CPLD应用技术与数字系统设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:电子工业出版社

作者:陈云洽

出品人:

页数:299

译者:

出版时间:2003-5

价格:26.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787505386778

丛书系列:

图书标签:

• CPLD
• 数字系统设计
• FPGA
• 可编程逻辑器件
• 硬件描述语言
• VHDL
• Verilog
• 数字电路
• 嵌入式系统
• 电子工程

现代通信系统原理与实践 导言 在信息爆炸的时代，通信技术是支撑社会运行的基石。本书旨在深入剖析现代通信系统的核心原理、关键技术及其在实际工程中的应用。它面向电子信息工程、通信工程、自动化等相关专业的学生、工程师及技术研究人员，提供一个从理论基础到前沿实践的全面知识框架。全书内容紧密围绕通信系统的链条展开，涵盖了从信号的产生、传输、接收到最终解调与处理的完整流程，强调理论分析与工程实现相结合。 第一部分：信息论与信道编码基础 第一章 信息论基础： 本章首先引入信息测量的基本概念，如信息量、熵（Self-Information and Entropy）。详细阐述了自信息、联合熵、条件熵以及互信息等核心度量标准，它们是量化信息传输效率和信道容量的理论基石。随后，深入探讨了信源编码（Source Coding）的原理，包括定长编码和变长编码的优化策略，重点解析了霍夫曼编码（Huffman Coding）和算术编码（Arithmetic Coding）的算法细节及其在数据压缩中的应用。 第二章 概率论与随机过程： 通信系统的噪声和干扰本质上是随机的。本章系统回顾了概率论的核心概念，包括随机变量、概率密度函数（PDF）和累积分布函数（CDF）。重点构建了随机过程的数学模型，如平稳随机过程和高斯随机过程，并引入了功率谱密度（Power Spectral Density, PSD）的概念，用以描述信号在频域上的能量分布特性。这对后续分析噪声对系统性能的影响至关重要。 第三章 基础信道编码理论： 本章聚焦于如何通过增加冗余信息来抵抗传输过程中的信道损伤。详细介绍了线性分组码（Linear Block Codes）的代数结构，包括生成矩阵和校验矩阵的构建与应用。着重讲解了循环冗余校验码（CRC）的编码与校验方法。此外，内容延伸至卷积码（Convolutional Codes）的编码过程，并阐述了维特比译码算法（Viterbi Algorithm）的原理与实现，这是现代数字通信中最常用的软判决译码技术之一。 第二部分：调制解调与信号表示 第四章 数字调制技术： 本章是连接数字信号与模拟信道的桥梁。首先介绍基本的数字基带传输技术，如脉冲编码调制（PCM）和线路编码（Line Coding），包括曼彻斯特编码等。随后，深入研究载波上传输的数字调制技术，包括幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）和相移键控（PSK）。特别详细分析了MPSK（如BPSK, QPSK）和MQAM（如16QAM, 64QAM）的星座图、功率谱特性以及在加性高斯白噪声（AWGN）信道下的误码率（BER）性能分析。 第五章 最佳接收与匹配滤波： 在存在噪声干扰的信道中，如何设计最优接收机是关键问题。本章推导并阐述了基于最大后验概率（MAP）和最大似然（ML）准则的最佳接收机原理。核心内容聚焦于匹配滤波器的设计，详细推导了匹配滤波器的结构、其在消除码间串扰（ISI）中的作用，并计算了匹配滤波后信号在判决时刻的最佳信噪比。 第六章 扩频通信技术： 扩频通信以其抗干扰、低截获和多址接入能力，在军事和移动通信中占据重要地位。本章系统介绍扩频技术的原理，包括直接序列扩频（DSSS）和跳频扩频（FHSS）。详细分析了伪随机噪声（PN）序列的特性，如周期性、自相关性和互相关性。内容深入到扩频系统中的接收机结构，特别是粘滞环（Coherent）和非粘滞环（Non-coherent）解调的实现与性能对比。 第三部分：信道建模与多址接入 第七章 衰落信道特性分析： 真实无线信道远非理想的AWGN信道。本章专注于研究无线信道中的多径效应（Multipath Effect）。引入了时延扩展、相干时间、相干带宽等关键参数来表征信道。详细分析了瑞利衰落（Rayleigh Fading）和莱斯衰落（Rician Fading）模型的建立及其统计特性，并讨论了平坦衰落（Flat Fading）和频率选择性衰落（Frequency Selective Fading）对系统设计的影响。 第八章 现代信道编码： 针对复杂的衰落信道，需要更强大的纠错能力。本章深入讲解了迭代译码技术，特别是涡轮码（Turbo Codes）的结构、编码器、交织器以及前向-后向（Forward-Backward, FB）译码算法的原理。此外，还介绍了低密度奇偶校验码（LDPC Codes）的稀疏校验矩阵结构、概率消息传递译码（如BP算法）及其在5G等前沿系统中的应用优势。 第九章 多址接入技术： 在一个共享信道的系统中，允许多个用户同时通信需要有效的多址接入（Multiple Access）方案。本章对比分析了主要的接入技术，包括频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）。对CDMA中的正交性要求和近远端效应（Near-Far Effect）进行了深入讨论，并展望了正交频分多址（OFDMA）在宽带系统中的应用机制。 第四部分：现代通信系统的先进主题 第十章 正交频分复用（OFDM）技术： OFDM是实现高速率数据传输的核心技术之一。本章详细剖析了OFDM的原理，即利用IFFT/FFT将数据映射到大量正交的窄带子载波上，从而有效对抗多径引起的ISI。内容涵盖循环前缀（CP）的添加与移除、子载波的功率分配、峰均功率比（PAPR）问题及其抑制技术（如信号源编码法）。 第十一章 适应性信道跟踪与均衡： 为了应对时变和频率选择性信道，系统需要具备信道估计和均衡能力。本章介绍了基于导频（Pilot）和盲识别的信道估计方法。随后，重点讲解了线性均衡器（如迫零均衡器和MMSE均衡器）和非线性均衡器（如决策反馈均衡器DFE）的设计与性能。 第十二章 MIMO系统与空间复用： 多输入多输出（MIMO）技术利用空间维度提高系统性能。本章从阵列信号处理的角度介绍MIMO的基本结构，包括信道容量的提升（空间复用）和抗衰落能力的增强（空间分集）。详细分析了空分复用（Spatial Multiplexing）下的预编码技术，以及串行/并行干扰消除（SIC/PIC）的实现流程。 结语 本书力求在严谨的数学推导和清晰的工程实例之间取得平衡，确保读者不仅理解“是什么”，更能掌握“为什么”和“如何做”。通过对这些核心主题的系统学习，读者将能够全面理解并胜任现代通信系统的设计、分析与优化工作。

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这本书的语言风格显得异常严谨，每一个句子都力求精确无误，这在学术写作中是优点，但在引导学习兴趣方面则显得有些不足。阅读过程中，我感觉自己像是在啃一本非常硬的骨头，需要反复琢磨作者的措辞才能把握其精确含义。我发现书中对一些概念的定义非常保守，似乎更倾向于引用传统的教科书定义，而较少引入业界最新的术语和行业惯例。例如，在讨论IP核复用和接口协议（如AXI总线）时，书中对这些现代系统集成关键要素的介绍过于简略，没有体现出当前SoC设计对模块化和互操作性的高要求。如果能增加一些关于IP核选择、性能评估以及跨时钟域交互的陷阱分析，这本书的实用价值会大大提升，更能贴合当前电子系统集成度越来越高的趋势。

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这本书的装帧设计着实让人眼前一亮，封面选用了深沉的蓝色调，搭配简洁的白色和橙色字体，给人一种专业而又现代的感觉。纸张的质感也很不错，拿在手里沉甸甸的，翻阅起来有种纸质书特有的舒适感。不过，当我翻开内页，看到目录时，心里还是有些期待的落空。我原本希望这本书能深入探讨一些前沿的数字信号处理算法在现代通信系统中的应用，比如那些关于高速数据传输和信道编码的新进展。然而，内容似乎更侧重于基础的逻辑门电路和状态机的设计原理，虽然这部分内容扎实，但对于已经有些经验的工程师来说，可能略显单薄。尤其是关于FPGA的配置和高级语言（如SystemVerilog）在设计流程中的应用，介绍得不够深入，很多地方需要读者自行去查阅其他资料补充。如果能增加一些关于高层次综合（HLS）工具链的实际案例分析，那对于提升读者的实践能力会更有帮助。

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这本书的排版和插图质量可以说是中规中矩，大量的逻辑图和波形图清晰易懂，这对于理解时序逻辑和组合逻辑的运作机制至关重要。不过，我注意到在一些关键的公式推导部分，跳跃性比较大，特别是涉及到异步电路设计和竞争冒险消除的部分。作者似乎默认读者已经具备了扎实的微积分和布尔代数基础，直接给出了最终结论，而省略了中间的严谨证明过程。对于那些希望深入挖掘底层原理的读者来说，这无疑是一个遗憾。我本希望书中能花一些篇幅，用更直观的数学模型来解释信号完整性和噪声容忍度的关系，因为在实际的高速设计中，这些物理层面的问题远比简单的逻辑功能实现更具挑战性。此外，关于低功耗设计策略，书中仅仅是罗列了一些方法，如时钟门控和电源门控，缺乏对不同工艺节点下功耗分析的深度探讨。

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初读这本书的绪论部分，我感受到了作者试图构建一个宏大框架的努力，他想把数字电路设计与更广阔的嵌入式系统领域建立联系。这种跨学科的视角是值得肯定的，也确实为初学者指明了学习的方向。然而，在具体章节的推进中，这种宏大的叙事常常被一些过于细节、甚至有些过时的技术细节所打断。比如，在介绍开发工具链时，书中对某几款老旧的EDA软件进行了详尽的描述，这在当前的业界环境下显得有些脱节。我更期待看到的是关于现代设计流程中，仿真验证如何占据核心地位的讨论，例如使用UVM（Universal Verification Methodology）进行验证的方法论，以及如何利用现代仿真器进行大规模并行测试。这本书在理论描述上颇为详尽，但缺少了那种“手把手”教你解决实际工程难题的实战精神。这使得它更像是一本教科书，而非一本能够指导项目落地的工具书。

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从整体的知识覆盖面上看，这本书的广度尚可，但深度上留下了不少空白。它似乎试图涵盖从基础电子学到数字系统设计的整个光谱，结果导致在任何一个细分领域都没有做到极致。我个人尤其关注的领域——硬件描述语言（HDL）的高级建模技巧，比如如何利用并行结构和流水线优化来榨取硬件性能——在这本书中只有蜻蜓点水式的介绍。书中更多地停留在“应该如何做”的层面，而未能充分展示“在不同约束条件下如何权衡和选择”的工程智慧。如果作者能增加一些关于设计验证覆盖率的量化指标，或者讨论一下如何利用新兴的硬件描述语言特性（如SystemVerilog的面向对象特性）来管理大型项目，这本书的价值将远超其当前的定位，从而真正成为一本面向未来系统设计的必备参考书。

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