数字逻辑设计与VHDL描述(第2版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:机械工业出版社

作者:安德宁

出品人:

页数:356

译者:

出版时间:2004-8-1

价格:31.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787111099550

丛书系列:

图书标签:

• 教材
• 、
• 数字逻辑设计
• VHDL
• 逻辑电路
• 可编程逻辑器件
• FPGA
• 数字系统设计
• 电子工程
• 高等教育
• 教材
• 第二版

数字系统与硬件描述语言实践指南 全面解析现代数字电路设计与实现的前沿技术 本书旨在为电子工程、计算机科学及相关专业的学生和工程师提供一本全面、深入且极具实践指导意义的教材。它立足于扎实的数字逻辑基础，无缝衔接到当前工业界广泛使用的硬件描述语言（HDL）技术，构建起从理论概念到实际芯片实现的完整知识体系。本书内容高度聚焦于现代数字系统设计所需的核心能力，确保读者掌握从算法到物理实现的每一个关键步骤。 第一部分：数字系统设计基石 本部分从最基础的数字逻辑原理入手，为后续高级主题打下坚实的基础。 第一章：数制、编码与布尔代数 详细阐述了二进制、八进制、十六进制等数制之间的转换原理，重点讲解了带符号数的表示方法（如补码、原码、反码）及其在计算机运算中的重要性。深入剖析了布尔代数的公理、定理以及卡诺图（Karnaugh Map）和Quine-McCluskey（QM）方法在逻辑函数化简中的应用。强调了如何运用这些代数工具高效地化简复杂逻辑表达式，为硬件资源的优化奠定基础。 第二章：组合逻辑电路设计与分析 系统介绍了基本的逻辑门（AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR）及其在TTL和CMOS技术中的物理实现特性。重点分析了译码器、多路选择器（MUX）、数据分配器（DEMUX）、加法器（半加器、全加器、串行/并行加法器）以及比较器等核心组合电路的功能和设计流程。讨论了亚稳态（Metastability）问题及其在高速同步电路设计中的初步考量。 第三章：时序逻辑电路与状态机 本章是实现“记忆”功能和控制逻辑的关键。详尽讲解了锁存器（Latch）和触发器（Flip-Flop，包括D, JK, T型）的工作原理、时序特性（建立时间 $t_{su}$ 和保持时间 $t_h$）。深入剖析了寄存器、移位寄存器和计数器的结构与应用。核心内容集中在有限状态机（FSM）的设计方法论，包括米里（Mealy）型和穆尔（Moore）型状态机的状态图绘制、状态编码（如独热码、格雷码）的选择与优化，以及如何避免竞争冒险（Race Condition）和毛刺（Glitch）。 第四章：存储器与可编程逻辑器件（PLD） 讲解了SRAM和DRAM的工作原理及结构差异。详细介绍了PROM、PAL、GAL等可编程逻辑器件的内部结构和编程方式，为读者理解逻辑函数的硬件映射过程提供直观视角。 第二部分：硬件描述语言（HDL）——现代设计的核心工具 本部分将理论知识转化为可执行的硬件描述代码，重点放在系统化的HDL建模方法上。 第五章：HDL基础语法与结构建模 （注：本部分侧重于行业主流的描述性语言范式，而非特定厂商的语法。）全面介绍了硬件描述语言的基本结构，包括实体（Entity）、架构（Architecture）/模块（Module）、库的引用、并发语句与顺序语句的区别。重点讲解了如何使用结构化建模方式（连接基本逻辑门和实例）来描述硬件结构。 第六章：行为级建模与数据流建模 深入探讨如何使用过程块（Process/Always Block）进行行为级建模，包括对时钟（Clock）、复位（Reset）信号的敏感列表管理。详细阐述了信号（Signal）与变量（Variable）在仿真和综合中的本质区别。通过组合逻辑和时序逻辑的例子，展示了如何利用赋值语句和条件语句（If-Else, Case）高效地描述电路功能。 第七章：面向综合的设计实践 这是连接“代码”与“电路”的关键环节。讲解了HDL代码编写应遵循的“综合设计原则”，例如：如何编写规范的同步电路代码（始终使用时钟边沿触发的同步复位）、如何避免编写不可综合的代码结构（如不可预测的延迟语句、锁存器生成）。讨论了关键设计参数，如逻辑层次、资源使用和时序约束对最终门级网表的影响。 第八章：模块化设计与层次化抽象 强调大型系统设计必须采用模块化和层次化的方法。介绍如何将复杂系统分解为清晰的子模块，并通过端口映射进行连接。讨论了顶层设计（Top-Level）的构建，以及如何使用参数化（Generics/Parameters）技术创建可重用、易于配置的通用IP核。 第三部分：高级数字系统实现与验证 本部分聚焦于更复杂的系统级功能和验证流程。 第九章：数据通路与控制单元的划分 系统阐述了数字系统设计中的经典“数据通路/控制单元”分离架构。详细设计了数据通路组件（如算术逻辑单元ALU、寄存器堆、总线结构）的功能和接口。随后，讲解了如何使用FSM（通常以状态机形式实现）来生成控制信号序列，驱动数据通路完成特定任务（如数据处理或指令执行）。 第十_章：通用总线结构与接口协议 介绍常见的片上总线结构，如简单的三态总线仲裁机制。分析了握手协议（Handshaking）在异步数据传输中的作用，并提供了简单的发送/接收接口的HDL实现示例，为理解系统级集成打下基础。 第十一章：时序分析基础与约束设置 深入讨论了数字电路中的时序问题，包括建立时间违例、保持时间违例。介绍了主时钟（Primary Clock）和衍生时钟（Derived Clock）的概念。强调了在设计流程中，如何使用时序约束（如频率、输入/输出延迟要求）来指导综合和布局布线工具，以确保电路在目标频率下正确工作。 第十二章：仿真、测试平台与调试 强调了验证在数字设计中的核心地位。详细介绍如何利用HDL的仿真环境（Testbench）对设计的行为和功能进行全面验证。讲解了测试平台的设计要素，包括激励生成器、时钟与复位驱动、以及关键信号的监测和波形比较。讨论了覆盖率（Coverage）的概念及其在验证收敛中的作用。 本书特色： 理论与实践紧密结合： 每部分内容都辅以大量的代码示例和电路图，直观展示了设计思想的硬件化过程。 关注工业标准： 侧重于能够直接被商业综合工具接受和优化的编码风格与设计方法。 系统化流程导向： 按照现代ASIC/FPGA设计流程的逻辑顺序组织章节，使学习者能清晰把握从需求分析到硬件实现的全过程。 通过对本书内容的系统学习，读者将能够独立完成复杂数字电路的功能定义、HDL描述、仿真验证，并对最终的硬件资源分配和时序性能有深刻的理解和控制能力。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

我是一名对电子工程和计算机硬件设计充满热情但缺乏系统学习经验的业余爱好者。《数字逻辑设计与VHDL描述(第2版)》这本书是我入门数字逻辑设计的绝佳选择。它的语言通俗易懂，即使是对电子专业术语不太熟悉的读者，也能很快理解。作者的讲解方式非常亲切，仿佛在和我进行一对一的交流。书中对基本逻辑门电路的介绍，从AND、OR、NOT到更复杂的NAND、NOR、XOR，每一个都配有清晰的符号图和真值表，让我能够一目了然地理解它们的功能。VHDL部分更是让我感受到了硬件描述语言的魅力。作者通过循序渐进的例子，展示了如何用VHDL来描述各种数字电路，从简单的加法器到复杂的CPU流水线。我尤其喜欢书中关于时序逻辑的讲解，特别是D触发器、JK触发器以及寄存器的设计。这些基本单元是构建复杂数字系统的基石，通过VHDL代码的实现，我能够更深刻地理解它们的工作原理。我还尝试了书中的一些综合性项目，比如一个简单的计数器，通过VHDL描述和仿真，我能够看到它在时钟信号作用下的准确工作。这本书让我从一个门外汉变成了能够理解并初步设计数字电路的人，我对此深感感激。

评分☆☆☆☆☆

作为一名希望在数字信号处理领域有所建树的学习者，《数字逻辑设计与VHDL描述(第2版)》这本书为我提供了坚实的基础。作者在讲解数字逻辑时，非常注重概念的清晰性和逻辑的严谨性，这对于理解信号的处理和转换至关重要。我尤其欣赏书中关于组合逻辑和时序逻辑在信号处理应用中的讲解，例如在滤波和采样电路中的设计。VHDL语言的学习部分更是让我能够将理论知识转化为实际的硬件实现。作者通过大量的DSP相关的VHDL代码示例，展示了如何用VHDL来实现各种数字信号处理算法，如FFT、FIR滤波器等。我曾尝试用VHDL实现一个简单的数字滤波器，通过书中提供的参考设计和仿真方法，我成功地验证了滤波器的性能。这本书不仅帮助我掌握了数字逻辑设计的技能，更让我看到了VHDL在DSP领域的强大应用潜力。它就像一位经验丰富的向导，指引我在数字信号处理的道路上不断前进。

评分☆☆☆☆☆

我曾经尝试过许多关于数字逻辑和硬件描述语言的书籍，但无一例外，大多都让我感觉晦涩难懂，充满了理论的堆砌，缺乏实践的指导。直到我遇到了《数字逻辑设计与VHDL描述(第2版)》，我才真正体会到什么叫做“豁然开朗”。这本书最打动我的地方在于，它非常注重理论与实践的结合。作者在讲解每一个理论概念时，都会立即引入相应的VHDL代码示例，并且详细解释代码的每一部分是如何对应到理论知识的。这种“边学边练”的方式，极大地提高了我的学习效率。我不再是被动地接受信息，而是主动地去理解和应用。通过书中的代码，我能够亲手模拟和调试我设计的电路，这让我对数字逻辑有了更深刻的认识。例如，书中关于流水线设计的章节，通过VHDL的并行处理能力，将一个原本串行的过程进行了优化，这让我看到了硬件加速的强大威力。我还特别喜欢书中对FPGA设计的介绍，它将理论知识与实际硬件平台连接起来，让我能够将学到的技能应用到真实的硬件上，这种成就感是无与伦比的。这本书不仅仅传授了知识，更重要的是培养了我独立解决问题的能力，它教会了我如何分析问题，如何寻找解决方案，以及如何通过VHDL来实现我的想法。

评分☆☆☆☆☆

在我对数字逻辑设计感到迷茫和无助的时候，《数字逻辑设计与VHDL描述(第2版)》这本书成为了我学习道路上的明灯。作者以一种极其系统和严谨的方式，将数字逻辑设计和VHDL语言有机地结合在一起。书中对逻辑代数和布尔表达式的讲解，为理解数字电路的本质奠定了坚实的基础。随后，作者引入了卡诺图和奎因-麦克拉斯基方法等逻辑化简技术，这些方法对于优化电路性能至关重要。VHDL部分更是本书的亮点，它不仅仅是语法介绍，而是将VHDL作为一种强大的设计工具来讲解。从基本的数据类型和信号，到复杂的进程、结构和组件，作者都进行了详尽的阐述。我尤其欣赏书中对时序控制的讲解，包括时钟域交叉、时序约束以及时序分析等内容，这些都是进行实际硬件设计的关键。我曾经在设计一个高速数据通路时遇到了时序问题，书中关于建立时间和保持时间的概念以及如何通过VHDL代码来满足这些要求，给了我极大的启发。这本书不仅教会了我如何设计，更教会了我如何思考，如何从根本上理解数字电路的工作原理。

评分☆☆☆☆☆

在我寻找一本能够系统学习数字逻辑设计和VHDL语言的书籍时，《数字逻辑设计与VHDL描述(第2版)》这本书脱颖而出。它的内容非常丰富，从数字逻辑的基础概念，如二进制、逻辑门，一直到复杂的时序逻辑和微处理器设计，都进行了详尽的介绍。VHDL语言的学习部分更是本书的精华所在。作者以其深厚的专业知识和清晰的表达能力，将VHDL的各个方面都进行了深入的阐述。我特别欣赏书中关于建模层次的讲解，它让我理解了如何从高层抽象到低层实现，逐步构建复杂的数字系统。书中提供的VHDL代码示例，不仅质量很高，而且都经过了充分的仿真和验证，这对于我学习如何编写可综合的代码非常有帮助。我曾经在设计一个通信协议时遇到了同步问题，书中关于时钟域处理和跨时钟域同步的讲解，帮助我找到了解决问题的关键。这本书不仅教会了我知识，更重要的是培养了我严谨的设计思维和解决问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对计算机组成原理和底层硬件开发充满好奇心的爱好者。《数字逻辑设计与VHDL描述(第2版)》这本书极大地满足了我的求知欲。作者以一种非常生动和有趣的方式，讲解了数字逻辑设计的基本原理。我第一次真正理解了二极管和三极管是如何组合起来实现逻辑功能的，这让我对现代计算机的底层运作方式有了全新的认识。VHDL语言的学习也让我感到非常愉快。作者通过精心设计的例子，展示了如何用VHDL来描述和仿真各种数字电路，从简单的逻辑门到复杂的微处理器。我尤其喜欢书中关于时序逻辑的讲解，特别是对时钟信号和触发器的深入剖析，这让我理解了计算机内部数据是如何被同步传输和处理的。我还学习了如何用VHDL来设计一个简单的CPU，这让我亲身体验到了从概念到实现的过程。这本书不仅仅是一本技术书籍，更像是一次奇妙的数字世界的探索之旅，它让我对硬件设计产生了浓厚的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是通往数字逻辑世界的一扇金子般的大门，尤其是对于像我这样初涉此领域的学习者来说，它的价值难以估量。从最基础的逻辑门操作，到复杂的组合逻辑和时序逻辑电路设计，作者循序渐进地引导我理解每一个概念，并且用清晰易懂的语言进行阐述。VHDL的介绍部分更是让我眼前一亮，它不像很多其他教科书那样只是枯燥地罗列语法，而是通过大量贴合实际的例子，展示了如何运用VHDL进行硬件建模和仿真。我尤其欣赏书中对状态机设计的讲解，那些抽象的概念通过VHDL代码的实现变得生动起来，我能够直观地看到不同状态之间的转换和控制。每一章的习题都设计得恰到好处，既能巩固我学习到的知识，又能够激发我进一步探索的兴趣。我记得有一次，我卡在一个复杂的时序逻辑问题上，反复研究了好几个小时，最终在书中一个关于时序控制的章节中找到了灵感，恍然大悟。这种“柳暗花明又一村”的体验，是这本书带给我的最宝贵的财富之一。而且，这本书的排版也很舒适，图文并茂，阅读体验非常棒，不会让人产生视觉疲劳。它不仅仅是一本技术书籍，更像是一位耐心且经验丰富的导师，陪伴我一步步成长。

评分☆☆☆☆☆

作为一名正在攻读计算机体系结构专业的学生，扎实的数字逻辑基础对我来说至关重要。《数字逻辑设计与VHDL描述(第2版)》这本书完全满足了我的需求，甚至超出了我的预期。作者在内容组织上非常巧妙，从最基础的二极管和三极管的逻辑功能开始，逐步深入到更复杂的集成电路和系统设计。VHDL语言的介绍部分，更是让我受益匪浅。作者通过大量的案例分析，展示了VHDL在描述组合逻辑、时序逻辑，甚至更高层次的抽象设计中的应用。我尤其对书中关于同步时序逻辑和异步时序逻辑的对比分析印象深刻，它让我理解了两种不同时序控制方式的优缺点以及适用场景。而且，这本书在讲解过程中，非常注重细节，例如时钟信号的上升沿和下降沿对触发器状态的影响，以及如何避免亚稳态等关键问题，这些都是我在其他教材中很少能遇到的深入讲解。我曾经在设计一个复杂的控制单元时遇到了瓶颈，书中关于状态机实现的详细讲解，特别是如何使用VHDL来描述和优化状态机的转移条件，帮助我找到了解决问题的关键。这本书就像一个宝藏，每一次翻阅都能发现新的知识点和更深入的理解。

评分☆☆☆☆☆

作为一名资深的硬件工程师，我在工作中经常需要使用VHDL进行FPGA和ASIC的设计。多年来，我阅览过不少相关的书籍，但《数字逻辑设计与VHDL描述(第2版)》这本书依然是我最常翻阅的参考资料之一。它的内容非常全面且深入，涵盖了数字逻辑设计的各个方面。从最基础的逻辑门，到复杂的微处理器架构，这本书都提供了清晰的解释和实用的设计方法。VHDL部分更是无懈可击，作者对语言特性的讲解非常透彻，并且提供了大量高质量的代码示例。我特别喜欢书中关于并发语句和顺序语句的对比分析，这对于理解VHDL的执行模型至关重要。此外，书中对同步和异步设计模式的讨论，以及如何运用VHDL来描述这些模式，都给我留下了深刻的印象。我还从中学习到了一些高级的设计技巧，例如如何进行代码复用，如何编写可综合的VHDL代码，以及如何进行有效的仿真和调试。这本书的价值在于，它不仅仅是一本教材，更是一本实用的设计手册，为我提供了解决实际工程问题的宝贵经验。

评分☆☆☆☆☆

我是一名刚刚毕业的学生，正在为进入数字IC设计行业做准备，《数字逻辑设计与VHDL描述(第2版)》这本书为我打开了通往这个领域的大门。它的内容安排非常合理，从数字逻辑的基础知识讲到VHDL语言的应用，层层递进，让我能够循序渐进地掌握复杂的概念。我尤其喜欢书中对组合逻辑和时序逻辑电路的讲解，从原理图到真值表，再到VHDL代码的实现，整个过程非常清晰。VHDL部分更是让我眼前一亮，作者通过大量的实例，展示了如何用VHDL来描述各种硬件模块，例如ALU、寄存器文件和简单的控制器。我特别受益于书中关于状态机设计的讲解，它让我理解了如何通过VHDL来描述和控制复杂的时序行为。我还尝试了书中关于测试平台的编写，这让我学会了如何有效地验证我设计的电路是否正确。这本书不仅传授了技术知识，更重要的是培养了我解决实际问题的能力，它让我对未来的职业生涯充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆