正版刚数字电路EDA实用教程9787560633978顾斌 等 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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顾斌 等 著

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店铺： 温文尔雅图书专营店

出版社： 西安电子科技大学出版社

ISBN：9787560633978

商品编码：29763421947

包装：平装

出版时间：2014-07-01

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基本信息

书名：数字电路EDA实用教程

定价：26.00元

作者：顾斌 等

出版社：西安电子科技大学出版社

出版日期：2014-07-01

ISBN：9787560633978

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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全书从实用的角度出发，通过大量工程实例，详细介绍了利用EDA技术设计可编程逻辑器件的方法和技巧。全书分为3篇，共6章。上篇为可编程逻辑器件基础知识篇，简要介绍了EDA技术的应用领域、FPGA和CPLD硬件结构，详细叙述了Altera公司和Xilinx公司常用开发工具的使用方法；中篇为硬件描述语言编程基础篇，通过大量实例详细介绍了VHDL和Verilog这两种常用的硬件描述语言的语法和常用数字电路功能的实现；下篇为数字系统开发实例篇，包括实用数字钟电路设计、串口通信设计、FIR滤波器的设计和数字频率计的设计。
　　本书语言简洁、结构清晰，以实际工程为背景，实例典型、丰富，来自于实践并且调试通过，是作者多年开发经验的推广与总结，代表性和指导性强，利于读者举一反三。
　　本书适合计算机、自动化、电子及硬件等相关专业的大学生，以及从事FPGA开发的科研人员使用。

目录

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上篇 可编程逻辑器件基础知识章 绪论 1.1 概述 1.2 EDA技术的应用领域 l.3 EDA的设计步骤 1.4 TOP-DOWN设计方法 1.5 硬件描述语言 1.5.l ABEL-HDL 1.5.2 Verilog-HDL 1.5.3 VHDL 1.5.4 Verilog-HDL和VHDL的比较 1.6 可编程逻辑器件开发工具 l.6.1 ispLEVER 1.6.2 ISE l.6.3 Quanus II l.7 IP核概述第2章 Xilinx公司产品介绍及开发平台应用 2.1 Xilinx公司及其FPGA产品 2.1.1 概述 2.1.2 可配置逻辑块CLB 2.1.3 输入／输出模块10B 2.1.4 Block RAM 2.2 ISE Design Suite集成开发环境 2.2.1 ISE Design suite各功能模块简介 2.2.2 ISE Foundation软件介绍 2.3 ISE Foundation设计流程 2.3.1 问题分析 2.3.2 设计输入 2.3.3 工程编译 2.3.4 仿真验证 2.3.5 器件配置与编程 2.3.6 IP核的使用 习题2第3章 AItera公司产品介绍及开发平台应用 3.1 Altera公司CPLD芯片 3.1.1 概述 3.1.2 功能描述 3.1.3 逻辑阵列块 3.1.4 用户Flash存储区 3.2 ModelSim的设计过程 3.2.1 新建工程与源文件 3.2.2 ModelSim仿真 3.3 Quartus Ⅱ的设计过程 3.3.1 设计输入 3.3.2 编译 3.3.3 编译前的约束设置 3.3.4 仿真前的参数设置 3.3.5 仿真 3.3.6 引脚分配 3.4 Quartus Ⅱ与Modelsim联合仿真 3.4.1 存储器初始化文件 3.4.2 Megawizard Plus-In Manager定制ROM 3.4.3 Quartus Ⅱ与ModelSim联合仿真 习题3中篇 硬件描述语言编程基础第4章 VHDL编程基础 4.1 VHDL概述 4.2 VHDL结构 4.2.1 实体说明 4.2.2 构造体 4.2.3 程序包、库及配置 4.3 VHDL顺序语句与并发语句 4.3.1 顺序语句 4.3.2 并行语句 4.4 VHDL要素 4.4.1 VHDL文字规则 4.4.2 VHDL数据对象 4.4.3 VHDL数据类型 4.4.4 VHDL运算符 4.5 数字电路的VHDL实现 4.5.1 组合逻辑电路设计 4.5.2 时序逻辑电路的VHDL实现 4.5.3 状态机的VHDL实现 知识梳理与总结 习题4第5章 Veriloo编程基础 5.1 Verilog简介 5.1.1 模块 5.1.2 时延 5.1.3 数据流描述方式 5.1.4 行为描述方式 5.1.5 结构化描述形式 5.1.6 混合设计描述方式 5.2 Verilog要素 5.2.1 标识符 5.2.2 注释 5.2.3 格式 5.2.4 编译指令 5.2.5 值集合 5.2.6 数据类型 5.3 表达式 5.3.1 算术操作符 5.3.2 关系操作符 5.3.3 相等关系操作符 5.3.4 逻辑操作符 5.3.5 按位操作符 5.3.6 归约操作符. 5.3.7 移位操作符 5.3.8 条件操作符 5.3.9 连接和复制操作 5.4 Veritog HDL的基本语法 5.4.1 赋值语句 5.4.2 块语句 5.4.3 条件语句 5.4.4 循环语句 5.4.5 结构说明语句 5.5 数字电路的Verilog实现 5.5.1 简单的组合逻辑设计 5.5.2 简单时序逻辑电路的设计 5.5.3 利用条件语句实现较复杂的时序逻辑电路 5.5.4 用always块实现较复杂的组合逻辑电路 5.5.5 在Verilog HDL中使用函数 5.5.6 利用有限状态机进行复杂时序逻辑的设计 5.5.7 模块之间的调用实现自顶向下的设计 知识梳理与总结 习题5下篇 数字系统开发实例第6章 典型数字系统设计 6.1 实用数字钟电路设计 6.1.1 分频器 6.1.2 时分秒计时器 6.1.3 数码管驱动模块 6.1.4 报时电路 6.1.5 顶层设计 6.1.6 数字钟的硬件验证 6.2 串口通信 6.2.1 异步串口数据传送格式 6.2.2 波特率发生器 6.2.3 数据发送模块程序 6.2.4 数据接收模块程序 6.2.5 顶层设计 6.2.6 串口通信的硬件验证 6.3 FIR滤波器的设计 6.3.1 FIR滤波器原理 6.3.2 FIR滤波器直接运算法 6.3.3 FIR滤波器IP核法 6.4 数字频率计的设计 6.4.1 测频原理 6.4.2 频率计的组成结构分析 6.4.3 频率计的VHDL程序 6.4.4 频率计的仿真结果 6.4.5 频率计的硬件验证 习题6附录 Nexys3开发板参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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探索数字逻辑的奥秘：从基础原理到前沿应用 本书旨在为读者提供一个全面且深入的数字电路设计与实现的学习路径。我们不局限于任何特定教材，而是从最根本的数字逻辑原理出发，层层递进，覆盖了从概念理解、器件选择、电路设计到实际验证的整个流程。通过生动形象的讲解和贴近实际的案例分析，帮助您构建扎实的理论基础，并掌握将理论知识转化为实际工程能力的通用方法。 第一章：数字世界的基石——二进制与逻辑门 数字电路的核心在于其对离散状态的逻辑处理。本章将从最基础的二进制数制讲起，深入理解0和1如何构成信息的基本单元。我们将详细解析各种逻辑运算，如与（AND）、或（OR）、非（NOT）、与非（NAND）、或非（NOR）、异或（XOR）和同或（XNOR）门的逻辑功能，并通过真值表、逻辑符号和波形图等多种形式进行阐释。您将学会如何通过这些基本逻辑门组合，实现更为复杂的逻辑功能。此外，我们还将初步探讨逻辑函数的最小化方法，例如卡诺图（Karnaugh Map）的应用，为后续的电路优化打下基础。 第二章：构建逻辑块——组合逻辑电路设计 在掌握了基本逻辑门之后，本章将引导您进入组合逻辑电路的设计。组合逻辑电路的输出仅取决于当前的输入，没有记忆功能。我们将从经典的组合逻辑电路入手，如编码器、译码器、多路选择器（Multiplexer）和数据分配器（Demultiplexer）。这些电路在数据选择、信号分配和逻辑控制等方面扮演着至关重要的角色。您将学习如何根据需求规格，绘制逻辑框图，编写逻辑表达式，并通过逻辑门实现这些电路。同时，我们将深入讲解并行加法器、全加器、减法器等算术逻辑电路的设计，理解数据运算的内在原理。此外，还会涉及数字比较器、奇偶校验电路等实用组合逻辑单元的设计与应用。 第三章：引入时间维度——时序逻辑电路 与组合逻辑不同，时序逻辑电路的输出不仅取决于当前输入，还与电路过去的状态有关，即具有“记忆”功能。本章将重点介绍构成时序逻辑电路的基本单元——触发器（Flip-flop）。我们将详细讲解SR触发器、D触发器、JK触发器和T触发器的工作原理，包括它们的触发方式（电平触发、边沿触发）、状态转移和时钟信号的控制。在此基础上，我们将引入寄存器（Register）的概念，它是若干个触发器的组合，用于存储多个二进制位的数据。您将学习如何设计不同位宽的寄存器，并理解它们在数据缓冲和并行传输中的作用。 第四章：循环往复——时序逻辑电路的进一步探索 在深入理解触发器和寄存器之后，本章将进一步拓展时序逻辑电路的应用。我们将重点介绍计数器（Counter）的设计，包括同步计数器和异步计数器。您将学习如何设计加法计数器、减法计数器、任意模计数器，并理解它们在频率分频、波形生成和数字测量等方面的应用。此外，我们将探讨状态机（State Machine）的设计，这是一种强大的模型，用于描述和控制具有有限状态的系统。我们将详细讲解有限状态机（FSM）的两种基本类型：摩尔（Moore）型和米利（Mealy）型，并教授如何将其转化为实际的时序逻辑电路。状态机的应用无处不在，从简单的控制逻辑到复杂的微处理器指令译码，都离不开它的身影。 第五章：数据处理的舞台——存储器结构与设计 存储器是数字系统中不可或缺的关键组成部分，用于保存和读取数据。本章将深入探讨不同类型的存储器。我们将从静态随机访问存储器（SRAM）和动态随机访问存储器（DRAM）的基本单元结构开始，理解它们的工作原理和读写操作。随后，我们将介绍只读存储器（ROM），包括掩膜ROM（MROM）、可编程ROM（PROM）、可擦写可编程ROM（EPROM）和电可擦写可编程ROM（EEPROM），以及闪存（Flash Memory）等非易失性存储器的特性和应用。您将学习如何设计简单的存储器接口，理解存储器的地址译码、数据总线和控制信号。 第六章：信号的转化与处理——数模混合电路基础 现代数字系统往往需要与现实世界的模拟信号进行交互。本章将为您介绍数模混合电路的基础知识。我们将讲解模数转换器（ADC）的基本原理，包括常用的采样、量化和编码过程，并介绍不同类型的ADC，如逐次逼近型ADC、双积分型ADC和Σ-Δ型ADC。同样，我们也介绍数模转换器（DAC）的工作原理，以及常见的DAC类型，如电阻网络DAC和电容开关DAC。您将了解这些转换器在音频、视频信号处理、传感器数据采集和控制系统中的重要作用。 第七章：实现数字设计的利器——硬件描述语言（HDL）入门 随着集成电路复杂度的不断提升，传统的逻辑图绘制和手写电路已无法满足需求。硬件描述语言（HDL）应运而生，成为现代数字电路设计的主流工具。本章将为您引入业界广泛使用的HDL，如Verilog HDL或VHDL。您将学习HDL的基本语法，包括数据类型、运算符、语句结构（如赋值语句、always块、过程块）以及模块的实例化。我们将通过具体的例子，演示如何使用HDL来描述组合逻辑和时序逻辑电路，并讲解如何将HDL代码映射到实际的硬件。 第八章：从代码到芯片——FPGA与ASIC设计流程概览 本章将为您勾勒出数字电路从设计到实现的完整流程。我们将介绍现场可编程门阵列（FPGA）和专用集成电路（ASIC）两种主要的硬件实现方式。您将了解FPGA的结构，包括查找表（LUT）、触发器和布线资源，以及其设计流程，如代码编写、综合、布局布线和比特流生成。对于ASIC设计，我们将简要介绍其流程，包括逻辑综合、物理综合、版图设计和流片等关键环节。此外，我们将探讨EDA（Electronic Design Automation）工具在整个设计流程中的作用，以及仿真、时序分析和验证的重要性。 第九章：实用案例分析与项目实践 理论学习离不开实践的检验。本章将通过一系列精心设计的实用案例，巩固您所学的知识。我们将可能涉及：简单的数字钟、交通灯控制器、小型计算器、数据采集模块等。每个案例都将从需求分析开始，逐步引导您完成逻辑设计、HDL代码编写、仿真验证，直至最终的硬件实现（如果条件允许）。通过亲手实践，您将更深刻地理解数字电路设计的挑战与乐趣，并培养独立解决问题的能力。 第十章：数字电路的前沿展望 随着科技的飞速发展，数字电路的设计与应用也在不断演进。本章将带您展望数字电路领域的一些前沿技术和发展趋势，例如：低功耗数字电路设计、高性能计算中的数字逻辑、嵌入式系统中的数字信号处理、以及人工智能硬件加速中的数字电路设计等。这将帮助您拓宽视野，了解行业动态，为未来的学习和职业发展指明方向。 本书力求以清晰易懂的方式，将抽象的数字逻辑概念转化为可操作的设计方法。我们相信，通过系统地学习本书内容，您将能够掌握数字电路设计的核心技能，为未来在电子工程、计算机科学等相关领域的学习和工作打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的写作风格极其乏味和刻板，缺乏任何吸引读者的“人情味”。通篇都是干巴巴的陈述句，语气单调，读起来就像在啃一块没有调味的干面包。技术书籍固然需要严谨，但也不能牺牲掉可读性。作者完全没有尝试用生动的语言、贴近生活的比喻或者巧妙的提问来引导读者的思考，使得原本应该充满乐趣的数字逻辑学习过程，变成了一场枯燥的文字马拉松。每一次翻开这本书都需要极大的意志力来克服困倦感。我更喜欢那些能让我感受到作者热情和思考过程的书籍，能让人在阅读中产生共鸣，而不是仅仅把知识点机械地灌输进来。这本书在这方面做得非常失败，它成功地将一个有趣的主题包装成了一本令人昏昏欲睡的参考书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的实践案例部分简直是笑话，与标题中“实用”二字相去甚远。所谓的“EDA 实用教程”，结果给出的例子都是上世纪八九十年代的教科书式小例子，缺乏现代设计流程的影子。我尝试跟着书中的步骤，用当前主流的EDA工具进行仿真和综合，结果发现书中的许多约束条件和设计流程描述已经完全过时，工具版本差异导致很多命令根本无法执行，或者得出的结果与书中所述大相径庭。这让人感觉作者对当前业界使用的工具链和设计规范脱节太严重了。一本“实用”的教程，理应紧密结合最新的行业标准和工具特性，教读者如何解决实际工程中遇到的那些复杂问题，而不是沉溺于过时的演示代码中。投入时间去学习这些“怀旧”的案例，对我来说是时间的极大浪费。

评分☆☆☆☆☆

我不得不说，这本书的理论深度确实有待商榷。它更像是一本面向绝对初学者的入门速查手册，很多关键的理论推导和背后的物理意义都没有得到充分的阐述。比如在讲解CMOS反相器的延迟模型时，仅仅停留在公式的罗列，对于影响这些参数的实际工艺参数变化和设计权衡（Trade-off）讨论得非常肤浅。我期待的是那种能让我“茅塞顿开”，理解电路“为什么”是那样工作的深度分析，但这本书提供的更多是“是什么”的陈述。对于已经掌握了基础数字电路原理的读者来说，这本书几乎没有提供任何增量价值，很多内容在网上随便一搜就能找到更清晰的解释，甚至配有更直观的动画演示。它更像是一份标准化的课程讲义剪辑，缺乏作者独特的见解和深入的洞察力。

评分☆☆☆☆☆

关于这本书中对特定逻辑门电路的描述，我发现其细节处理存在明显的不足，尤其是在提及亚稳态（metastability）处理时，简直是敷衍了事。对于一个涉及系统稳定性的关键概念，作者仅仅用了一小段话含糊其辞地带过，没有深入分析触发器在输入信号交叉域（crosstalk region）采样时产生的概率模型，也没有提供任何实用的设计技巧来降低亚稳态风险，比如增加采样窗口或采用特定的同步电路结构。这种对关键工程细节的避重就轻，对于一本号称全面的教材来说是不可接受的。在高速数字系统设计中，这些“小问题”往往是导致系统崩溃的罪魁祸首。这本书在基础理论的广度上尚可，但在关键的工程深度和前沿挑战的应对上，明显暴露出知识的滞后和理解的不到位，给人的感觉是“知道一点点，但远未精通”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版简直是灾难，字体大小不一，间距混乱，看着眼睛生疼。感觉像是赶工出来的草稿直接拿去印刷了，完全没有经过细致的校对和设计。很多图表的标注都模糊不清，甚至有些地方的文字和图表是错位的，严重影响了阅读体验。作者在内容组织上也显得有些零散，知识点之间的衔接很生硬，读者需要花费大量时间去梳理和理解原本应该清晰的逻辑关系。对于初学者来说，这样的阅读体验无疑是一种巨大的挫败，让人很难产生深入学习的动力。如果不是为了应付考试或者工作需要，我真想直接把它扔到一边。希望未来的版本能够重视这些基础的排版和设计问题，毕竟一本技术书籍的专业性不仅体现在内容深度上，更体现在其呈现方式的严谨性上。