图解数字电路的计算

图解数字电路的计算 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:东方科龙
作者:饭高成男
出品人:
页数:184
译者:钱允琪
出版时间:2000-1
价格:17.50元
装帧:
isbn号码:9787030081810
丛书系列:OHM电子电气入门丛书
图书标签:
  • 知识
  • 电子电气
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具体描述

《图解数字电路的计算》内容简介:本套丛书系引进欧姆社版权翻译出版的中文版图书。基本涵盖了有关电子电气方面的全部知识。内容简洁,重点突出,同时配以大量插图帮助讲解,具有较高的参考阅读价值。《图解数字电路的计算》共分9章。主要章节为:数字信号、基本逻辑单元、逻辑代数、逻辑电路的基础、各种逻辑电路、触发器、计数器和寄存器、编码器和译码器及AD/DA转换器。

《图解数字电路的计算》实用性强,可作为大、中专学生的参考书或教材,也适用于函授或自学,对于从事数字电路方面的技术人员及大、中专学校的教师有较高的参考价值。

数字系统设计与优化:从理论基石到前沿实践 本书致力于构建一套全面、深入且极具实践指导意义的数字系统设计与优化理论框架。 它超越了对基础逻辑门和布尔代数等初级概念的简单罗列,而是将重点聚焦于现代数字系统设计流程中的核心挑战与先进技术。读者将通过本书探索如何高效地将抽象的系统需求转化为稳定、高性能的物理实现。 第一部分:数字系统建模与抽象层次的精进 本部分将数字系统的分析层次提升至系统级建模的高度。我们摒弃传统上仅关注门电路的视角,转而深入研究硬件描述语言(HDL)的高效使用及其与综合工具链的交互机制。 第一章:高级抽象层次的建模哲学 本章探讨系统级建模(System-Level Modeling)的必要性,介绍如何使用高抽象度语言(如SystemC或C++的特定子集)对系统行为进行初步验证和性能预测。重点分析算法级实现与最终硬件结构之间的映射关系,强调“时间”和“资源”作为首要约束的地位。我们将详述有限状态机(FSM)的精确描述方法,区分米利(Mealy)型与穆尔(Moore)型在时序敏感度上的差异,并提供一套实用的FSM设计模式,避免常见的竞争冒险和死锁问题。 第二章:同步与异步设计的深度剖析 同步设计是数字系统的基石,但本章将深入探究同步设计在高频和低功耗场景下的局限性。我们将详细解析时钟域交叉(CDC) 的本质,包括亚稳态的形成机制、同步器的结构(如双触发器同步器、握手机制)的内部工作原理,并提供一套严格的CDC设计规范。对于特定的低功耗或高速应用,异步逻辑的设计理念将被引入。我们将分析自同步电路(Self-Timed Circuits)的基本逻辑单元,探讨其在消除时钟树延迟和提高局部运算速度方面的潜力与挑战。 第二部分:组合逻辑的优化与时序分析的极限 本部分聚焦于组合逻辑电路的精炼,这是提升电路速度和降低功耗的关键。 第三章:组合路径的逻辑综合与最小化 我们将从信息论的角度审视布尔函数的最小化,介绍奎因-麦克拉斯基(Quine-McCluskey)算法 的扩展应用及其在现代EDA工具中的地位。重点在于多输出逻辑的综合,探讨如何通过共享逻辑块和提取冗余功能来实现真正的电路优化,而非仅仅最小化门数量。本章还专门分析了组合延迟路径的理论界限,引入关键路径分析(Critical Path Analysis)的精确方法,用于指导逻辑扇出和层次划分。 第四章:时序违例的诊断与补偿策略 时序分析是决定设计能否工作的核心环节。本章不再满足于介绍建立时间(Setup Time)和保持时间(Hold Time)的定义,而是深入讲解时钟抖动(Jitter)、时钟偏移(Skew)和相噪声(Phase Noise) 对系统性能的影响模型。我们将详细阐述静态时序分析(STA)工具的内部算法,包括如何处理由工艺角(PVT)变化导致的延迟不确定性。对于无法通过调整布局解决的保持时间违例,本章将介绍延迟插入(Delay Buffering)和逻辑重构 等主动补偿技术。 第三部分:存储单元与内存系统的先进结构 本部分转向存储器件,探讨如何设计高效且可靠的片上存储结构。 第五章:触发器与锁存器的精确控制 除了D触发器和锁存器的基本操作,本章将对比不同类型的边缘触发器(如主从结构、电平敏感结构)在抗干扰能力上的差异。重点分析时序单元的去耦合(Decoupling)技术,介绍如何使用专用单元(如低功耗保持触发器或零保持触发器)来优化特定区域的时序裕度。我们将详述如何设计和验证异步复位/置位逻辑,确保在系统启动和异常恢复时的确定性行为。 第六章:片上高速存储器接口与一致性 本章聚焦于SRAM、寄存器堆(Register File)和片上缓存(Cache)的设计。我们将剖析多端口SRAM的译码逻辑,分析字线和位线的驱动能力对访问时间的影响。对于多核或多处理器的系统,内存一致性协议(如MESI协议的硬件实现)将作为核心内容进行深入探讨,重点分析缓存一致性侦听(Snooping)机制 的硬件逻辑复杂性及其对总线带宽的占用。 第四部分:低功耗设计与电源管理技术 本部分是现代数字芯片设计的重中之重,旨在实现性能与能效的最佳平衡。 第七章:动态功耗的精细化管理 本章将功耗分析提升到寄存器传输级(RTL)。我们将详细介绍时钟门控(Clock Gating) 的自动化实现技术,包括静态与动态时钟门控的判据和实现逻辑。此外,电源门控(Power Gating) 的概念也将被引入,探讨如何通过隔离单元和状态保持电路来实现电路模块的完全断电,以及由此带来的唤醒延迟开销的权衡。 第八章:电压频率标度(DVFS)与背景噪声抑制 动态电压与频率调整(DVFS)是实现系统级能效提升的关键。本章详细描述DVFS控制器的设计,包括如何通过性能预测模型(如基于工作负载的预测)动态选择最佳的V/f组合。对于模拟/数字混合信号系统,我们将分析电源噪声(Power Supply Noise) 对数字逻辑时序的影响,并介绍去耦电容(Decoupling Capacitors)的布局优化策略以及稳压器(LDO/DC-DC)与数字电路之间的接口隔离技术。 第五部分:设计验证与形式化方法 没有经过严格验证的设计无法投入生产。本部分将重点介绍验证流程和确保设计正确的数学工具。 第九章:验证平台的构建与激励生成 本书强调基于约束的伪随机激励生成(CRV) 在发现深层设计缺陷中的优势。我们将深入讲解UVM(Universal Verification Methodology)框架中的关键概念,如驱动(Driver)、监听器(Monitor)、记分板(Scoreboard)和断言(Assertion)的编写规范。重点在于如何设计高效的覆盖率模型(Coverage Model) 来指导测试的充分性。 第十篇:形式验证:可证明的正确性 本章将形式验证提升到实践应用的层面。我们将介绍模型检验(Model Checking) 的基本算法(如二元决策图BDD的应用),并讨论如何将系统需求转化为可验证的时序逻辑规范语言(SVA)。重点分析如何处理大型设计的状态空间爆炸问题,以及如何利用等价性检查(Equivalence Checking, EC) 来确保综合后电路与RTL描述的逻辑等效性,从而完全替代部分随机仿真工作。 本书旨在为电子系统工程师、固件架构师以及高级电路设计人员提供一套结构化的知识体系,使其能够驾驭复杂数字系统的设计挑战,从概念到流片实现,实现性能、面积和功耗(PPA)的卓越平衡。

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读后感

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用户评价

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《图解数字电路的计算》这本书,是我近期阅读过的技术类书籍中,最让我感到惊喜的一本。作者的功力深厚,将数字电路这门看起来有些枯燥的学科,变得生动有趣,而且易于理解。我一直觉得数字电路的学习,关键在于理解那些抽象的逻辑关系,而这本书恰恰在这方面做得非常出色。书中对于逻辑运算的讲解,不是停留在文字描述上,而是通过大量的图例,比如波形图、时序图,来展示不同逻辑门在不同输入信号下的输出变化。这让我能够非常直观地感受到逻辑运算的本质。我特别喜欢书中关于“组合逻辑电路”的设计流程讲解,它将一个复杂的任务,分解成了一系列简单易懂的步骤,从需求分析,到逻辑函数表达式的建立,再到布尔代数化简,再到最终的电路实现。这个过程就像是在搭建一座精密的积木,每一步都至关重要。书中对于卡诺图的讲解,也堪称一绝。作者不仅仅是告诉我们如何使用卡诺图,更重要的是讲解了卡诺图背后的原理,以及如何通过卡诺图找到最优化的逻辑设计。我之前在学习卡诺图的时候,总是感觉有些迷茫,不知道为什么那样分组就是最简的,看了这本书之后,我才恍然大悟。而且,书中还涉及到了“时序逻辑电路”的部分,比如触发器、寄存器、计数器等等,都通过精美的图示和详细的文字,进行了深入的剖析。我尤其对书中关于状态机的讲解印象深刻,它将抽象的状态机模型,通过状态转移图和状态表,变得清晰可见,让我能够轻松地理解其工作原理。

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拿到《图解数字电路的计算》这本书,我的第一感觉是它非常“厚实”,不仅仅是纸张的厚度,更是内容上的厚实。我本来以为这会是一本只讲理论的书,但事实证明,我低估了它的实用性。这本书在讲解基础概念的同时,还融入了大量的实际应用案例。比如,在讲解编码器和解码器的时候,作者不仅仅介绍了它们的基本原理,还给出了在实际电路设计中的应用场景,比如BCD码到七段数码管的译码,让我能够将所学的理论知识与实际应用联系起来。我尤其喜欢书中对于“时序逻辑电路”的讲解,这是我之前学习的难点。书中通过大量的波形图和时序图,清晰地展示了触发器、寄存器、计数器等基本单元在不同时钟周期下的状态变化。这让我能够非常直观地理解这些电路的“时序”特性,避免了之前那种“知其然不知其所以然”的困境。作者还详细讲解了如何设计简单的序列发生器,以及如何利用移位寄存器实现延迟功能。这些内容对于我日后的电路设计非常有帮助。此外,书中还涉及到了一些更高级的数字电路概念,比如有限状态机(FSM)的设计和分析,作者通过清晰的状态转移图和状态表,将抽象的状态机模型生动地展现在读者面前,让我能够轻松地理解其工作原理。总而言之,这本书不仅能让你理解数字电路的“为什么”,更能教你如何“做”。

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当我拿到《图解数字电路的计算》这本书时,我立刻被它直观而富有吸引力的封面所吸引。打开之后,我发现书中的内容更是让我惊艳。作者在讲解每一个概念时,都运用了大量的图示,这些图示不仅仅是简单的示意图,而是充满了信息量,能够将抽象的逻辑关系形象地表达出来。例如,在讲解布尔代数的基本定律时,作者用了一些简单的电路图来验证这些定律,比如德摩根定律,通过将一个非门串联到另一个非门,和一个反相器进行对比,直观地展示了它们的等效性。这比单纯记忆公式要有效得多。书中对于逻辑函数的化简部分,更是将卡诺图的应用发挥到了极致。作者不仅仅是展示了如何绘制卡诺图,更重要的是讲解了如何通过观察卡诺图上的分组,来快速地找到最简逻辑表达式。书中提供了大量的练习题,并且对这些习题都进行了详细的解答,这让我能够边学边练,及时巩固所学知识。此外,书中对组合逻辑电路的设计与分析,也做得非常到位。从简单的加法器、减法器,到复杂的译码器、编码器,都通过系统性的步骤进行了讲解。我尤其喜欢书中关于加法器设计的部分,从半加器到全加器,再到多位加法器,都通过层层递进的方式进行阐述,让我能够清晰地理解每一部分的逻辑功能和设计原理。这本书可以说是数字电路入门的绝佳选择。

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《图解数字电路的计算》这本书,我断断续续地读了有半个月了,每次翻开都像是进入了一个全新的世界。作者的叙述方式非常生动,仿佛在和一位老朋友聊天,没有那些空洞的术语和晦涩的定义,而是用最贴近生活的方式来解释数字电路的原理。我记得书中讲解“与”逻辑的时候,作者用了一个“灯泡的开关”的比喻,一个灯泡只有在两个开关同时打开的情况下才能亮,这个简单的比喻,比那些干巴巴的真值表要来得更加直观和容易记忆。然后,书中对“或”逻辑的讲解,又用了一个“门铃”的例子,只要按下任何一个按钮,门铃都会响。这样的类比贯穿全书,让我觉得学习数字电路不再是一件枯燥的事情,反而充满了趣味性。除了逻辑门,书中对组合逻辑电路的讲解也做得非常出色。像编码器、解码器、复用器、分频器这些听起来就很高大上的模块,在书中都被拆解成了最基本的逻辑门组合,并且通过大量的图例和详细的步骤,一步步地展示了它们的设计过程。我尤其喜欢书中对于多路选择器(MUX)的设计分析,它详细地解释了如何通过控制信号来选择不同的输入信号,并且给出了实际的电路实现。读完之后,我感觉自己对这些基本数字电路模块的理解,已经达到了一个全新的高度。而且,这本书还不仅仅局限于这些基础的模块,它还涉及到了时序逻辑电路,像触发器、寄存器、计数器等,都通过非常形象的图示进行了讲解,让我对这些时序电路的运行机制有了更深的认识。

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《图解数字电路的计算》这本书,给我的感觉就像是一次沉浸式的学习体验,让我仿佛置身于一个数字电路的设计实验室。作者在书中展现了他深厚的理论功底和丰富的实践经验,将复杂的数字电路知识,通过清晰的图解和生动的讲解,变得触手可及。我尤其喜欢书中对于“组合逻辑电路”的讲解,它不仅仅是讲解了各种基本逻辑门的功能,更重要的是,它指导我如何从实际需求出发,设计出满足要求的组合逻辑电路。例如,在讲解多路选择器(MUX)的设计时,作者不仅仅是展示了它的逻辑功能,还详细地分析了如何通过控制信号来选择不同的输入,并且给出了一个完整的电路实现。这种“由表及里”的讲解方式,让我能够真正理解电路的设计思路。而在“时序逻辑电路”的部分,这本书更是让我受益匪浅。作者通过大量的时序图和波形图,清晰地展示了触发器、寄存器、计数器等基本单元的工作原理,以及它们如何相互配合,构成复杂的时序系统。我之前在学习时序逻辑电路时,常常会因为时序问题而感到困惑,而这本书则通过直观的时序图,让我能够清晰地理解电路在不同时钟周期下的状态变化,有效地避免了时序上的错误。总而言之,这本书不仅仅是一本技术书籍,更像是一本数字电路的设计指南,让我能够轻松地掌握数字电路的设计与分析技巧。

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初次翻开《图解数字电路的计算》,我内心是充满期待的,毕竟“图解”二字就预示着清晰易懂,而“数字电路”又是现代电子技术的核心。然而,读完之后,我发现这本书的内容之丰富,远远超出了我最初的想象,甚至有些让我应接不暇。它不仅仅是讲解一些基础的逻辑门和组合逻辑电路,而是将数字电路的设计理念、分析方法以及计算过程,以一种极其系统且深入的方式呈现出来。书中对于布尔代数化简、卡诺图的应用、组合逻辑电路的分析与设计等章节,我都花了大量的时间去理解和消化。尤其是卡诺图部分,作者通过大量的图示,将原本抽象的逻辑关系具象化,让我能够直观地看到不同简化策略所带来的效果,这对于我这样需要反复对比和理解才能掌握知识的读者来说,简直是福音。不仅仅是理论,书中还穿插了大量的实际应用案例,比如解码器、编码器、多路选择器等等,这些都是我在实际工作中经常会遇到的模块,书中详细的分析过程,让我对这些模块的工作原理有了更深刻的认识,也为我日后进行电路设计提供了宝贵的参考。此外,书中对于时序逻辑电路的讲解也同样精彩,触发器、寄存器、计数器等基本单元的原理剖析,以及它们如何组合成更复杂的系统,都写得鞭辟入里。我特别喜欢书中对于时序逻辑电路时序图的绘制和分析部分,这能够帮助我清晰地理解电路在不同时钟周期下的状态变化,避免了许多潜在的时序问题。总的来说,这本书就像一位经验丰富的老师,循循善诱地引导我一步步走进数字电路的奇妙世界。

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拿到《图解数字电路的计算》这本书,我就被它简洁而富有吸引力的封面设计所吸引。打开之后,我发现书中的内容更是让我眼前一亮。这本书的最大的特点在于它的“图解”二字,名副其实。作者在讲解每一个概念时,都会配以精美的插图,这些插图不仅仅是简单的示意图,而是充满了信息量,能够将抽象的逻辑关系形象地表达出来。例如,在讲解布尔代数的基本定律时,作者用了一些简单的电路图来验证这些定律,比如德摩根定律,通过将一个非门串联到另一个非门,和一个反相器进行对比,直观地展示了它们的等效性。这比单纯记忆公式要有效得多。书中对于逻辑函数的化简部分,更是将卡诺图的应用发挥到了极致。作者不仅仅是展示了如何绘制卡诺图,更重要的是讲解了如何通过观察卡诺图上的分组,来快速地找到最简逻辑表达式。书中提供了大量的练习题,并且对这些习题都进行了详细的解答,这让我能够边学边练,及时巩固所学知识。此外,书中对组合逻辑电路的设计与分析,也做得非常到位。从简单的加法器、减法器,到复杂的译码器、编码器,都通过系统性的步骤进行了讲解。我尤其喜欢书中关于加法器设计的部分,从半加器到全加器,再到多位加法器,都通过层层递进的方式进行阐述,让我能够清晰地理解每一部分的逻辑功能和设计原理。这本书可以说是数字电路入门的绝佳选择。

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《图解数字电路的计算》这本书,给我的感觉就像是一堂精心准备的公开课,老师站在讲台上,用生动形象的语言,配合着精美的PPT,将复杂的知识点一一呈现。书中对于数字电路基础知识的讲解,循序渐进,从最基本的数制转换、逻辑运算,到复杂的组合逻辑电路和时序逻辑电路,都做到了深入浅出。我特别喜欢书中关于布尔代数化简的部分,作者不仅仅是列举了各种化简规则,而是通过大量的实际例子,展示了如何灵活运用这些规则来简化逻辑表达式。例如,在讲解卡诺图的绘制和使用时,作者用了足足好几页的篇幅,配以大量的图示,详细地讲解了如何圈选相邻的1,如何处理边界情况,以及如何通过圈选得到最简和最简“或非”表达式。这让我之前对卡诺图的许多困惑都迎刃而解。此外,书中对于组合逻辑电路的设计,也做得非常出色。作者从实际应用出发,比如设计一个简单的四位二进制加法器,一步步地引导读者完成设计过程,包括真值表的建立,逻辑函数表达式的推导,以及最终的电路实现。这种“案例驱动”的学习方式,让我能够更好地理解知识的来龙去脉。而对于时序逻辑电路,作者也同样没有放过。触发器、寄存器、计数器等基本单元的原理,以及它们如何组合成更复杂的时序系统,都做了详细的讲解。我尤其喜欢书中关于时钟信号的讲解,它清晰地展示了时钟信号在时序逻辑电路中的作用,以及如何利用时钟信号来同步电路的运行。

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说实话,拿到《图解数字电路的计算》这本书时,我并没有抱太大的期望,以为会是一本泛泛而谈、内容陈旧的教材。然而,当我真正沉浸其中后,才发现我错得离谱。这本书的书写风格非常独特,它没有采用那种枯燥乏味的理论堆砌,而是巧妙地将大量的图示与精炼的文字相结合,形成了一种“以图带文,以文释图”的教学模式。书中对于数制转换、逻辑运算、逻辑函数的表示方法等基础知识的讲解,就如同庖丁解牛,将复杂的概念拆解得清晰明了。我尤其欣赏书中关于二进制、十进制、十六进制等数制之间转换的图解,那些生动的比喻和直观的图形,让我一下子就克服了之前对数制转换的畏难情绪。而到了逻辑门的部分,各种基本逻辑门(与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门、同或门)的符号、真值表以及波形图,都通过精美的图示一一呈现,并且详细讲解了它们的逻辑功能和在实际电路中的应用。更让我惊喜的是,书中并没有止步于这些基础知识,而是进一步深入探讨了组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计与分析。对于组合逻辑电路,书中详细介绍了如何从需求出发,通过布尔代数化简、卡诺图绘制等方法,设计出满足要求的电路。而对于时序逻辑电路,书中则从触发器的原理讲起,逐步深入到寄存器、计数器等复杂模块的设计。我特别喜欢书中关于状态机的设计章节,它通过清晰的状态转移图和状态表,将抽象的状态机模型形象化,让我能够更好地理解其工作原理和设计思路。这本书真的让我对数字电路的理解有了质的飞跃。

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初次翻阅《图解数字电路的计算》,我立刻被书中详实且精美的插图所吸引。这不仅仅是一本讲解数字电路原理的书,更像是一本数字电路的“视觉百科”。作者在讲解每一个概念时,都辅以大量的图示,这些图示不仅美观,而且信息量巨大,能够帮助我将抽象的逻辑关系转化为直观的图像,极大地降低了学习的难度。例如,在讲解逻辑门的运算规则时,作者通过画出不同输入组合下输出波形的演变过程,让我能够清晰地看到逻辑门的“行为模式”。在组合逻辑电路的设计部分,作者更是将每一个步骤都用图示化,从输入输出的逻辑关系,到布尔表达式的推导,再到卡诺图的绘制和分组,最后到具体的逻辑门电路实现,每一步都清晰可见。我尤其欣赏书中关于卡诺图的讲解,它通过大量的例题,展示了如何巧妙地利用卡诺图进行逻辑化简,并且指出了在化简过程中可能遇到的陷阱和注意事项。这让我对卡诺图的应用有了更深入的理解。而在时序逻辑电路的部分,书中同样运用了大量的时序图和状态转移图,将复杂的状态变化过程变得一目了然。例如,在讲解触发器的不同工作模式时,作者通过绘制详细的时序图,展示了在不同时钟沿和输入信号作用下,触发器的状态如何变化。这对于我理解时序逻辑电路的时序行为至关重要。这本书,真的让我对数字电路的理解,有了质的飞跃。

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