SOC開發實戰－使用VHDL. pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:學貫

作者:江堆金　張嘉展

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:20040621

价格:NT$ 680

装帧:

isbn号码:9789867693563

丛书系列:

图书标签:

• VHDL
• SOC
• FPGA
• 硬件设计
• 数字电路
• 系统设计
• 嵌入式系统
• 可编程逻辑
• 开发实战
• 电子工程

《电子设计进阶：Verilog HDL与FPGA实战》 内容简介： 本书旨在为读者提供一个全面、深入的学习平台，涵盖了现代数字逻辑设计中至关重要的Verilog硬件描述语言（HDL）以及现场可编程门阵列（FPGA）的应用。本书的编写理念是理论与实践相结合，既讲解Verilog HDL的语法、语义和设计方法学，又通过大量的实例，展示如何将这些理论知识应用于FPGA的开发流程中，从而帮助读者掌握从概念到实际硬件实现的完整流程。 核心内容： 1. Verilog HDL精通： 基础语法与结构： 详细介绍Verilog HDL的词法、运算符、数据类型（如`reg`, `wire`, `integer`）、参数化设计、模块化设计、过程语句（`always`, `initial`）、赋值语句（阻塞与非阻塞）等核心概念。 行为级建模： 深入讲解如何使用Verilog HDL进行算法描述和功能仿真，涵盖状态机设计（Mealy/Moore模型）、流水线设计、多周期操作实现等。 数据流建模： 讲解如何使用连续赋值语句和门级原语构建数据通路，理解组合逻辑和时序逻辑的建模方式。 结构化建模： 演示如何通过实例化其他模块来构建复杂系统，培养模块化和层次化的设计思维。 高级特性： 介绍Verilog HDL中的文件I/O、任务（task）和函数（function）、属性（attributes）、生成语句（generate statements）等高级用法，为读者处理更复杂的项目打下基础。 验证方法学： 探讨Verilog HDL的仿真和测试激励编写技巧，介绍激励器（stimulus generator）、检查器（checker）等概念，强调验证在数字设计中的重要性。 2. FPGA开发流程详解： FPGA架构与原理： 简要介绍FPGA的基本结构，包括查找表（LUT）、触发器（Flip-Flop）、布线资源、I/O接口等，帮助读者理解硬件的实现基础。 开发工具链： 详细介绍主流FPGA厂商（如Xilinx、Intel/Altera）的开发环境（IDE），包括综合（Synthesis）、布局布线（Place & Route）、时序分析（Timing Analysis）、比特流生成（Bitstream Generation）等关键步骤。 综合与优化： 讲解如何编写可综合（synthesizable）的Verilog代码，避免使用不可综合的语句，并介绍综合工具进行逻辑优化、资源分配的原理和技巧。 时序约束与分析： 强调时序分析在FPGA设计中的核心地位，详细介绍时钟（clock）的定义、约束（constraints）的编写（SDC格式）、关键路径（critical path）的识别与优化，以及时序报告的解读。 IP核的使用： 介绍如何利用FPGA供应商提供的预设计IP核（如DDR控制器、PCIe接口、DSP模块、RAM/ROM等），快速构建高性能系统，并讲解IP核的配置和集成方法。 硬件调试与实现： 介绍片上调试（on-chip debugging）技术，如使用ILA（Integrated Logic Analyzer）等工具，帮助读者在目标FPGA板上定位和解决问题。 3. 实战项目驱动： 本书包含一系列由浅入深的实战项目，覆盖了数字系统设计的多个常见领域： 基础逻辑设计： 实现简单的加法器、乘法器、寄存器文件、分频器等。 状态机应用： 设计交通信号灯控制器、串行通信接口（UART）等。 数据处理： 实现FIR滤波器、FFT预处理模块等。 通信接口： 设计简单的SPI/I2C控制器，或实现SD卡接口的读写逻辑。 嵌入式系统基础： 构建一个简单的微处理器控制器，或与外部存储器进行接口。 每个项目都将从需求分析、Verilog HDL代码编写、仿真验证、综合、时序约束到最终的FPGA实现，提供完整的操作流程和详细的解释。 目标读者： 对数字电路设计感兴趣的在校学生（计算机科学、电子工程、自动化等专业）。 希望提升Verilog HDL和FPGA设计能力的工程师。 正在进行嵌入式系统开发、信号处理、通信系统等项目的设计人员。 渴望将理论知识转化为实际硬件的电子设计爱好者。 学习价值： 通过学习本书，读者将能够： 熟练掌握Verilog HDL的各项特性，并能用其高效地描述复杂的数字逻辑。 深刻理解FPGA的开发流程和工具链的使用。 掌握FPGA设计中的时序约束与分析方法，确保设计的性能达标。 通过丰富的实战项目，积累实际的FPGA设计经验。 具备独立完成从需求分析到FPGA实现的能力，为后续更复杂的电子系统设计奠定坚实基础。 本书强调动手实践和解决实际问题的能力，通过严谨的理论讲解和贴近工程实际的案例，帮助读者真正掌握数字逻辑设计与FPGA实现的核心技能。

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我是一个偏爱通过动手操作来学习新技术的学习者，所以对于一本书中代码示例的完整性和可操作性有着近乎苛刻的要求。这本书在这方面做得非常出色，几乎所有的代码片段都附带了清晰的输入输出描述，并且作者似乎考虑到了不同EDA工具链之间的兼容性问题，使得读者在Xilinx、Intel或其他平台的工具下都能顺利运行这些示例。更重要的是，这些示例不是孤立的“玩具代码”，而是构建在一些真实的功能模块基础之上，比如简单的状态机、FIFO结构，乃至一个小型处理器的数据通路模型。当我尝试编译和仿真书中一个中等复杂度的模块时，发现只需要极少的修改就能适配我的目标板，这极大地节省了我的前期配置时间。这种注重实用性和即时反馈的学习体验，对于保持学习热情至关重要。通过亲手敲打、调试这些代码，我对VHDL中那些关于“寄存器（register）”和“组合逻辑（combinational logic）”的微妙区别有了更深刻的体悟，这比单纯阅读理论描述要有效得多。

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从一个更宏观的角度来看待这本书的贡献，它成功地架设了一座坚实的桥梁，连接了计算机科学理论与现代数字硬件实现的鸿沟。作者在讨论完VHDL的语法特性后，总能巧妙地将话题引向其背后的硬件实现逻辑，例如，当讲解如何使用`generate`语句时，他会立刻联想到如何用它来高效地描述大型的、可参数化的硬件结构，而非仅仅将其视为一种编程技巧。这种思维的层次感，是很多技术书籍所欠缺的。此外，书中对于硬件描述语言的哲学层面的探讨，例如描述性（descriptive）与过程性（procedural）代码在不同场景下的权衡，也给了我很多启发。它不仅仅是本工具书，更像是一本关于如何用正确的思维方式去描述硬件的“方法论”书籍。这本书的出现，无疑为当前快速迭代的数字设计领域提供了一套扎实、可靠且具有前瞻性的VHDL应用标准，值得所有从事相关领域的工程师和学生珍藏。

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这本书的装帧设计给我留下了相当深刻的印象，封面采用了比较沉稳的深蓝色调，配合烫金的字体，显得专业而不失格调，很符合技术书籍应有的气质。内页纸张的质量也挺不错，拿在手里有一定的分量感，油墨的印刷清晰度很高，即便是长时间阅读那些密集的代码示例和时序图，眼睛也不会感到特别疲劳。拿到书的时候，我特意翻阅了一下目录结构，编排逻辑性很强，从基础的数字逻辑概念讲起，逐步过渡到复杂的系统设计，中间穿插了许多实践性的章节，感觉作者在内容组织上下了很大的功夫，力求让读者能够循序渐进地掌握VHDL这门硬核技术。特别是对于初学者而言，这种结构上的严谨性至关重要，它避免了知识点之间的跳跃感，让人能够稳扎稳打地构建起自己的知识体系。我对其中关于如何用VHDL描述并发行为的章节特别期待，希望它能提供清晰的实例来阐释这些抽象的概念。整体来看，这本书在物理呈现和初步的结构感知上，已经展现出了一本优秀专业教材应有的水准。

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作为一名已经在行业内摸爬滚打多年的硬件工程师，我通常对市面上大多数VHDL入门或进阶书籍持保留态度，因为它们往往在“实战”二字上做得不够彻底。然而，这本书在处理实际设计流程的描写上，展现出了一种难得的老道和成熟。它不仅仅停留在告诉你VHDL代码怎么写，更重要的是探讨了如何将这些代码集成到整个ASIC或FPGA的开发流程中去。从设计约束的编写，到仿真测试平台（Testbench）的构建策略，再到后端的综合和布局布线考虑，作者都有所涉及，并且提供了不少避免常见“陷阱”的宝贵经验。特别是关于时钟域交叉（CDC）的处理部分，我发现作者给出的HDL代码模板比我目前使用的内部标准模板还要优雅和健壮，这说明作者对底层硬件的理解非常透彻。这种将语言本身与工具链、设计方法论相结合的叙事方式，是这本书最核心的价值所在，它将读者从单纯的“代码编写者”提升到了“系统设计者”的层次。

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这本书的语言风格非常直率且面向实践，完全没有那种晦涩难懂的学院派腔调。作者似乎非常清楚，阅读这类技术手册的读者大多是希望快速将理论转化为实际应用的工程师或学生，因此他着重于“如何做”而不是冗长的理论推导。在讲解每一个VHDL结构或库函数时，作者都会立即跟进一个简洁明了的硬件描述示例，这对于理解抽象的硬件描述语言至关重要。我特别欣赏作者在某些关键概念上使用的比喻，它们非常接地气，一下子就把复杂的时序逻辑问题给具象化了。比如，对于如何处理异步复位和同步复位之间的差异，作者没有仅仅停留在规范的定义上，而是用了一个非常形象的“紧急刹车与预定流程”的比方，让我瞬间茅塞顿开。这种教学方式极大地降低了学习曲线，使得原本枯燥的语法学习过程变得相对轻松愉快。如果说有什么可以挑剔的，或许是个别地方的图表分辨率稍微可以再提高一点，但在可接受的范围内，这本书的讲解深度和广度足以支撑起一个中等规模的FPGA项目开发需求。

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