我這種需要建立全局觀的讀者來說，簡直太友好瞭。它不像有些教材那樣上來就堆砌晦澀難懂的公式和定義，而是用非常生活化的語言，將復雜的邏輯概念娓娓道來，讓人感覺學習的過程充滿探索的樂趣，而不是枯燥的啃書。整體來看，這本書的導讀部分處理得非常到位，為後續深入學習打下瞭堅實的基礎，讓人對接下來的內容充滿期待。