具体描述
内容提要
本书讲述的是90年代才开始在美国和其他先进的工业国家逐步推广的利用硬件描述语言
（VerilogHDL）设计复杂数字逻辑电路与系统的技术和方法。掌握了这种基本方法之后，就可以设
计极其复杂的硬线（hard－wired）数字逻辑电路与系统，如实时数字信号处理（DSP）电路系统等。因为
本书的内容是独立于开发环境的，所以书中并不介绍具体工具的使用，只介绍有关VerilogHDL建
模、仿真、综合以及TOP－DOWN等现代设计思想、技术、方法和需要注意的要点。全书共分为六章，
第一章为VerilogHDL设计方法概述；第二章介绍VerilogHDL的基本语法；第三章介绍不同抽象
级别的VerilogHDL模型；第四章讲述有限状态机和可综合风格的VerilogHDL；第五章为可综合
的VerilogHDL设计实例（简化的RISC－CPU设计简介）；第六章介绍虚拟器件和虚拟接口模块。
书中各章都有大量的例题，每章后还附有思考题，可以帮助读者理解书中的基本概念并掌握设计从
简单到非常复杂的各种风格模块的技术。本书面向的对象是大学电子类和计算机工程类本科高年
级学生和研究生，以及在专用数字电路与系统设计领域工作的工程师们。阅读本书所需的基础知识
是数字电子技术基础和C语言编程基础知识。
好的，这是一份关于“复杂数字电路与系统的Verilog HDL设计技术”之外的其他图书的详细简介。 --- 《嵌入式系统原理与实践：基于ARM Cortex-M架构的深度解析》 图书简介 本书旨在为读者提供一个全面、深入且贴近实际的嵌入式系统设计教程。它聚焦于当前工业界应用最为广泛的ARM Cortex-M系列微控制器，从硬件底层原理到软件架构设计，再到实际项目实现，构建了一套完整的知识体系。本书内容不涉及任何关于数字电路、Verilog HDL或复杂逻辑系统设计的主题。 第一部分：嵌入式系统基础与硬件架构 本部分将带领读者从微处理器的核心概念入手，详细剖析嵌入式系统的基本构成要素。我们将深入探讨微控制器（MCU）与微处理器（MPU）的区别与联系，着重讲解基于Cortex-M架构的内部组织结构。内容涵盖了处理器的流水线、中断系统、存储器映射以及总线结构（如AMBA总线协议）。读者将学习如何理解芯片数据手册，掌握寄存器级编程的基础。 第二部分：Cortex-M系列深入剖析 本部分是全书的重点之一，聚焦于主流的Cortex-M3和Cortex-M4内核。我们不仅会讲解其指令集架构（ISA），还会细致阐述关键的外设模块，如定时器（Timer）、通用异步收发器（UART）、模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）。针对Cortex-M4，本书会用大量篇幅讲解其内置的浮点单元（FPU）及其在信号处理中的应用。我们强调的不是逻辑电路的实现，而是对这些片上系统（SoC）模块的配置与驱动。 第三部分：底层软件开发与驱动编写 在硬件基础之上，本部分转向软件开发。我们首先介绍嵌入式C语言的特性，以及如何针对特定硬件进行高效的内存管理和位操作。随后，重点讲解裸机编程（Bare-metal Programming）的实践，即直接操作寄存器来驱动外设。读者将学会如何编写设备驱动程序，理解中断服务程序（ISR）的编写规范，以及如何处理中断优先级。 第四部分：实时操作系统（RTOS）应用与设计 对于现代嵌入式系统而言，实时操作系统是实现复杂任务调度的关键。本书将以FreeRTOS为例，详细介绍RTOS的核心概念，包括任务管理、调度算法、信号量、互斥锁和消息队列等同步与通信机制。我们不涉及HDL语言的逻辑描述，而是专注于如何利用RTOS的API来构建稳定、可预测的多任务系统。书中的案例将展示如何利用RTOS来管理传感器数据采集、通信协议栈和用户界面刷新等并发任务。 第五部分：调试、测试与性能优化 一个成功的嵌入式项目离不开有效的调试和性能优化。本部分介绍了JTAG/SWD调试接口的使用，以及如何利用GDB等工具进行断点设置、内存查看和程序跟踪。此外，我们还将探讨功耗管理策略，包括低功耗模式的配置与唤醒机制。性能分析方面，我们将讲解如何使用系统级工具来评估任务的执行时间、栈使用情况，并给出优化代码和配置外设的实用技巧。 第六部分：通信协议与应用集成 现代嵌入式设备通常需要与其他设备进行数据交换。本部分将详细介绍几种关键的通信协议栈，包括UART、SPI、I2C、USB设备模式以及CAN总线。对于网络应用，本书会涉及TCP/IP协议栈的轻量级实现，以及如MQTT等物联网协议在嵌入式设备上的应用。所有内容都围绕应用层和驱动层展开，不涉及底层硬件描述语言的范畴。 目标读者 本书适合于具有一定C语言基础的电子工程、计算机科学、自动化等相关专业的学生，以及希望从传统单片机设计转向ARM Cortex-M平台开发的工程师。对于希望快速掌握现代嵌入式系统开发流程、精通RTOS应用并具备独立进行嵌入式产品设计能力的读者，本书提供了坚实的理论基础和丰富的实践指导。 ---
作者简介
目录信息
目录
第一章 VerilogHDL设计方法概述
1.1硬件描述语言（HDL）
1.2VerilogHDL的历史
1.2.1什么是VerilogHDL
1.2.2VeilogHDL的产生及发展
1.3VerilogHDL和VHDL的比较
1.4Veril0gHDL目前的应用情况和适用的设计
1.5采用VerilogHDL设计复杂数字电路的优点
1.5.1传统设计方法――电路原理图输入法
1.5.2Veril0gHDL输入法与传统的电路原理图输入法的比较
1.5.3VerilogHDL的标准化与软核的重用
1.5.4软核、固核和硬核的概念以及它们的重用
1.6VerilogHDL的设计流程简介
1.6.1自顶向下（TOP－DOWN）设计的基本概念
1.6.2层次管理的基本概念
1.6.3具体模块的设计编译和仿真的过程
1.6.4对应具体工艺器件的优化、映象和布局布线
1.7小 结
思考题
第二章 VerilogHDL的基本语法
2.1简单的Veril0gHDL模块
2.1.1简单的VerilogHDL程序介绍
2.1.2模块的结构
2.1.3模块的端口定义
2.1.4模块内容
2.2数据类型及其常量、变量
2.2.1常 量
2.2.2变 量
2.3运算符及表达式
2.3.1基本的算术运算符
2.3.2位运算符
2.3.3逻辑运算符
2.3.4关系运算符
2.3.5等式运算符
2.3.6移位运算符
2.3.7位拼接运算符
2.3.8缩减运算符
2.3.9优先级别
2.3.10关键词
2.4赋值语句和块语句
2.4.1赋值语句
2.4.2块语句
2.5条件语句
2.5.1if－else语句
2.5.2case语句
2.5.3使用条件语句不当生成锁存器的情况
2.6循环语句
2.6.1forever语句
2.6.2repeat语句
2.6.3While语句
2.6.4for语句
2.7结构说明语句
2.7.1initial语句
2.7.2alWays语句
2.7.3task和function说明语句
2.8系统函数和任务
2.8.1＄display和＄Write任务
2.8.2系统任务＄monitor
2.8.3时间度量系统函数＄time
2.84系统任务＄finish
2.8.5系统任务＄stop
2.8.6系统任务＄readmemb和＄readmemh
2.8.7系统任务＄random
2.9编译预处理
2.9.1宏定义′define
2.9.2“文件包含”处理′include
2.9.3时间尺度′timescale
2.9.4条件编译命令′ifdef，′else，′endif
2.10小 结
思考题
第三章 不同抽象级别的VerilogHDL模型
3.1门级结构描述
3.1.1与非门、或门和反向器等及其说明语法
3.1.2用门级结构描述D触发器
3.1.3由已经设计成的模块构成更高一层的模块
3.2Veril0gHDL的行为描述建模
3.2.1仅用于产生仿真测试信号的VerilogHDL行为描述建模
3.2.2VerilogHDL建模在TOP－DOWN设计中的作用和行为建模的可综合性问题
3.3用Veril0gHDL建模进行TOP－DOWN设计的实例
3.4小 结
思考题
第四章 有限状态机和可综合风格的VerilogHDL
4.1有限状态机
4.1.1用Veril0gHDL语言设计可综合的状态机的指导原则
4.1.2典型的状态机实例
4.1.3综合的一般原则
4.1.4语言指导原则
4.2可综合风格的Veril0gHDL模块实例
4.2.1组合逻辑电路设计实例
4.2.2时序逻辑电路设计实例
4.2.3状态机的置位与复位
4.2.4复杂时序逻辑电路设计实践
第五章 可综合的VerilogHDL设计实例――简化的RISC－CPU设计简介
5.1什么是CPU
5.2RISC－CPU的结构
5.2.1时钟发生器
5.2.2指令寄存器
5.2.3累加器
5.2.4算术运算器
5.2.5数据控制器
5.2.6地址多路器
5.2.7程序计数器
5.2.8状态控制器
5.2.9外围模块
5.3RISC－CPU的操作和时序
5.3.1系统的复位和启动操作
5.3.2总线读操作
5.3.3写总线操作
5.4RISC－CPU的寻址方式和指令系统
5.5RISC－CPU模块的调试
5.5.1RISC－CPU模块的前仿真
5.5.2RISC－CPU模块的综合
5.5.3RISC－CPU模块的优化和布局布线
思考题
第六章 虚拟器件和虚拟接口模型
6.1虚拟器件和虚拟接口模块的供应商
6.2虚拟接口模块的实例
参考文献
· · · · · · (收起)
第一章 VerilogHDL设计方法概述
1.1硬件描述语言（HDL）
1.2VerilogHDL的历史
1.2.1什么是VerilogHDL
1.2.2VeilogHDL的产生及发展
1.3VerilogHDL和VHDL的比较
1.4Veril0gHDL目前的应用情况和适用的设计
1.5采用VerilogHDL设计复杂数字电路的优点
1.5.1传统设计方法――电路原理图输入法
1.5.2Veril0gHDL输入法与传统的电路原理图输入法的比较
1.5.3VerilogHDL的标准化与软核的重用
1.5.4软核、固核和硬核的概念以及它们的重用
1.6VerilogHDL的设计流程简介
1.6.1自顶向下（TOP－DOWN）设计的基本概念
1.6.2层次管理的基本概念
1.6.3具体模块的设计编译和仿真的过程
1.6.4对应具体工艺器件的优化、映象和布局布线
1.7小 结
思考题
第二章 VerilogHDL的基本语法
2.1简单的Veril0gHDL模块
2.1.1简单的VerilogHDL程序介绍
2.1.2模块的结构
2.1.3模块的端口定义
2.1.4模块内容
2.2数据类型及其常量、变量
2.2.1常 量
2.2.2变 量
2.3运算符及表达式
2.3.1基本的算术运算符
2.3.2位运算符
2.3.3逻辑运算符
2.3.4关系运算符
2.3.5等式运算符
2.3.6移位运算符
2.3.7位拼接运算符
2.3.8缩减运算符
2.3.9优先级别
2.3.10关键词
2.4赋值语句和块语句
2.4.1赋值语句
2.4.2块语句
2.5条件语句
2.5.1if－else语句
2.5.2case语句
2.5.3使用条件语句不当生成锁存器的情况
2.6循环语句
2.6.1forever语句
2.6.2repeat语句
2.6.3While语句
2.6.4for语句
2.7结构说明语句
2.7.1initial语句
2.7.2alWays语句
2.7.3task和function说明语句
2.8系统函数和任务
2.8.1＄display和＄Write任务
2.8.2系统任务＄monitor
2.8.3时间度量系统函数＄time
2.84系统任务＄finish
2.8.5系统任务＄stop
2.8.6系统任务＄readmemb和＄readmemh
2.8.7系统任务＄random
2.9编译预处理
2.9.1宏定义′define
2.9.2“文件包含”处理′include
2.9.3时间尺度′timescale
2.9.4条件编译命令′ifdef，′else，′endif
2.10小 结
思考题
第三章 不同抽象级别的VerilogHDL模型
3.1门级结构描述
3.1.1与非门、或门和反向器等及其说明语法
3.1.2用门级结构描述D触发器
3.1.3由已经设计成的模块构成更高一层的模块
3.2Veril0gHDL的行为描述建模
3.2.1仅用于产生仿真测试信号的VerilogHDL行为描述建模
3.2.2VerilogHDL建模在TOP－DOWN设计中的作用和行为建模的可综合性问题
3.3用Veril0gHDL建模进行TOP－DOWN设计的实例
3.4小 结
思考题
第四章 有限状态机和可综合风格的VerilogHDL
4.1有限状态机
4.1.1用Veril0gHDL语言设计可综合的状态机的指导原则
4.1.2典型的状态机实例
4.1.3综合的一般原则
4.1.4语言指导原则
4.2可综合风格的Veril0gHDL模块实例
4.2.1组合逻辑电路设计实例
4.2.2时序逻辑电路设计实例
4.2.3状态机的置位与复位
4.2.4复杂时序逻辑电路设计实践
第五章 可综合的VerilogHDL设计实例――简化的RISC－CPU设计简介
5.1什么是CPU
5.2RISC－CPU的结构
5.2.1时钟发生器
5.2.2指令寄存器
5.2.3累加器
5.2.4算术运算器
5.2.5数据控制器
5.2.6地址多路器
5.2.7程序计数器
5.2.8状态控制器
5.2.9外围模块
5.3RISC－CPU的操作和时序
5.3.1系统的复位和启动操作
5.3.2总线读操作
5.3.3写总线操作
5.4RISC－CPU的寻址方式和指令系统
5.5RISC－CPU模块的调试
5.5.1RISC－CPU模块的前仿真
5.5.2RISC－CPU模块的综合
5.5.3RISC－CPU模块的优化和布局布线
思考题
第六章 虚拟器件和虚拟接口模型
6.1虚拟器件和虚拟接口模块的供应商
6.2虚拟接口模块的实例
参考文献
· · · · · · (收起)
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