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

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董海青 著

圖書標籤:

• 可編程邏輯器件
• PLD
• FPGA
• 數字邏輯
• 硬件描述語言
• VHDL
• Verilog
• 數字電路
• 可編程邏輯
• 集成電路

店鋪： 妙語書言圖書專營店

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302287988

商品編碼：29836472941

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

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：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.359kg

編輯推薦

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內容提要

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　　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

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章　器件概述
1.1　PLD的發展
1.2　PLD的分類
1.2.1　低集成度PLD
1.2.2　高集成度PLD
1.3　常見PLD廠商及器件簡介
1.3.1　常見廠商簡介
1.3.2　Xilinx公司常用FPGA簡介
1.3.3　Altera公司常用FPGA簡介
本章小結
習題

第2章　開發工具
2.1　軟件開發工具
2.1.1　EDA技術簡介
2.1.2　仿真工具
2.1.3　綜閤工具
2.1.4　庫編譯
2.2　硬件開發工具
2.3　實訓練習
2.3.1　ModelSim實訓
2.3.2　ISE Design實訓
2.3.3　Quartus Ⅱ實訓
本章小結
習題

第3章　硬件描述語言
3.1　硬件描述語言概述
3.1.1　HDL的發展
3.1.2　HDL的應用
3.1.3　Verilog HDL的優點
3.1.4　Verilog設計流程
3.2　Verilog HDL基礎語法
3.2.1　Verilog HDL模塊
3.2.2　Verilog HDL數據和語法規則
3.2.3　Verilog HDL運算符
3.2.4　Verilog HDL的賦值語句和塊語句
3.2.5　Verilog HDL的條件語句和循環語句
3.2.6　Verilog HDL的結構說明語句
3.2.7　Verilog HDL的編譯預處理
本章小結
習題

第4章　數字邏輯設計
4.1　單元電路設計
4.1.1　組閤邏輯設計
4.1.2　時序邏輯設計
4.2　復雜電路設計
4.3　有限狀態機
4.3.1　有限狀態機的特點
4.3.2　狀態機編碼
4.3.3　有限狀態機的設計步驟
4.3.4　Moore型狀態機設計
本章小結
習題

第5章　基於開發闆的FPGA設計
5.1　FPGA數字係統設計
5.1.1　實訓項目之LED循環流水燈
5.1.2　實訓項目之十進製計數器
5.1.3　實訓項目之百進製計數器
5.2　FPGA嵌入式設計
5.2.1　Xilinx FPGA嵌入式簡介
5.2.2　MicroBlaze的構架及接口
5.2.3　基於MicroBlaze的嵌入式設計
本章小結
習題
附錄
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《集成電路設計導論：從基礎到前沿》 內容簡介： 本書旨在為讀者提供一個全麵、深入的集成電路（IC）設計知識體係。從最基本的半導體物理原理齣發，循序漸進地引導讀者理解現代電子器件的底層運作機製，進而掌握數字電路、模擬電路的設計方法，最終觸及先進的係統級芯片（SoC）設計與驗證技術。本書不僅強調理論知識的嚴謹性，更注重實踐能力的培養，通過豐富的實例和仿真工具的運用，幫助讀者將抽象的理論轉化為具體的工程解決方案。 第一部分：半導體基礎與器件模型 在本書的第一部分，我們將首先迴顧並深化對半導體物理基礎的理解。這包括晶體管的工作原理，如MOSFET（金屬氧化物半導體場效應晶體管）和BJT（雙極結型晶體管）的特性、跨導、漏極電流等關鍵參數的推導與分析。我們將詳細介紹不同工藝下的晶體管模型，例如SPICE模型，以及如何利用這些模型進行精確的電路仿真。此外，還將探討溝道長度調製、短溝道效應、亞閾值區行為等高級概念，為後續的電路設計打下堅實基礎。 第二部分：數字集成電路設計 數字集成電路是現代電子係統的核心。本部分將從最基本的邏輯門（AND, OR, NOT, XOR等）講起，逐步構建組閤邏輯電路和時序邏輯電路。我們將深入講解邏輯功能的實現，包括卡諾圖化簡、Quine-McCluskey算法等優化方法。對於組閤邏輯電路，我們將介紹多路選擇器、譯碼器、編碼器、加法器、比較器等常用模塊的設計原理和Verilog/VHDL等硬件描述語言（HDL）的運用。 時序邏輯電路是實現存儲和狀態控製的關鍵。本書將詳細闡述觸發器（D觸發器、JK觸發器、T觸發器）和鎖存器的工作原理，以及它們如何構成寄存器、計數器、狀態機等。我們將學習有限狀態機（FSM）的設計方法，包括Moore型和Mealy型狀態機的狀態圖繪製、狀態分配和狀態方程推導。同步時序邏輯和異步時序邏輯的設計考量也將被深入探討。 此外，本部分還將介紹數字信號處理（DSP）在集成電路中的基本應用，如濾波器、乘法器、纍加器等模塊的設計。時鍾同步、時鍾樹綜閤（CTS）、時序約束和時序違例分析等關鍵的數字後端設計流程也將得到闡述，幫助讀者理解如何將邏輯設計轉化為可製造的芯片。 第三部分：模擬集成電路設計 模擬集成電路負責處理連續變化的信號，是連接物理世界與數字世界的橋梁。本部分將從最基本的電阻、電容、電感和各種有源器件（如二極管、晶體管）的非綫性特性入手。我們將詳細分析單級和多級放大器的設計，包括跨導放大器、運算放大器（Op-amp）的設計。 運放的穩定性、增益帶寬積、輸齣阻抗、共模抑製比（CMRR）、電源抑製比（PSRR）等關鍵性能指標的計算和優化將是重點。我們將學習負反饋在模擬電路中的重要作用，以及如何利用反饋來改善電路的性能。差分放大器、電流鏡、電流源等基本模擬電路模塊的設計和分析也將得到詳盡的講解。 振蕩器、濾波器（主動濾波器和無源濾波器）、電壓基準源、穩壓器等模擬電路的典型應用也將被納入討論。最後，我們將觸及ADC（模數轉換器）和DAC（數模轉換器）的基本原理和常見結構，如逐次逼近型ADC、Σ-Δ調製型ADC、R-2R DAC等，為理解數據轉換過程打下基礎。 第四部分：超大規模集成電路（VLSI）設計流程與方法 隨著集成電路的規模不斷增大，一套高效的設計流程至關重要。本部分將係統介紹VLSI設計的主要流程，從係統級需求分析開始，經過前端設計（RTL設計、邏輯綜閤、靜態時序分析）、後端設計（布局布綫、物理驗證）到製造和測試。 我們將重點講解硬件描述語言（HDL）在現代IC設計中的關鍵作用，並對Verilog和VHDL進行比較和深入介紹。邏輯綜閤工具如何將HDL代碼轉化為門級網錶，以及綜閤過程中的設計目標（麵積、速度、功耗）權衡也將詳細闡述。 後端設計是實現物理版圖的關鍵。我們將探討布局（placement）和布綫（routing）的基本算法和策略，以及它們對芯片性能的影響。物理驗證（Physical Verification）包括設計規則檢查（DRC）、版圖與原理圖一緻性檢查（LVS）以及寄生參數提取（Parasitic Extraction）等，是保證芯片可製造性和功能正確性的最後一道防綫。 第五部分：係統級芯片（SoC）設計與驗證 現代高性能芯片通常采用係統級芯片（SoC）的架構，將多個功能模塊（CPU、GPU、DSP、內存控製器、通信接口等）集成在一塊芯片上。本部分將介紹SoC設計的挑戰與機遇，包括總綫協議（如AMBA AXI）、片上網絡（NoC）等互連技術。 我們將重點討論SoC的驗證策略。仿真（Simulation）、形式驗證（Formal Verification）和硬件加速驗證（Hardware Acceleration）等驗證方法將得到介紹。約束隨機（Constrained Random）驗證方法在發現深層bug中的關鍵作用也將被詳細闡述，並通過SystemVerilog等更高級的HDL語言進行演示。 第六部分：先進主題與未來趨勢 最後，本書將展望集成電路設計的未來。內容將涵蓋低功耗設計技術（如時鍾門控、電源門控、動態電壓頻率調整DVFS）、先進的封裝技術（如3D ICs）、以及片上互連網絡（NoC）在多核處理器和SoC中的應用。我們還將觸及人工智能（AI）在EDA（電子設計自動化）工具中的應用，以及RISC-V等開源指令集架構（ISA）對IC設計行業的影響。 目標讀者： 本書適閤電子工程、微電子學、計算機科學等專業的本科生、研究生，以及從事集成電路設計、FPGA開發、嵌入式係統開發的工程師。讀者應具備一定的數字電路和模擬電路基礎知識。 學習目標： 通過學習本書，讀者將能夠： 理解集成電路設計的基本原理和流程。 掌握數字和模擬電路的設計與分析方法。 熟悉常用的EDA工具和硬件描述語言。 具備設計、驗證和優化簡單集成電路的能力。 對當前集成電路設計的前沿技術和未來趨勢有初步認識。 本書緻力於培養讀者解決復雜工程問題的能力，為他們在集成電路設計領域深入發展奠定堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本《可編程邏輯器件基礎》，我第一時間就翻閱瞭目錄，發現它涵蓋瞭PLD領域的多個重要方麵。從基礎的邏輯門電路、組閤邏輯和時序邏輯的基本概念，到各種PLD器件，如CPLD和FPGA的內部結構、工作原理，再到編程語言（如VHDL和Verilog）的應用，以及開發流程和工具鏈的使用，這本書似乎都做瞭比較全麵的覆蓋。我特彆關注的是關於FPGA的部分，因為目前FPGA在很多領域都得到瞭廣泛的應用，從通信、醫療、汽車到人工智能，它的身影無處不在。我希望能在這本書中找到對FPGA內部架構，例如查找錶（LUT）、觸發器（Flip-flop）、分布式RAM/ROM、DSP模塊以及高速收發器（SerDes）等關鍵組成部分的詳細闡述。同時，我也渴望瞭解如何利用這些資源來設計和實現高效的數字邏輯。此外，對於邏輯綜閤和靜態時序分析（STA）這兩大關鍵的設計環節，我也非常期待書中能夠提供深入的講解和實用的指導。畢竟，一個優秀的設計不僅要實現功能，還要滿足性能、功耗和麵積的要求，而STA是保證這一切的關鍵。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格我個人覺得非常適閤初學者，或者說對於想要係統學習PLD知識的讀者來說，它的循序漸進的方式顯得尤為可貴。作者並沒有一開始就拋齣復雜的概念和晦澀的公式，而是從最基本的數字電路原理講起，比如布爾代數、邏輯門的功能、以及各種基本邏輯單元的組閤。這種基礎性的鋪墊，對於我這樣可能在某些方麵基礎相對薄弱的讀者來說，無疑是巨大的福音。它讓我能夠重新審視和鞏固那些看似簡單，但卻支撐起整個PLD世界基石的概念。隨後，它逐步引入瞭PLA、GAL、CPLD等早期的PLD器件，並解釋瞭它們與早期離散邏輯芯片相比的優勢，例如更高的集成度和靈活性。接著，它自然地過渡到瞭FPGA，並詳細介紹瞭FPGA的硬件結構，如CLB（可配置邏輯塊）和IOB（輸入/輸齣塊）等。我特彆欣賞的是，書中並沒有僅僅停留在理論介紹，而是穿插瞭大量的例子和圖示，這極大地增強瞭理解的直觀性，讓抽象的電路結構和工作原理變得生動起來。

評分☆☆☆☆☆

這本書的章節結構安排得非常閤理，從基礎到進階，循序漸進，讓讀者能夠有條不紊地學習。我發現，它在講解不同PLD器件時，並沒有簡單地羅列它們的特性，而是深入分析瞭它們的設計哲學和技術演進。例如，在介紹CPLD時，它可能不僅講述瞭CPLD的結構，還會對比其與早期PLA和PAL器件的優勢，以及在某些特定場景下的適用性。而對於FPGA，它可能不僅詳細描述瞭其內部的查找錶（LUT）結構、可編程互連資源、以及配置方式，還會探討不同廠商的FPGA架構特點和技術路綫。我特彆關注書中是否會提供關於不同PLD器件在功耗、性能、成本和靈活性等方麵的權衡分析，這對於我在實際項目中選擇閤適的器件至關重要。同時，對各種PLD器件在不同應用領域的典型案例分析，我也充滿期待，這能幫助我更好地理解它們的設計價值。

評分☆☆☆☆☆

我深信，掌握硬件描述語言（HDL）是進行PLD設計的基礎，而這本書在這方麵的講解，我認為應該會非常紮實。從基礎的語法、數據類型、運算符，到如何描述組閤邏輯和時序邏輯，再到如何構建可重用模塊和接口，我都希望書中能夠提供清晰、全麵的指導。我尤其期待書中能夠深入講解VHDL和Verilog的仿真機製，以及如何編寫有效的測試平颱來驗證設計的正確性。此外，對於一些高級的HDL編程技巧，比如如何進行低功耗設計、如何利用並行處理能力、以及如何編寫高效的並發語句，我都希望能從中獲得啓發。書中是否會提供關於HDL代碼風格和優化建議？這對於提高代碼的可讀性、可維護性以及設計效率都至關重要。我希望通過學習，能夠寫齣結構清晰、功能準確、性能優越的HDL代碼。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計樸實無華，沒有那種花裏鬍哨的插圖，隻有沉穩的字體和淡淡的書名，讓人一眼就能感受到它是一本踏踏實實的專業書籍。我一直對微電子技術和嵌入式係統抱有濃厚的興趣，尤其是在數字電路設計領域。隨著科技的飛速發展，可編程邏輯器件（PLD）無疑是現代電子係統設計中不可或缺的關鍵組成部分。從簡單的邏輯門到復雜的FPGA，它們提供瞭極大的靈活性和強大的功能，使得工程師們能夠以前所未有的速度和效率實現復雜的數字邏輯。我一直想深入瞭解PLD的內部工作原理，以及如何有效地利用它們來構建高性能的電子産品。這本書的齣現，仿佛為我打開瞭一扇通往PLD神秘世界的大門。我期待它能夠帶領我從最基礎的概念講起，逐步深入到各種PLD的架構、編程模型、以及相關的設計工具和流程。能夠理解這些，對於我日後進行具體的電子設計項目，無論是FPGA加速、ASIC原型驗證，還是定製化的嵌入式係統開發，都將是至關重要的。我對書中關於邏輯綜閤、時序分析、以及物理實現這些核心環節的講解充滿瞭期待，希望它能幫助我建立起紮實的理論基礎和實用的設計技能。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書的深度和廣度都抱有很高的期待。我希望它能夠超越簡單的概念介紹，而是深入到PLD設計的本質。例如，在講解FPGA的內部結構時，它是否會深入分析查找錶（LUT）的實現原理、可編程互連網絡的拓撲結構、以及這些結構對設計性能的影響？在講解邏輯綜閤時，它是否會涉及各種優化算法，如麵積優化、速度優化、以及功耗優化？在講解時序分析時，它是否會深入討論時序路徑的類型、時序約束的設置策略、以及如何進行高級的時序收斂？此外，我希望書中能夠涉及一些更高級的主題，例如片上係統（SoC）的設計、嵌入式處理器與FPGA的集成、以及基於FPGA的加速計算等。這些內容將有助於我更全麵地理解PLD技術在現代電子係統中的地位和作用。

評分☆☆☆☆☆

我注意到這本書的作者在撰寫時，非常注重理論與實踐的結閤，這一點對於任何一個想要真正掌握PLD技術的讀者來說都至關重要。在閱讀過程中，我發現書中不僅提供瞭清晰的理論講解，而且還融入瞭大量的實際應用案例和工程實踐經驗。例如，它可能詳細介紹瞭一個完整的PLD項目從概念設計到最終實現的完整過程，包括如何選擇閤適的PLD器件、如何使用開發工具進行仿真和調試、以及如何進行性能優化等。我尤其期待書中關於實際工程中遇到的常見問題和解決方案的討論，比如時序衝突、功耗限製、以及如何進行低功耗設計等。能夠從這些實際案例中學習，遠比枯燥的理論知識更有價值。這本書似乎並沒有迴避那些在實際設計中可能遇到的挑戰，而是積極地引導讀者去思考和解決問題，這對於培養獨立解決工程問題的能力非常有幫助。

評分☆☆☆☆☆

作為一個在電子工程領域摸爬滾打多年的工程師，我一直對PLD技術的發展動態保持著高度的關注。這本書的內容，在我看來，並沒有局限於陳舊的知識點，而是著重於當前主流的PLD器件和設計方法。我特彆感興趣的是書中關於現代FPGA架構的闡述，特彆是對於那些高性能、低功耗器件的設計理念和實現技術的探討。例如，書中是否會深入分析現代FPGA中使用的先進技術，如低功耗設計技術、嵌入式處理器的集成、以及高速接口的設計與實現？另外，對於硬件描述語言（HDL）的學習，一直是PLD設計中的核心。我希望這本書能夠提供清晰、實用的VHDL和Verilog編程指導，並展示如何利用這些語言來描述和實現復雜的數字邏輯功能。特彆是關於模塊化設計、IP核的使用以及代碼的優化策略，這些都是提升設計效率和性能的關鍵。我對書中對於設計流程的講解也寄予厚望，希望它能覆蓋從需求分析、架構設計、HDL編碼、仿真驗證、邏輯綜閤、布局布綫，到最終硬件實現的整個生命周期。

評分☆☆☆☆☆

這本書在邏輯綜閤和時序分析部分的內容，對我來說是特彆具有吸引力的。我一直認為，掌握邏輯綜閤和時序分析是PLD設計中至關重要的環節，它們直接關係到設計的性能和可靠性。我希望書中能夠深入淺齣地講解邏輯綜閤的原理，包括各種綜閤算法的優缺點，以及如何編寫高質量、易於綜閤的HDL代碼。同時，對於時序分析，我期待書中能夠詳細介紹靜態時序分析（STA）的基本概念、各種時序約束的設置方法、以及如何分析和解決時序違例問題。書中是否會提供關於時序報告的解讀和優化技巧？例如，如何通過調整設計、修改約束或利用特定的FPGA資源來改善時序性能。我對書中可能包含的關於時序工具的使用指導也充滿期待，因為掌握這些工具是高效進行時序分析的關鍵。

評分☆☆☆☆☆

這本書的讀者群體設定，在我看來，非常廣泛，它既可以作為一本入門讀物，幫助初學者建立起PLD設計的基礎知識，也可以作為一本參考書籍，為有一定經驗的工程師提供更深入的理解和解決問題的思路。我特彆看重書中關於設計流程和工具鏈的介紹。對於初學者來說，能夠瞭解一個完整的PLD設計流程，從需求分析到硬件實現，會非常有幫助。對於有經驗的工程師來說，書中可能還會介紹一些最新的設計方法和工具，例如關於版本控製、代碼復用、以及自動化設計的理念。我希望書中能夠詳細介紹主流的PLD開發工具，如Xilinx ISE/Vivado、Altera Quartus等，並提供相關的操作指南和技巧。能夠熟練使用這些工具，是進行PLD設計的必備技能。