具体描述
基本信息
书名：数字系统设计实验教程
定价：35.00元
作者：屈民军等
出版社：科学出版社有限责任公司
出版日期：2017-02-01
ISBN：9787030301857
字数：
页码：
版次：1
装帧：平装
开本：16开
商品重量：0.400kg
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内容提要
本书基于浙江大学电子电气基础课程改革的成果编写而成，通过实例与实验详细介绍数字系统设计的原理与方法。全书共7章，43章主要讲解FPGA的结构与原理、数字系统的结构化设计方法、设计验证和设计实现；第4～7章以培养综合设计和创新能力为原则，通过精选的28个实验来训练ModelSim、ISE和chipScopePro等专用开发工具的使用，以及各类典型数字单元、接口和系统的设计。
本书内容紧密联系教学与科研生产实践，实验内容强调基础性、实用性、系统性和趣味性，实验环境基于Xilinx公司的XUPVirtex—II Pro开发平台，并提供部分VerilogHDL程序和丰富的教学资源。
本书可作为普通高等院校电子电气相关专业的数字电路与系统实验课教材，也可作为工程技术人员的参考书。
目录
丛书序
总前言
前言
章 FPGA与数字系统设计
1．1 概述
1．2 可编程逻辑器件基础
1．2．1 可编程逻辑器件的发展历史
1．2．2 FPGA芯片的结构
1．3 基于FPGA的数字系统设计流程
1．4 基于FPGA的数字系统调试
1．4．1 数字系统的调试
1．4．2 选择合适的FPGA调试方法
1． 5实验平台开发的选择
1．5．1 实验硬件平台的选择
1．5．2 EDA软件的选择
1．6 小结
思考题1
第2章 数字系统设计方法
2．1 数字系统的基本组成
2．2 数字系统的结构化设计方法
2．2．1 自顶而下的设计方法
2．2．2 用ASM图设计控制器
2．3 数字系统设计实例
2．3．1 频率测量系统控制器的设计
2．3．2 简易交通信号灯控制系统的设计
2．4小 结
思考题2
第3章 testbench的编写
3．1 概述
3．2 testbench的结构形式
3．2．1 testbench的基本结构
3．2．2 testbench结构实例详解
……
第4章 数字系统实验平台的使用
第5章 数字系统设计的基础实验
第6章 数字系统综合设计实验
第7章 CPU设计
附录A XUP Virtex-II Pro开发系统的使用
附录B Digitlo型扩展板的使用
附录C ASCIl码表
附录D Xilinx仿真库的建立
参考文献
作者介绍
文摘
序言
用户评价
一直以来，我对数字系统设计领域都充满了向往，但理论知识的浩瀚和实践操作的匮乏，常常让我感到力不从心。直到我遇到了这本《数字系统设计实验教程》，才真正找到了一本能够系统地引导我进入数字世界的神器。这本书的独特之处在于，它没有上来就抛出晦涩难懂的理论，而是从最基础的逻辑门电路开始，以一种非常直观和实用的方式，逐步引导读者去理解数字系统的构成和工作原理。我非常欣赏书中在每个实验项目的设计上，都进行了详尽的铺垫。它会详细阐述实验的目的、所需的理论基础以及预期的结果，这使得我在开始实验之前，就能带着明确的目标去进行学习。在组合逻辑电路的设计方面，书中从简单的加法器、减法器入手，逐步引导读者去设计更复杂的译码器、编码器、多路选择器等。并且，在讲解过程中，非常注重培养读者的逻辑思维能力，鼓励读者自己去推导逻辑表达式，去分析电路的输出。我记得有一个实验是设计一个简单的 ALU（算术逻辑单元），书中并没有直接给出最终的电路图，而是鼓励我先独立设计出加法、减法、逻辑与、逻辑或等功能模块，然后再将它们组合起来。这种“积木式”的设计方法，让我深刻体会到模块化设计的重要性。书中对“关键技术难点”的剖析也做得非常到位。它能够预测到我们在实验过程中可能遇到的各种问题，并提供详细的解释和解决方案。这极大地提高了我的学习效率，让我能够更专注于核心的设计思路。我尤其欣赏书中在讲解时序逻辑电路时，对时钟信号的稳定性和触发器的翻转特性进行了非常深入的分析，并且提供了避免亚稳态的实用技巧。这对于设计可靠的时序系统至关重要。此外，这本书在实验验证和结果分析方面也提供了非常实用的指导。它不仅仅是简单地要求我们完成实验，更引导我们如何去分析仿真波形，如何去判断电路的正确性，以及如何从错误中学习。这让我对数字系统的设计和验证有了更全面、更深刻的认识。
评分我一直对数字系统设计这个领域充满了好奇，但理论知识的繁杂和缺乏实践指导，常常让我感到无从下手。《数字系统设计实验教程》这本书的出现，无疑为我打开了一扇全新的大门。这本书的独特之处在于，它不仅仅是简单地罗列实验步骤，而是更注重于培养读者的设计思维和解决问题的能力。从最基础的门电路组合，到复杂的组合逻辑和时序逻辑电路，这本书都提供了非常清晰的讲解和设计思路。我尤其欣赏书中对每一个实验项目的前期铺垫，它会详细阐述实验的目的、所需的理论基础以及预期的结果。这使得我能够带着明确的目标去进行实验，而不是盲目地操作。例如，在设计加法器时，书中并没有直接给出最终的电路图，而是引导我先了解半加器和全加器的原理，然后逐步构建出多位加法器。这种“由简入繁”的设计过程，让我深刻理解了逻辑电路的设计层次和模块化思想。书中对“常见问题与对策”的分析也做得非常到位。它能够预见到我们在实验过程中可能遇到的各种困难，并提供详细的解决方案。这对于初学者来说，无疑是巨大的帮助，能够避免走很多弯路。我记得在学习时序逻辑时，书中对时钟信号的特性、触发器的翻转时序以及亚稳态的产生机制进行了非常深入的讲解，并且提供了避免亚稳态的实用技巧。这一点对于理解和设计稳定的数字系统至关重要。此外，这本书在实验验证和结果分析方面也提供了非常实用的指导。它不仅仅是简单地要求我们完成实验，更引导我们如何去分析仿真波形，如何去判断电路的正确性，以及如何从错误中学习。这让我对数字系统的设计和验证有了更全面、更深刻的认识。这本书不仅教会我如何去设计数字系统，更重要的是，它教会了我如何去思考，如何去解决问题。
评分坦白说，作为一名电子工程专业的学生，我对数字电路的理论知识可谓是了如指掌，但每次面对实际的实验项目，总感觉力不从心。《数字系统设计实验教程》这本书就像是我学习道路上的一盏明灯，它用一种非常直观和实用的方式，将抽象的理论转化为具体的实践。这本书最吸引我的地方在于，它不是简单地罗列实验步骤，而是对每一个实验的设计思路、核心原理以及可能遇到的问题都进行了深入的剖析。例如，在讲解组合逻辑电路时，它会从最基本的逻辑门开始，逐步引导读者去设计更复杂的组合逻辑功能，如加法器、减法器、比较器等。并且，它在讲解过程中，非常注重培养读者的逻辑思维能力，鼓励读者自己去推导逻辑表达式，去分析电路的输出。我记得有一个实验是设计一个二进制译码器，书中并没有直接给出最终的电路图，而是引导我从真值表出发，一步步推导出最小项表达式，再化简，最终得到最优的电路实现。这种过程让我深刻体会到，设计不仅仅是“搭积木”，更是一个严谨的逻辑推理和优化的过程。书中对时序逻辑电路的讲解也同样精彩。它清晰地解释了触发器的原理，如何利用触发器构建寄存器和计数器，以及状态机的设计方法。在讲解状态机时，它会详细分析状态转移图和状态表，并引导读者如何将其转化为实际的电路。我尤其欣赏书中对“时序约束”和“冒险竞争”问题的讲解。这些问题在实际数字电路设计中非常常见，如果处理不好，很容易导致电路工作不稳定。书中对此进行了非常细致的分析，并提供了相应的解决方法。此外，书中对实验结果的分析和验证部分也做得非常到位。它不仅仅是告诉你“做完实验就好”，而是引导你如何去分析仿真波形，如何去判断电路的正确性，以及如何去发现和解决潜在的问题。这本书就像是一位经验丰富的导师，手把手地教我如何成为一名合格的数字系统设计者。它让我从理论的海洋中走出来，踏入了实践的土地，并且让我明白了如何在实践中思考和解决问题。
评分说实话，拿到《数字系统设计实验教程》之前，我对市面上的一些实验教材多少有些“免疫力”，觉得它们要么太理论化，要么就是把所有东西都给你准备好了，少了点自己动手的乐趣。但是，这本书完全颠覆了我的看法。它就像是在教你一项“手艺”，从最基础的“打地基”——逻辑门，一步步教你“盖房子”——构建复杂的数字系统。书中对每个实验的讲解都非常细致，从为什么要设计这个电路，到这个电路的核心原理是什么，再到具体的设计步骤，都讲得清清楚楚。最让我惊喜的是，它在讲解一些关键技术点的时候，不会只是简单地告诉你“这样做”，而是会深入分析“为什么这么做”，以及这样做有什么好处。比如，在讲解组合逻辑电路时，它花了很多篇幅来讲解如何进行逻辑函数的化简，并且会对比不同的化简方法，让你自己去体会哪种方法更优。这对于培养我的逻辑思维和优化能力真的非常有帮助。在时序逻辑部分，书中的讲解更是让我眼前一亮。它不仅仅是讲解了触发器、寄存器、计数器的工作原理，更重要的是，它还会引导你如何利用这些基本单元去构建更复杂的时序系统，比如状态机。书中对状态机的讲解非常透彻，从状态转移图的绘制，到状态表的生成，再到最终的电路实现，都一步步地教你，并且还会分析可能遇到的问题，比如冒险竞争。这让我感觉，我不再是简单的“照猫画虎”，而是真正地理解了数字系统设计的精髓。而且，书中对实验的验证和分析部分也做得非常到位。它会引导你如何去使用仿真工具，如何去分析仿真波形，如何从波形中找出设计中的错误。这对于培养我严谨的设计态度和解决问题的能力非常有帮助。这本书让我感觉，我不仅仅是在学习如何设计数字电路，更是在学习如何成为一名优秀的数字系统设计师。
评分说实话，当初买这本《数字系统设计实验教程》纯粹是抱着“试试看”的心态，因为我之前接触过一些数字电路的书籍，大多过于偏重理论，或者实验部分过于简单，缺乏深度。但这本书给了我一个巨大的惊喜。它最让我赞赏的一点是，在每个实验项目的介绍中，都清晰地列出了“实验目标”和“实验原理”。这一点看似简单，但对于很多教材来说却恰恰是缺失的。了解清楚目标和原理，我才能知道我为什么要进行这个实验，以及通过这个实验我能学到什么。书中的实验项目设计非常合理，从基础的逻辑门操作，到组合逻辑电路，再到时序逻辑电路，层层递进，难度循序渐进。例如，在讲解加法器的部分，它不仅介绍了半加器和全加器，还引导读者去设计一个多位的二进制加法器，甚至提到了进位传播和进位选择等优化策略。这让我深刻体会到，即使是看似简单的功能，在实际设计中也存在着许多值得研究的细节和优化的空间。书中对实验步骤的描述也极为详尽，每一步都清晰明了，配以恰当的图示和必要的代码示例（尽管我希望看到更多关于Verilog/VHDL的实战代码，而不仅仅是逻辑图）。最让我印象深刻的是，书中对于“仿真与验证”这一环节给予了高度重视。它详细讲解了如何使用仿真工具来验证设计的正确性，如何分析仿真波形，如何识别和纠正错误。这部分内容对于任何一个数字设计工程师来说都至关重要，因为在实际项目中，仿真环节的质量直接关系到最终产品的可靠性。此外，书中还涉及了一些实际应用中的考量，比如时序分析、功耗估算等，虽然这些可能不是每个初学者都必须掌握的，但它们的存在让这本书的视野更加开阔，也为读者指明了进一步学习的方向。我特别喜欢书中在讲解复杂逻辑功能时，会引用一些实际的电路设计案例，这使得抽象的理论知识变得更加生动具体。比如，在讲解状态机设计时，它可能会举一个交通灯控制器的例子，这比单纯地介绍有限状态机的抽象模型要容易理解得多。总而言之，这本书不仅仅是一本“照着做”的实验手册，它更像是一位循循善诱的良师益友，引领我一步步深入数字系统的设计世界，让我对数字逻辑有了更深刻的认识和更强大的实践能力。
评分这本书《数字系统设计实验教程》简直是我寻找已久的“宝藏”。作为一名渴望深入了解数字系统设计领域的学习者，我一直被市面上充斥着各种理论艰深或实验过于基础的教材所困扰。而这本书，恰好完美地平衡了理论与实践，并且在实验设计上充满了匠心。它从最基础的逻辑门电路出发，循序渐进地引入了组合逻辑和时序逻辑的核心概念，每一个实验项目都经过精心设计，能够有效地锻炼读者的逻辑思维和电路设计能力。我非常喜欢书中在讲解每一个实验时，都详细阐述了“实验背景”、“核心原理”和“设计步骤”。这使得我在开始实验之前，就能对整个项目有一个清晰的认识，并且能够理解其背后的逻辑。在组合逻辑电路的设计方面，书中从简单的加法器、减法器入手，逐步引导读者去设计更复杂的译码器、编码器、多路选择器等，并且在讲解过程中，非常注重培养读者的逻辑化简和优化能力。我记得有一个实验是设计一个简单的 ALU（算术逻辑单元），书中没有直接给出最终的电路图，而是鼓励我先独立设计出加法、减法、逻辑与、逻辑或等功能模块，然后再将它们组合起来。这种“积木式”的设计方法，让我深刻体会到模块化设计的重要性。书中对“关键技术难点”的剖析也做得非常到位。它能够预测到我们在实验过程中可能遇到的各种问题，并提供详细的解释和解决方案。这极大地提高了我的学习效率，让我能够更专注于核心的设计思路。我尤其欣赏书中在讲解时序逻辑电路时，对时钟信号的稳定性和触发器的翻转特性进行了非常深入的分析，并且提供了避免亚稳态的实用技巧。这对于设计可靠的时序系统至关重要。此外，这本书在实验验证和结果分析方面也提供了非常实用的指导。它不仅仅是简单地要求我们完成实验，更引导我们如何去分析仿真波形，如何去判断电路的正确性，以及如何从错误中学习。这让我对数字系统的设计和验证有了更全面、更深刻的认识。
评分这本书的出现，无疑填补了我对数字系统设计实践技能提升的一大空白。在学校的学习中，我们接触了大量的数字逻辑理论，了解了各种逻辑门、组合逻辑和时序逻辑的概念，但实际动手能力却始终是一块短板。市面上的一些实验指导，要么过于简单，只能实现一些非常基础的功能，要么就是直接提供完整的代码，缺乏引导读者独立思考和设计的乐趣。然而，《数字系统设计实验教程》在这方面做得非常出色。它从最基础的逻辑门构建开始，逐步深入到更复杂的逻辑单元，例如编码器、解码器、寄存器、计数器等。每个实验的设计都非常具有代表性，涵盖了数字系统设计中的核心概念和常用模块。让我印象深刻的是，书中并没有直接给出“答案”，而是通过层层引导，让你自己去思考如何实现。例如，在设计一个简易的 ALU（算术逻辑单元）时，它会先让你设计加法器、减法器，然后再引导你如何将它们组合起来，并实现一些基本的逻辑运算。这种“授人以渔”的教学方式，让我觉得受益匪浅。书中对实验的“难点分析”部分尤为可贵，它提前预判了我们在实验过程中可能遇到的问题，并给出了详细的解释和建议。这就像是为你提前扫清了路上的障碍，让你能够更专注于核心的设计思路。我尤其喜欢它在讲解时序逻辑时，对时钟信号、触发器翻转时序以及状态转移的清晰阐述。这一点对于理解和设计复杂的时序系统至关重要。书中提供的示例电路图清晰易懂，逻辑符号使用规范，即使是初学者也能快速上手。我曾经尝试过使用一些在线的仿真工具来验证我的设计，但往往因为对波形分析理解不深而屡屡碰壁。这本书在这方面提供了非常实用的指导，它通过具体的仿真波形图，详细讲解了如何分析信号的时序关系，如何判断设计是否符合预期。这让我对仿真和验证有了更系统、更深入的认识。虽然书中对硬件描述语言（HDL）的提及似乎不多，但我相信，通过书中对逻辑功能的深刻理解和实践，再去学习HDL会事半功倍。这本书的价值在于它为数字系统设计打下了坚实的逻辑基础和实践根基，这对于未来学习更高级的数字设计技术（如FPGA、ASIC等）至关重要。
评分初次拿到《数字系统设计实验教程》这本书，我便被它严谨的编排和丰富的实验内容所吸引。作为一名对数字逻辑有着浓厚兴趣的学习者，我一直渴望找到一本能够系统地提升我实践能力的教材。市面上很多教程往往侧重于理论的讲解，而忽略了动手实践的重要性；也有一些实验手册，内容过于浅显，难以满足深入学习的需求。然而，这本书恰恰满足了我对一本优秀实验教程的所有期待。它从最基础的逻辑门电路入手，逐步引入了组合逻辑和时序逻辑的核心概念，并且每一个实验项目都设计得非常巧妙，能够充分锻炼读者的逻辑思维和电路设计能力。我特别喜欢书中在讲解每一个实验之前，都会详细阐述“实验目的”和“核心原理”。这让我能够清晰地了解每个实验的学习重点，以及为什么要做这个实验。在实验设计方面，这本书的设计循序渐进，难度逐步提升。例如，在学习组合逻辑时，它会从简单的加法器、减法器开始，逐步引导读者设计出更复杂的运算单元，甚至涉及到流水线和并行处理的思想。这让我深刻体会到，即使是基础的逻辑功能，在不同的设计策略下也能实现不同的性能和效率。书中对于“关键技术点”的剖析也做得非常出色。它能够预测到读者在实验过程中可能遇到的难点，并提前进行详细的讲解和指导。这极大地节省了我的摸索时间，让我的学习更加高效。例如，在讲解时序逻辑时，书中对时钟信号的稳定性和触发器的翻转特性进行了深入的分析，并提供了避免亚稳态的有效方法。此外，这本书在实验验证和结果分析方面也提供了非常实用的指导。它不仅鼓励读者去仿真验证，更引导读者如何去解读仿真波形，如何从波形中找出设计中的错误。这对于培养严谨的设计态度和解决问题的能力至关重要。这本书为我打开了数字系统设计实践的大门，让我能够将书本上的理论知识转化为实际的操作，并且在实践中不断学习和成长。
评分老实说，这本书《数字系统设计实验教程》是我近年来看到的最“实在”的一本技术类书籍了。我一直觉得，学数字电路，光看理论是不够的，必须得动手做。但很多现成的实验教程，要么就是照着 datasheet 抄一遍，缺乏思考；要么就是直接给你一个封装好的 IP，让你感觉不到设计的乐趣。这本书完全不是这样。它从最最基础的逻辑门开始，就像是在教你走路一样，一步一个脚印。比如，它不会一开始就给你一个复杂的 ALU，而是先让你设计一个半加器，然后是全加器，再到多位加法器。在这个过程中，它会不断地引导你思考，为什么这么设计？有没有更好的方法？我印象特别深刻的是，在讲解组合逻辑电路时，书中花了很大篇幅来讲解如何从逻辑表达式化简到最终的电路实现。它不会简单地告诉你用什么方法化简，而是会一步步地演示，并且还会分析不同化简方法的优劣。这对于培养我的逻辑思维和优化能力真的很有帮助。更绝的是，它在一些实验项目后面，都会有一个“拓展思考”或者“进阶挑战”的部分。这就让你不仅仅是完成老师布置的任务，还能自己去探索，去挑战更复杂的设计。我记得有一次，我跟着书里的指导设计了一个简单的交通灯控制器，做完之后，我按照书上的建议，尝试去实现一个包含行人过马路按钮的复杂版本，结果发现了很多之前没有考虑到的问题，而书里的一些原理讲解，又恰好能帮助我解决这些问题。这本书在讲解时序逻辑的部分也做得非常扎实。它不会只讲触发器是怎么工作的，还会讲到如何利用触发器构建移位寄存器、计数器，以及如何设计状态机。它在讲解状态机时，还会细致地分析状态转移图和状态表，以及如何将它们映射到实际的电路。我尤其欣赏书中关于“冒险竞争”的讲解。这个在实际数字电路设计中是个非常头疼的问题，书中对此进行了非常详细的剖析，并且给出了几种常用的解决方法。这本书不仅教会我怎么设计，更教会我怎么去思考设计，怎么去预判和解决问题。
评分这本《数字系统设计实验教程》真是让人眼前一亮！作为一个对数字电路设计一直抱有浓厚兴趣，但又苦于缺乏系统性实践指导的“业余爱好者”，我一直在寻找一本能够填补理论与实践鸿沟的书籍。市面上虽然不乏讲解数字逻辑基础知识的教材，但真正能够深入浅出地引导读者动手实践，从理论走向实际应用的，却屈指可数。当我拿到这本书时，首先被它厚实的篇幅和严谨的排版所吸引。翻开目录，实验项目的设置就显露出其精心设计的一面。它没有上来就罗列枯燥晦涩的理论公式，而是从最基础的门电路组合开始，循序渐进地引入更复杂的逻辑功能实现，例如加法器、译码器、多路选择器等等。每一个实验项目都不仅仅是简单地给出电路图和代码，而是详细地阐述了设计的原理、步骤、所需元器件（尽管我更期待它能与时俱进地加入更多FPGA相关的实验），以及预期的结果。更重要的是，书中对每个实验的难点和易错点进行了深入的剖析，并提供了调试技巧和常见问题的解决方案。这对于初学者来说简直是福音！我记得我之前尝试学习某个数字系统设计时，卡在一个不起眼的逻辑错误上就花费了数天时间，最终因为沮丧而放弃。而这本书中的“疑难解答”部分，就像是一位经验丰富的老教授在你身边耐心指导，让你茅塞顿开。此外，书中还强调了模块化设计和层次化设计的思想，这对于构建大型复杂数字系统至关重要。它鼓励读者将复杂的系统分解为更小的、可管理的模块，并逐个实现和测试，这不仅提高了设计的效率，也大大降低了出错的可能性。我尤其欣赏书中对时序逻辑电路部分的讲解，例如触发器、寄存器、计数器的设计，它不仅清晰地解释了时序约束和时钟信号的作用，还引导读者去思考如何避免亚稳态等问题。阅读和实践这本书的过程中，我仿佛置身于一个真实的实验室，亲手搭建电路，观察信号变化，验证设计思路。这种沉浸式的学习体验，远比单纯地阅读理论书籍来得深刻和有效。虽然我还需要时间来消化和实践书中的所有内容，但可以肯定的是，这本书已经成为了我数字系统设计学习道路上不可或缺的宝贵财富。它不仅仅是一本实验教程，更像是一本数字设计的“武功秘籍”，为我打开了通往数字世界的大门。
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