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出版者:Delmar Thomson Learning

作者:Robert K. Dueck

出品人:

页数:166

译者:

出版时间:2001-01-15

价格:USD 51.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9780766811614

丛书系列:

图书标签:

• 数字设计
• CPLD
• VHDL
• 实验室手册
• 可编程逻辑器件
• 数字电路
• 硬件描述语言
• FPGA
• 电子工程
• 实践教程
• 设计实例

数字逻辑设计与CPLD应用：原理与实践 这是一本深入探索数字逻辑设计核心概念，并结合可编程逻辑器件（CPLD）进行实际应用开发的专业教材。本书旨在为读者提供坚实的理论基础和丰富的实践经验，使他们能够从零开始掌握数字电路的设计、实现与验证，并熟练运用CPLD这一强大的工具解决复杂的工程问题。 核心内容概述： 本书共分为两大核心部分：数字逻辑设计原理与CPLD应用开发实践。 第一部分：数字逻辑设计原理 本部分将系统地介绍数字逻辑设计的基础知识，为后续的CPLD应用打下坚实基础。 二进制数与逻辑运算： 从最基本的二进制数制开始，讲解其与十进制、十六进制之间的转换，以及在数字电路中扮演的关键角色。深入阐述基本的逻辑门（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR）及其真值表和逻辑符号，为理解更复杂的电路奠定基础。 布尔代数与逻辑化简： 详细介绍布尔代数的公理、定理和基本性质，并教授各种逻辑化简方法，包括卡诺图（Karnaugh Map）和Quine-McCluskey方法。强调逻辑化简在降低电路复杂度、减少元器件数量和提高电路性能方面的重要性。 组合逻辑电路： 深入分析各类重要的组合逻辑电路，包括编码器、译码器、多路复用器（Multiplexer）、解多路复用器（Demultiplexer）和加法器（Adder）、减法器（Subtractor）等。解释它们的结构、工作原理和应用场景，并通过设计实例展示如何利用这些基本模块构建复杂的组合逻辑功能。 时序逻辑电路： 引入时序逻辑电路的概念，解释触发器（Flip-Flop）的种类（SR, D, JK, T）及其状态转换特性。详细讲解寄存器（Register）、计数器（Counter）的设计与实现，包括同步计数器、异步计数器以及移位寄存器（Shift Register）的应用。 有限状态机（FSM）： 介绍有限状态机的数学模型，包括摩尔（Moore）型和米利（Mealy）型状态机的区别与联系。讲解状态图、状态表的设计方法，以及如何将状态机转换为实际的逻辑电路，并分析其在控制系统中的应用。 存储器： 简要介绍各类存储器的基本原理，如随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM），并探讨它们在数字系统中的作用。 第二部分：CPLD应用开发实践 本部分将重点介绍CPLD（Complex Programmable Logic Device）的结构、工作原理以及如何利用硬件描述语言（HDL）进行CPLD的程序设计与开发。 CPLD结构与原理： 详细介绍CPLD的内部架构，包括宏单元（Macrocell）、乘积项阵列（Product Term Array）、可编程互连阵列（Programmable Interconnect Array, PIA）等关键组成部分。解释CPLD的可编程性如何实现逻辑功能的灵活配置。 硬件描述语言（HDL）： 重点讲解VHDL（VHSIC Hardware Description Language）作为一种标准化的硬件描述语言，其语法结构、数据类型、运算符、语句以及如何描述组合逻辑和时序逻辑。通过大量的VHDL代码示例，演示如何将前面学到的数字逻辑设计原理用VHDL实现。 CPLD开发流程： 详细介绍完整的CPLD开发流程，包括： 需求分析与设计： 将实际问题转化为数字逻辑功能需求。 HDL编码： 使用VHDL编写逻辑功能描述。 仿真验证： 使用仿真工具对VHDL代码的功能进行严格验证，确保其正确性。 综合（Synthesis）： 将HDL代码转换为针对特定CPLD器件的门级网表（Netlist）。 映射（Mapping）、布局（Place）与布线（Route）： 将门级网表中的逻辑单元映射到CPLD的物理资源，并进行连接。 下载与测试： 将生成的配置文件下载到CPLD器件中，并在实际硬件上进行功能测试。 CPLD开发工具： 介绍主流的CPLD开发软件（如Xilinx ISE, Altera Quartus Prime等）的基本使用方法，包括项目创建、代码编写、仿真、综合、实现以及下载等各个环节。 实际应用案例： 通过一系列具有代表性的CPLD应用案例，展示如何将所学知识应用于解决实际工程问题。这些案例可能涵盖： 简单的数字控制器： 例如，交通灯控制器、电梯控制逻辑。 数据处理模块： 例如，数据分频器、CRC校验器。 接口电路： 例如，并行转串行、串行转并行转换器。 简单的信号发生器： 例如，脉冲发生器、序列信号发生器。 自定义逻辑单元： 根据特定需求设计定制化的逻辑功能。 学习目标： 通过本系列的学习，读者将能够： 1. 深刻理解数字逻辑设计的基本原理， 包括布尔代数、组合逻辑和时序逻辑。 2. 熟练掌握VHDL语言， 并能够用其描述和实现复杂的数字逻辑功能。 3. 理解CPLD的内部结构和工作机制， 掌握其设计与开发流程。 4. 能够独立完成一个基于CPLD的数字系统设计项目， 从需求分析到最终测试。 5. 培养解决数字电路设计问题的能力， 为进一步深入学习FPGA设计打下坚实基础。 本书内容严谨，逻辑清晰，结合丰富的图示和实例，旨在帮助读者建立扎实的数字逻辑设计和CPLD应用开发能力，为在电子工程、计算机科学等相关领域的学习和职业发展提供强有力的支持。

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手握这本“Digital Design with CPLD Applications and VHDL - Lab Manual”，我立刻感受到了一种踏实感。在数字设计的学习过程中，我常常会遇到理论知识与实际应用脱节的困境，而这本书的定位——一本包含CPLD应用和VHDL语言的实验手册——似乎正是解决这一问题的良方。CPLD作为一种重要的可编程逻辑器件，其应用是数字设计领域一个非常值得深入钻研的方向，而VHDL作为实现这些设计的强大工具，更是不可或缺。我迫切地希望这本书能够提供一个系统性的学习框架，从CPLD的基本原理和开发流程讲起，例如如何选择合适的CPLD器件，以及如何利用开发工具进行项目管理。在VHDL部分，我期待它能深入浅出地讲解语言的精髓，让我能够理解如何用VHDL来描述不同的逻辑功能，并掌握常用的语句和结构，例如如何有效地利用并发语句和进程来表达复杂的逻辑。最吸引我的是“Lab Manual”部分，我期望它能提供足够丰富且具有挑战性的实验案例，这些案例最好能够循序渐进，从简单的组合逻辑和时序逻辑实验，逐步过渡到更复杂的通信接口或控制器设计。每项实验都应该提供详细的指导，包括实验目标、硬件连接、VHDL代码示例、仿真波形分析以及可能遇到的问题及解决方案，让我能够真正通过动手实践，将理论知识转化为实际技能，提升我在这领域的实操能力。

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这本书的封面上印着“Digital Design with CPLD Applications and VHDL - Lab Manual”，光看名字就让人对接下来的学习内容充满期待。作为一名电子工程专业的学生，我一直在寻找一本既能扎实讲解数字设计理论，又能提供丰富实践机会的教材。这本书的标题正中我的需求。CPLD（Complex Programmable Logic Device）是数字系统设计中非常重要的一个组成部分，它在许多领域都有广泛的应用，从简单的逻辑控制到复杂的处理器设计。而VHDL（VHSIC Hardware Description Language）则是进行FPGA（Field-Programmable Gate Array）和CPLD等可编程逻辑器件设计的事实标准语言。这本书将这两个核心内容结合在一起，并冠以“Lab Manual”之名，这让我预感到这本书的内容将会非常实用，不仅仅是理论的堆砌，更侧重于动手实践。我迫不及待地想翻开它，看看书中是如何引导我们一步步掌握CPLD的开发流程，理解VHDL的语法和特性，并通过实际的实验项目来巩固所学知识。我特别关注书中是否有关于设计流程的详细介绍，比如如何从概念设计到逻辑综合，再到布局布线和比特流生成，最后下载到CPLD器件上的整个过程。同时，我希望能看到一些具有代表性的实验案例，例如状态机的设计、计数器的实现、信号的时序控制等等，这些都是数字设计的基础，也是检验学习成果的关键。

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我最近入手了一本名为“Digital Design with CPLD Applications and VHDL - Lab Manual”的书，它的封面设计简洁大方，直观地传达了本书的主题。对于我这样的初学者而言，数字设计和硬件描述语言的学习往往是一个挑战，因为理论知识与实际操作之间的鸿沟可能比较难以逾越。这本书将CPLD的应用与VHDL语言结合，并且强调了“Lab Manual”的属性，这让我对其内容充满了好奇和信心。我期待书中能够以清晰易懂的方式介绍数字逻辑的基本概念，例如组合逻辑和时序逻辑，以及它们在CPLD器件中的实现原理。更重要的是，我希望VHDL部分能够从基础的语法结构开始，逐步深入到更复杂的特性，如信号、变量、进程、并发语句等，并结合实际的应用场景进行讲解。对于“Lab Manual”的部分，我希望书中提供了详细的实验步骤，包括电路原理图、VHDL代码示例、仿真验证方法以及硬件实现指南。最好能够涵盖一些不同难度的实验项目，让我在掌握基本技能后，能够挑战更复杂的数字系统设计。我个人比较看重书中能否提供解决常见问题的思路和技巧，以及一些调试的经验分享，这对于加速我的学习进程非常有帮助。

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翻开这本“Digital Design with CPLD Applications and VHDL - Lab Manual”，我立刻被书中翔实的目录所吸引。作为一名渴望深入理解数字系统开发的爱好者，我一直觉得光有理论知识是不够的，实际动手操作才是检验和巩固学习成果的最佳途径。CPLD作为一种可编程逻辑器件，为我们提供了一个绝佳的平台来实践数字电路的设计。而VHDL作为一种强大的硬件描述语言，更是实现复杂数字逻辑的利器。这本书的标题完美地融合了这两个关键要素，并且明确指出这是一本实验手册，这让我对其内容的实用性有了很高的期待。我希望书中能够细致地阐述CPLD的工作原理和内部架构，让我明白为什么选择CPLD而不是其他类型的器件。同时，VHDL语言的学习部分，我希望能够循序渐进，从最基础的语法规则讲起，逐渐过渡到如何用VHDL来描述各种数字电路，例如加法器、寄存器、有限状态机等。最令我期待的还是实验部分，我希望它能提供一系列精心设计的实验项目，每个实验都能清晰地指导读者完成从设计输入、仿真验证到硬件实现的全过程，并提供必要的代码和电路图参考，能够让我亲手搭建并调试出实际工作的数字电路，从中获得成就感和宝贵的实践经验。

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这本书的封面上印着“Digital Design with CPLD Applications and VHDL - Lab Manual”的字样，这几个关键词立刻勾起了我的学习兴趣。对于我这样一位在数字电子领域不断探索的工程师来说，掌握CPLD和VHDL是必不可少的一项技能。CPLD以其灵活性和易用性，在原型设计和中小型逻辑实现方面扮演着重要角色，而VHDL则是一种功能强大且广泛应用的硬件描述语言，能够帮助我们高效地设计和验证复杂的数字系统。这本书的“Lab Manual”性质更是让我眼前一亮，这意味着它将不仅仅是理论的讲解，而是将理论与实践紧密结合，通过实际操作来加深理解。我期待书中能提供一个清晰的学习路径，从CPLD的基本结构和工作原理入手，逐步引导读者掌握VHDL的语法特性，例如数据类型、运算符、结构语句以及如何进行模块化设计。更重要的是，我希望书中能够提供一系列有针对性的实验项目，这些实验项目最好能够覆盖数字设计中的核心概念，比如逻辑函数的实现、计数器的设计、数据通路的设计、状态机的控制等，并且能够提供详细的实验指导，包括所需的硬件资源、软件工具的使用方法，以及如何对实验结果进行分析和评估，从而帮助我真正掌握CPLD和VHDL的设计与应用。

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