具体描述
基本信息
书名:数字逻辑电路实验
定价：29.00元
售价：19.7元,便宜9.3元,折扣67
作者:侯传教
出版社：电子工业出版社
出版日期：2009-07-01
ISBN：9787121089824
字数：
页码：
版次：1
装帧：平装
开本：16开
商品重量：0.459kg
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内容提要
本书根据教育部教学指导委员会的教学基础要求编写，详细介绍了数字逻辑电路的类型及使用常识，典型芯片的功能，常见数字电路的逻辑仿真，给出了基于可编程器件实现常见电路的VHDL程序及仿真，以及电路故障诊断方法。为便于双语学习，部分实验内容用英语编写。在实验安排上考虑与理论教学的同步，注重学生实际工程设计能力的培养，减少验证性实验，增加设计和综合性实验。
本书可作为高等院校电子信息类、计算机科学与技术、自动控制等专业本科生、专科生的实验教材，也可供从事电路设计和研发的工程技术人员阅读或参考。
本书配有教学课件（电子版），任课教师可从华信教育资源网（教育网：．huaxin．edu．或公共网：．hxedu．．）E免费注册后下载。
目录
章 数字电路实验基础
1.1 概述
1.2 实验的基本过程
1.2.1 实验预习
1.2.2 实验中的EDA仿真
1.2.3 实验中的操作规范
1.2.4 布线原则
1.2.5 数字电路测试
1.2.6 数字电路的故障查找和排除
1.2.7 实验记录和实验报告
1.3 数字集成电路简介
1.3.1 概述
1.3.2 TTL器件的特点和工作条件
1.3.3 TTL器件使用须知
1.3.4 CMOS数字集成电路的特点
1.3.5 CMOS器件使用须知
1.3.6 数字IC器件的封装
1.3.7 数字电路逻辑状态
1.4 数字实验箱简介
第2章 集成逻辑门电路
2.1 集成逻辑门电路实验目的与要求
2.2 集成逻辑门电路基础知识
2.2.1 集成逻辑门电路的类型及特点
2.2.2 典型门电路芯片
2.2.3 TTL门电路的主要参数
2.2.4 集成门电路的使用规则
2.3 门电路的EDA仿真
2.4 集成逻辑门功能测试
2.5 门电路故障的分析及诊断
2.6 实验报告及思考题
第3章 组合逻辑电路
3.1 全加器
3.1.1 全加器实验目的与要求
3.1.2 全加器基础知识
3.1.3 全加器的EDA仿真
3.1.4 全加器电路
3.1.5 基于VHDL实现l位全加器
3.1.6 组合逻辑电路故障检测
3.1.7 实验报告及思考题
3.2 译码器
3.2.1 译码器实验目的与要求
3.2.2 译码器基础知识
3.2.3 译码器的EDA仿真
3.2.4 译码器电路
3.2.5 基于VHDL实现的3.8线译码器
3.2.6 组合逻辑电路故障判断方法
3.2.7 实验报告及思考题
3.3 数据选择器
3.3.1 数据选择器实验目的与要求
3.3.2 数据选择器基础知识
3.3.3 数据选择器的EDA仿真
3.3.4 数据选择器电路
3.3.5 基于VHDL实现的8选1数据选择器
3.3.6 实验报告及思考题
第4章 时序逻辑电路
4.1 触发器
4.1.1 触发器实验目的与要求
4.1.2 触发器基础知识
4.1.3 触发器的EDA仿真
4.1.4 基本触发器电路
4.1.5 基于VHDL实现的JK触发器
4.1.6 触发器常见故障分析及诊断
4.1.7 实验报告及思考题
4.2 移位寄存器
4.2.1 移位寄存器实验目的与要求
4.2.2 移位寄存器基础知识
4.2.3 移位寄存器的EDA仿真
4.2.4 移位寄存器电路
4.2.5 基于VHDL实现的8位移位寄存器
4.2.6 移位寄存器常见故障分析及诊断
……
第5章 混合电路
Chapter 6 Experiments of Digital Circuits
第7章 数字电路应用设计
第8章 数字电路实验参考资料
参考文献
作者介绍
文摘
序言
《数字逻辑电路实验》 书籍简介 本书是一部关于数字逻辑电路实验的实践性指导手册，旨在帮助读者深入理解数字逻辑电路的基本原理，掌握相关的实验设计、搭建、调试和分析技能。全书内容循序渐进，从最基础的逻辑门电路入手，逐步深入到组合逻辑电路、时序逻辑电路，直至更复杂的集成电路应用。本书理论讲解清晰，实验步骤详尽，注重培养读者的动手能力和解决实际问题的能力，是高等院校电子信息类专业学生、电子技术爱好者以及相关领域从业人员进行数字逻辑电路学习和实践的理想参考。 第一章：绪论 本章将为读者构建一个学习数字逻辑电路实验的宏观框架。首先，我们会简要介绍数字逻辑电路在现代电子技术中的地位和重要性，阐述其在计算机、通信、控制等领域的广泛应用。接着，我们将深入探讨学习数字逻辑电路实验的必要性和价值，强调实践操作对于理解抽象概念的重要性，以及掌握实验技能对于未来职业发展的助益。 随后，本章将详细介绍数字逻辑电路实验所需的基本知识和理论基础。这包括二进制数制及其运算（如逻辑加、逻辑乘、逻辑非、异或等）、逻辑代数的基本定律和定理（如交换律、结合律、分配律、德摩根定律等），以及这些理论如何体现在实际的逻辑门电路中。我们将强调逻辑函数的化简和约束，为后续章节的电路设计打下坚实基础。 此外，本章还将对数字逻辑电路实验的硬件和软件环境进行详细的介绍。硬件方面，我们会列举实验过程中常用的电子元器件，如基本逻辑门（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR）、触发器（JK, D, T, SR）、计数器、寄存器、多路选择器、译码器、编码器等，并介绍它们的符号、功能和基本特性。同时，会详细说明实验板（如通用实验箱、FPGA开发板等）的使用方法、接口说明以及相关的测试仪器，如数字示波器、逻辑分析仪、信号发生器、万用表等。软件方面，我们将介绍与数字逻辑电路设计和仿真相关的常用EDA（Electronic Design Automation）工具，如Quartus Prime、Vivado、ModelSim等，并简要阐述它们在电路设计、仿真验证和硬件实现中的作用。 最后，本章将为读者制定一个科学的学习计划和实验方法论。我们将强调实验前准备的重要性，包括仔细阅读实验内容、理解实验目的、预习相关理论知识、准备所需元器件和仪器，以及制定详细的实验步骤。在实验过程中，我们将指导读者如何规范操作、准确记录实验数据、分析实验结果，并鼓励大家在实验中不断探索和创新。对于实验结束后，本章将引导读者进行总结和反思，通过撰写实验报告来巩固所学知识，提升分析和表达能力。 第二章：基本逻辑门电路实验 本章是数字逻辑电路实验的起点，聚焦于最基本的逻辑门电路。我们将带领读者深入探索AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR、XNOR这七种基本逻辑门的功能和特性。 首先，对于每一种逻辑门，我们都会提供详细的理论讲解。这包括它们的逻辑符号、逻辑功能表（真值表）、逻辑表达式以及它们在实际电路中的工作原理。例如，对于AND门，我们将解释其输入端均为高电平（逻辑1）时，输出端才为高电平，否则输出低电平（逻辑0）。对于OR门，我们将解释只要有一个输入端为高电平，输出端就为高电平。对于NOT门（也称为反相器），我们将解释其输入输出状态相反。 接下来，我们将详细介绍如何利用实验设备搭建这些基本逻辑门电路。这可能涉及使用集成电路芯片（如74系列或CD4000系列逻辑门芯片），或在FPGA开发板上通过硬件描述语言（HDL）实现。我们将提供清晰的接线图或代码示例，指导读者如何将逻辑门芯片连接到电源、地以及输入输出端。对于FPGA实现，我们将提供详细的HDL代码示例，并解释代码中的每一条语句的功能。 实验的重点将放在验证逻辑门的功能上。我们将指导读者如何使用信号发生器或手动切换输入信号，然后使用LED灯、示波器或逻辑分析仪观察输出结果，并对照逻辑功能表进行验证。例如，对于AND门，我们将设计一系列的输入组合，并观察输出LED的亮灭情况，确保其与AND门的真值表一致。 除了基本逻辑门的功能验证，本章还将介绍如何利用基本逻辑门构建更复杂的逻辑功能。例如，我们将演示如何使用AND、OR、NOT门构建一个实现逻辑加法的电路，以及如何使用XOR门实现异或逻辑。 最后，本章将通过一些小的综合性实验，巩固读者对基本逻辑门的理解。例如，可能会有一个实验要求读者设计一个简单的“交通灯控制器”，利用AND、OR、NOT门来实现不同状态的切换。通过这些实践，读者将能够深刻理解基本逻辑门是构建所有数字逻辑电路的基石。 第三章：组合逻辑电路实验 本章将深入探讨组合逻辑电路的设计与实现。组合逻辑电路的特点是其输出仅取决于当前时刻的输入信号，不存在状态存储。我们将从基础的组合逻辑功能出发，逐步构建更复杂的电路。 首先，本章将详细介绍组合逻辑电路的设计流程。这通常包括：明确电路的功能需求，列出所有可能的输入输出组合，绘制真值表，利用逻辑代数进行函数化简，选择合适的逻辑门电路来实现化简后的逻辑表达式，以及进行电路的仿真和硬件实现。我们将重点讲解逻辑函数的化简方法，如卡诺图（Karnaugh Map）和奎因-麦克拉斯基（Quine-McCluskey）方法，并指导读者如何将化简后的逻辑表达式转换为实际的电路图。 随后，我们将通过一系列典型的组合逻辑电路实验，让读者掌握具体的设计与实现技巧。这包括： 加法器与减法器： 我们将从半加器和全加器入手，讲解如何构建多位二进制加法器（如行波进位加法器、超前进位加法器），以及如何利用补码运算实现减法器。实验将重点验证这些加法器和减法器的运算精度和速度。 多路选择器（Multiplexer, MUX）与译码器（Decoder）： 我们将讲解它们的逻辑功能、应用场景以及如何利用基本逻辑门实现它们。实验将包括设计一个4选1多路选择器，以及一个3线-8线译码器，并验证其正确工作。 编码器（Encoder）与优先编码器（Priority Encoder）： 我们将介绍它们的功能，以及如何利用逻辑门实现。例如，设计一个8-3线编码器，将8个输入信号编码为3个二进制输出。 比较器（Comparator）： 讲解如何设计一个能比较两个二进制数大小（大于、小于、等于）的比较器电路。 代码转换器（Code Converter）： 例如，BCD码到7段数码管显示译码器，将二进制编码的数字转换为能在数码管上显示的七段码。 在每个实验中，我们将提供详细的实验步骤，指导读者如何进行电路原理图设计、元器件选型、电路搭建、输入信号生成，并利用示波器或逻辑分析仪观察输出波形，与设计预期进行比对。同时，我们将鼓励读者使用EDA工具进行电路仿真，在仿真环境中验证设计的正确性，降低实际硬件搭建的风险。 本章的最后一个部分将聚焦于组合逻辑电路的设计自动化。我们将引导读者了解如何使用Verilog或VHDL等硬件描述语言（HDL）来描述组合逻辑电路，并利用EDA工具进行综合、仿真和电路实现（如在FPGA上）。通过HDL编程，读者将能更高效地设计和验证复杂的组合逻辑电路，为后续的时序逻辑电路和大型数字系统设计打下基础。 第四章：时序逻辑电路实验 本章将深入研究时序逻辑电路，它们是数字系统中能够存储信息和具有状态反馈的关键。我们将从最基本的触发器开始，逐步构建更复杂的时序逻辑单元。 首先，本章将详细介绍时序逻辑电路的基本概念，包括时钟信号、状态、时序分析和同步/异步电路的区别。我们将重点讲解时钟信号在同步时序电路中的作用，以及如何通过时钟边沿触发来控制电路的状态转移。 接下来，我们将对各种类型的触发器进行详细的实验讲解： SR触发器（Set-Reset Flip-Flop）： 讲解其基本结构、工作原理、状态表以及可能出现的“无效”状态。我们将指导读者如何搭建SR触发器，并观察其在不同输入下的状态变化。 D触发器（Delay Flip-Flop）： 讲解其特性，即输出跟随输入信号，但有延迟。我们将重点介绍D触发器的应用，如数据存储和寄存。 JK触发器（Jack Kilby Flip-Flop）： 讲解其功能，特别是其具有的“保持”、“置位”、“清零”和“翻转”四种工作模式。我们将通过实验演示JK触发器在各种模式下的行为。 T触发器（Toggle Flip-Flop）： 讲解其主要功能是当输入为1时翻转状态，当输入为0时保持状态。我们将演示T触发器如何实现简单的状态翻转。 在触发器实验部分，我们将详细指导读者如何使用集成电路芯片或HDL语言来实现这些触发器，并利用示波器或逻辑分析仪来观察触发器的状态变化，验证其在不同时钟沿下的响应。 在此基础上，本章将进一步深入到更复杂的时序逻辑电路单元： 寄存器（Register）： 讲解如何利用触发器构建并行输入并行输出（PIPO）寄存器、并行输入串行输出（PISO）寄存器、串行输入并行输出（SIPO）寄存器以及串行输入串行输出（SISO）寄存器。实验将聚焦于寄存器的功能验证，如数据存储、移位和并行加载。 计数器（Counter）： 我们将讲解异步计数器和同步计数器的设计原理。实验将包括： 同步加法计数器： 设计和实现N位二进制同步加法计数器（如2位、3位）。 同步减法计数器： 设计和实现N位二进制同步减法计数器。 任意模计数器： 讲解如何通过反馈和逻辑控制设计模数不为2的N次方的计数器（如10进制计数器）。 移位寄存器计数器（环形计数器、扭环形计数器）： 讲解其工作原理和应用。 实验将重点验证计数器的计数值、进位/借位输出以及复位功能。 状态机（State Machine）： 这是一个更高级的时序逻辑电路主题。我们将介绍摩尔（Moore）型状态机和米利（Mealy）型状态机的区别，并指导读者如何根据状态转移图和输出表来设计状态机。实验将包括设计一个简单的状态机，如交通灯控制器、自动售票机控制逻辑等，并利用仿真和硬件实现来验证其行为。 在所有时序逻辑电路实验中，我们都将强调时序分析的重要性，包括建立时间（setup time）、保持时间（hold time）和时钟频率限制，以及如何通过合理的电路设计和元件选择来满足这些时序要求。 第五章：数字系统常用模块与接口实验 本章将扩展到数字系统中更常见的集成模块和接口技术，这些模块在实际的电子系统中扮演着至关重要的角色。 首先，我们将介绍存储器（Memory）的概念，并进行相关的实验。这包括： 随机存取存储器（RAM）： 讲解SRAM和DRAM的基本原理，以及它们在数字系统中的作用。实验将可能涉及使用简单的RAM芯片（如SRAM）进行读写操作，验证数据的存储和读取功能。 只读存储器（ROM）： 讲解PROM、EPROM、EEPROM等不同类型的ROM。实验将可能涉及加载预设数据到ROM中，并验证其读取功能。 接下来，我们将探讨数模转换（Digital-to-Analog Conversion, DAC）和模数转换（Analog-to-Digital Conversion, ADC）。这些模块是数字世界与模拟世界交互的关键。 DAC实验： 讲解不同类型的DAC（如R-2R电阻网络DAC、权电阻DAC）的工作原理。实验将指导读者如何使用DAC芯片，输入数字信号，观察输出的模拟电压，并验证其转换精度。 ADC实验： 讲解不同类型的ADC（如逐次逼近型ADC、双积分型ADC、Σ-Δ调制器ADC）的工作原理。实验将指导读者如何使用ADC芯片，输入模拟信号，观察输出的数字编码，并验证其转换精度和采样率。 然后，本章将重点介绍微处理器/微控制器（Microprocessor/Microcontroller）及其接口。虽然本书不侧重于微处理器编程，但我们会介绍如何与这些核心器件进行基本的接口交互。 简单I/O接口实验： 讲解微处理器如何通过GPIO（General Purpose Input/Output）引脚与外部设备进行通信。实验可能是在FPGA或微控制器开发板上，利用GPIO口驱动LED、读取按键输入，或者控制简单的外设。 串行通信接口（Serial Communication Interfaces）： 介绍常见的串行通信协议，如UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）、SPI（Serial Peripheral Interface）和I2C（Inter-Integrated Circuit）。实验将可能包含： UART通信实验： 实现两台设备之间的UART通信，如PC与开发板之间的数据传输。 SPI/I2C通信实验： 实现与SPI/I2C接口外设（如传感器、EEPROM）的数据交互。 最后，本章还将涉及一些更高级的数字系统组件，例如： 时钟和定时电路（Clock and Timing Circuits）： 讲解振荡器、分频器等在产生和分配时钟信号中的作用。 中断控制器（Interrupt Controller）： 简要介绍中断的概念以及微处理器如何响应外部中断。 在所有这些模块和接口实验中，我们将强调理解其内部工作原理、掌握其数据手册（datasheet）的阅读方法，以及如何有效地进行接口连接和数据交互。通过本章的学习，读者将能更全面地了解数字系统是如何由各种功能模块组成的，以及它们之间是如何协同工作的。 第六章：FPGA与VHDL/Verilog入门 本章将为读者开启一个利用FPGA（Field-Programmable Gate Array）和硬件描述语言（HDL）进行数字逻辑电路设计的新篇章。FPGA作为一种高度灵活和可重构的硬件平台，已成为现代数字系统设计和快速原型验证的核心工具。 首先，本章将详细介绍FPGA的内部结构和工作原理。我们将讲解FPGA的基本构成单元，如查找表（Look-Up Tables, LUTs）、触发器（Flip-Flops）、可编程互连资源（Programmable Interconnects）和I/O块（I/O Blocks）。我们会解释这些单元如何被配置以实现任意的数字逻辑功能。 接着，我们将引入两种主流的硬件描述语言：VHDL（VHSIC Hardware Description Language）和Verilog。我们将重点介绍其中一种语言（例如，Verilog，因为其语法相对更接近C语言，对初学者可能更友好），但也会提及另一种语言的特点。 Verilog语言基础： 模块（Module）和端口（Port）： 讲解如何定义一个Verilog模块，以及如何声明输入、输出和双向端口。 数据类型（Data Types）： 介绍reg、wire等基本数据类型，以及向量（vectors）的概念。 赋值语句（Assignment Statements）： 讲解阻塞赋值（blocking assignment, =）和非阻塞赋值（non-blocking assignment, <=）的区别，以及它们在时序逻辑和组合逻辑中的应用。 过程块（Procedural Blocks）： 讲解always块（always @(), always @(posedge clk)）的作用，以及如何用它们来实现组合逻辑和时序逻辑。 实例化（Instantiation）： 讲解如何在一个模块中实例化其他模块，实现层次化设计。 基本逻辑门描述： 演示如何用Verilog描述AND、OR、NOT等基本逻辑门。 VHDL语言基础（简要介绍）： 简要介绍VHDL的实体（Entity）、架构（Architecture）、端口（Port）等基本概念，以及其声明和过程部分的区别。 在掌握了HDL语言的基础知识后，我们将通过一系列实验，指导读者如何在FPGA开发板上实现数字逻辑电路。 LED闪烁实验： 这是FPGA入门的经典实验。我们将指导读者使用Verilog描述一个简单的时钟分频器，产生一个比系统时钟慢的信号，然后用这个信号来控制LED的闪烁。 按键输入实验： 讲解如何读取FPGA开发板上的按键输入，并进行消抖处理（Debouncing），然后将其作为控制信号。 组合逻辑电路的FPGA实现： 将之前章节中学习的组合逻辑电路（如加法器、多路选择器）用Verilog描述，并在FPGA上实现，验证其功能。 时序逻辑电路的FPGA实现： 将触发器、寄存器、计数器等时序逻辑电路用Verilog描述，并在FPGA上实现，观察其时序行为。 简单的状态机FPGA实现： 设计一个简单的状态机，如交通灯控制器，并用Verilog实现，在FPGA上进行功能验证。 在每个FPGA实验中，我们将详细介绍使用FPGA开发工具链（如Intel Quartus Prime或AMD Vivado）的流程： 项目创建与配置。 HDL代码编写与仿真。 综合（Synthesis）： 将HDL代码转化为门级网表。 实现（Implementation）： 包括布局（Place）和布线（Route），将逻辑映射到FPGA的物理资源上。 生成比特流（Bitstream）文件。 下载比特流到FPGA开发板。 硬件调试与验证。 本章的目的是让读者熟悉FPGA的设计流程，掌握使用HDL语言进行数字逻辑设计的基本技能，为进行更复杂的数字系统设计打下坚实的基础。 第七章：数字系统设计与综合进阶 本章将在前几章的基础上，深入探讨更高级的数字系统设计理念和方法，并介绍如何利用EDA工具进行更有效的综合和优化。 首先，我们将深入探讨模块化设计（Modular Design）和层次化设计（Hierarchical Design）的思想。我们将强调如何将复杂的数字系统分解成一系列功能独立、接口明确的子模块，并通过实例化这些子模块来构建顶层模块。我们将讨论模块化设计带来的优势，如代码复用、易于调试和维护，以及提高团队协作效率。 接着，本章将重点介绍行为级建模（Behavioral Modeling）在HDL设计中的应用。在前面章节中，我们主要介绍了门级和数据流描述，本章将更侧重于使用高级的HDL结构，如有限状态机（FSM）的两种实现方式（摩尔型和米利型），以及如何使用过程块和任务（Tasks）来描述复杂的系统行为。我们将通过实例演示如何利用行为级建模来描述存储器控制器、通信协议接口等复杂模块。 随后，我们将深入研究EDA工具的综合（Synthesis）和优化（Optimization）。 综合过程详解： 我们将解释综合器如何将HDL代码转化为门级网表，并讨论不同综合选项（如速度优先、面积优先、功耗优先）对最终电路的影响。 时序约束（Timing Constraints）： 讲解如何为设计设定精确的时序目标，如时钟周期、输入/输出延迟等。我们将演示如何在EDA工具中设置这些约束，以及它们如何指导综合器进行优化。 逻辑优化技术： 介绍常见的逻辑优化技术，如冗余逻辑消除、共享逻辑（Sharing Logic）、多路复用器优化（Multiplexer Optimization）等，以及EDA工具如何自动应用这些技术。 功耗优化： 讨论降低数字电路功耗的策略，如时钟门控（Clock Gating）、电源门控（Power Gating）等，以及EDA工具在功耗优化方面的支持。 本章还将探讨可综合（Synthesizable）HDL代码的书写原则。我们将强调哪些HDL结构是综合器可以理解和转换的，而哪些结构（如延时语句``在综合时通常被忽略，除非用于特定时序仿真目的）只能用于仿真。我们会提供一些“坏的”代码示例，并解释为什么它们不可综合，以及如何进行修改。 另外，我们将简要介绍静态时序分析（Static Timing Analysis, STA）的基本概念，以及EDA工具如何通过STA来验证设计的时序是否满足要求。 最后，本章将通过一个综合性项目实验来巩固所学知识。这个项目可能是一个小型嵌入式系统的数字接口部分，例如一个简单的SD卡控制器接口，或者一个基于SPI协议的传感器数据采集系统。读者将需要进行模块化设计，使用HDL编写代码，设置时序约束，并利用EDA工具进行综合和实现，最终在FPGA上验证其功能。这个项目将综合运用前面章节中学到的所有知识，培养读者独立解决复杂数字设计问题的能力。 第八章：数字电路可靠性与测试 本章将关注数字电路的可靠性、可测试性设计（Design for Testability, DFT）以及测试方法。在实际的电子产品设计中，确保电路的稳定运行和准确性至关重要。 首先，我们将讨论数字电路的常见故障模式。这包括： 瞬态故障（Transient Faults）： 如电磁干扰（EMI）、电源波动等引起的暂时性错误。 永久性故障（Permanent Faults）： 如器件老化、制造缺陷、过载损坏等引起的永久性错误。 时序故障（Timing Faults）： 如建立时间和保持时间违例导致的错误。 逻辑故障（Logic Faults）： 如短路（Stuck-at faults）、开路（Open circuits）等。 接着，我们将深入探讨可测试性设计（DFT）的概念和技术。DFT的目标是在设计阶段就考虑如何让电路更容易被测试，从而降低测试成本和提高测试覆盖率。 扫描链（Scan Chain）： 讲解如何将电路中的触发器连接成一个串行扫描链，从而能够方便地将输入向量加载到触发器中，并将内部状态读出进行分析。我们将介绍扫描链的构建方法和扫描测试的工作原理。 内建自测试（Built-In Self-Test, BIST）： 介绍BIST的概念，即在芯片内部集成测试电路，使其能够独立地进行自身测试。我们将讲解伪随机序列发生器（PRPG）和多项式线性反馈移位寄存器（LFSR）在BIST中的应用。 边界扫描（Boundary Scan, JTAG）： 介绍IEEE 1149.1标准（JTAG）在板级测试中的应用，以及如何利用边界扫描链来测试芯片之间的连接和芯片的功能。 然后，我们将讨论数字电路的测试方法。 功能测试（Functional Testing）： 验证电路是否按照设计规格正常工作，通常是通过输入各种输入向量并检查输出是否正确。 结构测试（Structural Testing）： 针对电路的物理结构进行测试，旨在检测是否存在硬件故障，如短路、开路等。 直流参数测试（DC Parameter Testing）： 测试电路在静态工作条件下的直流特性，如输入/输出电压、电流等。 交流参数测试（AC Parameter Testing）： 测试电路在动态工作条件下的交流特性，如传播延迟、建立/保持时间等。 我们将指导读者如何利用仿真工具生成测试向量，以及如何利用逻辑分析仪、示波器等测试仪器来测量和分析电路的实际表现。 最后，本章将探讨电路可靠性设计的一些原则。这包括： 冗余设计（Redundancy Design）： 如三模冗余（TMR）等技术，通过备份和投票机制来提高系统的容错能力。 电源和时钟的鲁棒性设计： 确保电路在电源不稳定或时钟异常时仍能保持稳定工作。 抗干扰设计： 采取措施减少外部电磁干扰的影响。 通过本章的学习，读者将对数字电路的可靠性问题有更深刻的认识，并掌握一些基本的DFT技术和测试方法，为设计和生产更稳定可靠的数字产品奠定基础。 附录 常用集成电路芯片型号与功能表 VHDL/Verilog常用语法速查表 EDA工具常用命令与操作指南 数字逻辑电路实验常用元器件列表 相关参考文献与进阶阅读推荐
