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成谢锋，孙科学，张学军著 著

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• 实践应用

店铺： 博学精华图书专营店

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115246622

商品编码：29693110985

包装：平装

出版时间：2011-03-01

基本信息

书名:现代电子设计技术与综合应用

：28.00元

售价：19.0元,便宜9.0元,折扣67

作者:成谢锋,孙科学,张学军著

出版社：人民邮电出版社

出版日期：2011-03-01

ISBN：9787115246622

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.341kg

编辑推荐

本书是配合江苏省省级精品课程《电工电子实验》的教学改革而编写的。通过本教材展现现代电子设计技术的发展过程，论述南京邮电大学省级电工电子实验中心EDA教学改革的一些成果，促进学生掌握电子电路计算机辅助分析与自动化设计的基本知识和基本方法，进一步培养学生的综合应用能力和实践能力，为今后从事本专业有关工程技术工作打下基础。

内容提要

本书从实用的角度出发，介绍了现代电子设计技术的基本理论和方法。全书共7章，内容包括现代电子设计技术概述、计算机辅助电路分析和电路仿真技术、印制电路板设计及应用、可编辑逻辑器件应用技术、集成电路制造工艺与专用集成电路设计、虚拟仪器系统及设计和现代电子电路设计范例。
本书在内容上深入浅出，注重实用性，兼顾理论教学和自学的需求，配备了大量的应用实例，使读者能在较短时间内掌握现代电子设计技术的基本理论和方法。本书既可作为高等学校电子设计技术课程的教材，也可作为电子系统开发人员的技术参考书。

目录

作者介绍

文摘

序言

《数字电路设计与FPGA实现》 引言 在信息技术飞速发展的今天，数字集成电路是现代电子系统的基石，而FPGA（现场可编程门阵列）作为一种高度灵活和可重构的硬件平台，更是为工程师们提供了强大的设计工具。本书旨在为读者提供一个全面、深入的数字电路设计理论与FPGA实现方法的学习路径。从基础的逻辑门电路原理，到复杂的系统级设计，再到先进的FPGA应用，本书将引导读者掌握现代数字电路设计的核心技术，并将其应用于实际的工程实践中。 第一部分：数字电路设计基础 第一章：数字电路基本概念 本章将从最基础的概念入手，为读者打下坚实的理论基础。我们将深入探讨二进制数制及其运算，例如加法、减法、乘法和除法，并介绍逻辑代数的基本定理和规则，如布尔代数、德摩根定律、吸收律等。在此基础上，我们将详细讲解各种基本逻辑门（AND、OR、NOT、XOR、NAND、NOR）的工作原理、真值表和逻辑符号。此外，还将介绍组合逻辑电路和时序逻辑电路的概念，以及它们在数字系统中的作用。 第二章：组合逻辑电路设计 组合逻辑电路是数字系统的基本组成单元，其输出仅取决于当前的输入。本章将聚焦于组合逻辑电路的设计方法。我们将学习如何使用真值表、卡诺图（Karnaugh Map）等工具来简化和优化逻辑函数，从而减少电路的复杂度，提高性能。我们将详细讲解多种重要的组合逻辑电路模块，包括编码器、译码器、多路选择器（MUX）、数据分配器（DEMUX）、加法器（半加器、全加器、并行加法器）、减法器、比较器、译码器驱动显示器等。通过大量实例分析，读者将掌握如何根据需求设计和实现这些电路。 第三章：时序逻辑电路设计 与组合逻辑电路不同，时序逻辑电路的输出不仅取决于当前输入，还取决于电路 past states。本章将深入探讨时序逻辑电路的设计。我们将详细介绍触发器（Flip-Flop）的基本原理，包括SR触发器、D触发器、JK触发器、T触发器，并分析它们的特性和应用。在此基础上，我们将介绍各种类型的寄存器（Register）和计数器（Counter），如移位寄存器、同步计数器、异步计数器、约翰逊计数器、环形计数器等，并讲解如何根据具体需求设计和实现这些模块。本章还将讨论状态机的概念，包括有限状态机（FSM）的设计方法，如米利型（Mealy）状态机和摩尔型（Moore）状态机，以及如何利用状态机来控制和同步数字系统的行为。 第四章：存储器芯片与接口 存储器是数字系统的核心组成部分，用于存储数据和程序。本章将介绍各种常见的存储器芯片，包括随机存取存储器（RAM），如静态随机存取存储器（SRAM）和动态随机存取存储器（DRAM），以及只读存储器（ROM），如掩膜ROM（MROM）、可编程ROM（PROM）、可擦除可编程ROM（EPROM）、电可擦可编程ROM（EEPROM）和闪存（Flash Memory）。我们将详细讲解这些存储器的基本工作原理、组织结构、读写操作以及它们之间的区别和适用场景。此外，还将介绍存储器接口电路的设计，包括如何将存储器连接到微处理器或其他逻辑单元，以及存储器时序和总线协议。 第二部分：FPGA设计与实现 第五章：FPGA体系结构与基本原理 FPGA作为一种高度灵活的硬件描述语言（HDL）可编程器件，为数字电路的设计提供了强大的平台。本章将详细介绍FPGA的内部结构和工作原理。我们将深入探讨FPGA的核心组成单元，如可配置逻辑块（CLB）、输入/输出块（IOB）、可编程互连资源（Interconnect）和嵌入式块（如DSP Slice、Block RAM）。我们将解释这些单元如何协同工作，实现用户自定义的逻辑功能。本章还将介绍FPGA的工作流程，从设计输入、逻辑综合、布局布线到比特流生成和下载，帮助读者理解FPGA设计的完整过程。 第六章：硬件描述语言（HDL）入门 硬件描述语言（HDL）是设计和实现数字电路，特别是FPGA电路的关键工具。本章将重点介绍两种主流的HDL：Verilog HDL和VHDL。我们将从最基础的语法概念讲起，如模块（module）、端口（port）、信号（signal）、变量（variable）、赋值语句（assignment statement）等。通过大量的代码示例，读者将学习如何使用HDL来描述组合逻辑、时序逻辑，以及如何创建和实例化模块。我们将介绍HDL中的常用语句，如always块、if-else语句、case语句、for循环等，并讲解如何利用HDL实现各种逻辑功能。 第七章：FPGA设计流程与综合 本章将带领读者进入实际的FPGA设计流程。我们将详细介绍使用FPGA开发工具（如Xilinx Vivado、Intel Quartus Prime）进行设计的步骤。首先，我们将讲解如何创建项目、添加设计文件和约束文件。接着，我们将深入讲解逻辑综合（Logic Synthesis）的过程，包括综合工具如何将HDL代码转化为门级网表，以及如何通过综合优化来提高设计性能和资源利用率。本章还将讨论时序约束（Timing Constraints）的重要性，以及如何设置时序约束来满足设计要求。 第八章：布局布线与时序分析 在逻辑综合之后，FPGA设计工具将进行布局布线（Place and Route）操作。本章将详细讲解这一过程。我们将解释布局（Placement）是如何将逻辑单元映射到FPGA器件的物理资源上，以及布线（Routing）是如何在这些资源之间建立连接。我们将重点介绍时序分析（Timing Analysis）的重要性，以及如何利用静态时序分析（STA）工具来检查设计的时序是否满足要求。本章还将讲解如何识别和解决时序违例，以确保设计的可靠运行。 第九章：FPGA实现与调试 本章将聚焦于FPGA设计的实现和调试。我们将讲解如何生成FPGA配置文件（比特流），以及如何将比特流下载到FPGA开发板上。我们将介绍几种常用的FPGA调试技术，如逻辑分析仪（Logic Analyzer）的使用，它允许用户在硬件上观察信号的变化，从而帮助定位设计中的问题。此外，还将讨论仿真（Simulation）的重要性，包括如何编写测试平台（Testbench）来验证HDL设计的正确性。 第三部分：FPGA综合应用 第十章：FPGA在数字信号处理（DSP）中的应用 数字信号处理（DSP）是FPGA的重要应用领域之一。本章将介绍FPGA在DSP系统中的设计与实现。我们将讨论如何利用FPGA实现各种DSP算法，如滤波器（FIR、IIR）、FFT（快速傅里叶变换）、DCT（离散余弦变换）等。本章还将介绍FPGA中专用的DSP Slice模块，以及如何高效地利用这些硬件资源来加速DSP计算。我们将通过具体的工程实例，展示FPGA如何在通信、音频、视频处理等领域实现高性能的DSP功能。 第十一章：FPGA在嵌入式系统中的应用 FPGA与微处理器/微控制器（MCU）相结合，能够构建功能强大且高度定制化的嵌入式系统。本章将探讨FPGA在嵌入式系统中的应用。我们将讲解如何利用FPGA来实现自定义的处理器核（如RISC-V）、加速器，以及如何将FPGA与现有的MCU/SoC（System-on-Chip）集成。本章还将介绍FPGA在实时控制、图像处理、通信接口等嵌入式应用中的具体案例，例如工业自动化、汽车电子、医疗设备等。 第十二章：FPGA在通信系统中的应用 高速、高带宽的通信系统是现代社会的重要基础设施。本章将深入探讨FPGA在通信系统中的应用。我们将介绍FPGA如何用于实现各种通信协议，如以太网（Ethernet）、PCIe、USB等，以及如何构建高性能的基带处理单元。本章还将讨论FPGA在软件定义无线电（SDR）中的作用，以及如何利用FPGA的灵活性来实现先进的通信调制解调技术。 第十三章：FPGA设计中的高级主题 为了进一步提升读者的FPGA设计能力，本章将介绍一些高级主题。我们将探讨IP核（Intellectual Property Core）的概念，以及如何高效地利用现有的IP核来加速设计进程。本章还将介绍片上系统（SoC）的设计方法，以及如何将CPU、DSP、以及各种外设集成到FPGA器件中。此外，我们还将简要介绍一些先进的FPGA设计技术，如高层次综合（HLS）、动态可重构技术等，为读者未来的深入学习提供方向。 结论 本书旨在为读者提供一个扎实而全面的数字电路设计与FPGA实现技术学习平台。通过理论与实践相结合的学习，读者将能够掌握现代电子设计的核心技能，并将其应用于解决实际的工程问题。我们相信，掌握了本书所介绍的知识和技术，读者将能够在瞬息万变的电子设计领域中，不断创新，迎接挑战。

评分☆☆☆☆☆

我关注的一个重点是前沿技术的集成度。市面上的书要么太旧，讲的是上个世纪的技术，要么就是只停留在理论层面。这本书的独特之处在于，它非常紧密地跟踪了当前行业内正在使用的最新技术栈。比如，在介绍嵌入式系统时，它不仅谈了传统的微控制器，还深入探讨了FPGA在加速计算中的应用潜力，以及最新的低功耗无线通信协议栈的架构设计。更重要的是，它没有把这些技术当作孤立的点来介绍，而是教会我们如何在一个现代产品设计中，根据需求（比如功耗、实时性、成本），来权衡和选择最合适的“工具箱”里的技术组合。这种面向未来的视野，让这本书的价值远超一般的入门或中级教程，它提供的是一套面向未来十年技术演进的思考框架。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和视觉呈现简直是一流的，这在技术书籍里非常难得。很多技术书的图表都是黑白、密密麻麻的，看久了眼睛生疼，思路也容易断裂。但这本书的色彩运用非常克制且有效，关键的波形、PCB布局和原理图的关键部分都用不同的颜色进行了高亮标注，使得信息层级一目了然。而且，很多复杂的结构图和三维示意图，看得出是精心绘制的，而不是简单地截图拼凑。阅读体验的舒适度直接决定了学习的效率，我能连续抱着它看好几个小时而不感到疲惫，这很大程度上归功于出版方在细节上的用心。它不仅是一本技术参考书，更像是一本设计美学的展示，让人在学习硬核知识的同时，也能享受到视觉上的愉悦。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在职的工程师，手头总是有各种紧急项目需要快速拿出方案，对那种动辄需要一个月才能消化完的经典教材实在没耐心。这本书的优势就在于它的“综合应用”部分做得极其出色。它不像传统的教材那样只聚焦于某一个微小的知识点，而是将多个技术点串联起来，形成一个完整的系统级设计思路。举个例子，它在讲解电源管理时，不会只停留在LDO和DC-DC的性能参数上，而是会结合实际场景告诉你，在便携式设备中，如何平衡效率、噪声和成本，并给出了具体的选型建议。这种贴近工业化流程的讲解方式，让我能很快地把学到的知识点转化为实际工作中的生产力，极大地提升了我的项目迭代速度。可以说，这本书更像是一个经验丰富的老同事在手把手的指导你如何高效解决实际工程问题，而不是一个冷冰冰的知识库。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容简直是为我这种刚刚踏入电子设计领域的新手量身定做的。它没有那种高高在上的理论说教，而是从最基础的元器件入手，用一种非常亲和的方式讲解了如何将这些小东西组合起来实现一个功能。我记得我以前看很多教材，光是看懂图纸和符号就头疼，但这本书里对每一个电路模块的讲解都配有详尽的步骤和图示，就连一个简单的电阻分压电路，它都能讲得深入浅出，让你明白“为什么”要这么设计，而不仅仅是“怎么”设计。特别是它对一些常用芯片的应用讲解，简直是实战宝典，看完之后，我立刻就能动手搭一个能用的Demo，那种成就感是以前看其他资料完全没有的。它真的做到了理论与实践的完美结合，让枯燥的电子知识变得生动有趣，感觉自己真的在一步步掌握这门技术，而不是被一堆复杂的公式和术语淹没。

评分☆☆☆☆☆

对于我这个偏向软件和算法背景的人来说，硬件设计一直是个巨大的盲区。我一直觉得电路设计是那种需要极高天赋的“手艺活”。然而，这本书彻底颠覆了我的看法。它对数字逻辑和底层接口的讲解，逻辑严密，层次分明。它没有回避复杂的概念，比如时序约束或者阻抗匹配，但它采用了非常巧妙的比喻和类比，将这些抽象的概念具象化。比如，它描述信号完整性时，用的那个关于“信息传递”和“信道干扰”的比方，让我瞬间就理解了为什么高频信号需要特别处理。这种从底层逻辑出发，逐步构建复杂系统的教学方法，极大地弥补了我在硬件基础上的不足，让我对整个电子系统的运作有了更宏观和深刻的理解，不再觉得硬件设计是那么遥不可及和神秘莫测了。