Digital Electronics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Prentice Hall

作者:William Kleitz

出品人:

页数:944

译者:

出版时间:2007-03-22

价格:USD 144.40

装帧:Hardcover

isbn号码:9780132435789

丛书系列:

图书标签:

• 数字电子技术
• 数字电路
• 电子学
• 计算机硬件
• 逻辑电路
• 半导体
• 嵌入式系统
• 电路分析
• 电子工程
• 微电子学

好的，以下是一本名为《数字电子学》的书籍的详细简介，它不包含您所提到的那本书籍的任何内容，而是聚焦于其他数字电子学领域的重要分支和前沿技术。 --- 《先进数字系统设计与实现：从底层逻辑到嵌入式智能》 作者： [此处可虚构作者姓名，例如：张伟、李明] 出版社： [此处可虚构出版社名称，例如：精工科技出版社] 内容提要： 在信息时代高速发展的今天，数字电子技术已不再局限于传统的计算和控制领域，而是渗透到物联网（IoT）、人工智能（AI）、高速通信以及精密测控系统的核心。本书《先进数字系统设计与实现：从底层逻辑到嵌入式智能》旨在为电子工程、计算机科学以及相关领域的专业人士和高年级学生提供一个全面、深入且极具前瞻性的视角，聚焦于现代数字系统设计中那些至关重要的、常常被基础教材所忽略的高级实践、性能优化和新兴架构。 本书摒弃了对基本逻辑门和布尔代数冗长叙述的重复，而是直接切入后摩尔时代的挑战与机遇。我们关注的重点是如何在有限的功耗和面积约束下，设计出满足高可靠性、实时性要求的复杂数字集成电路（IC）和嵌入式系统。 --- 第一部分：深层次硬件描述与综合优化 (Advanced HDL & Synthesis) 本部分着眼于现代数字设计流程中至关重要的高级硬件描述语言（HDL）应用与综合优化技术，这是将抽象设计转化为实际硅片的关键桥梁。 1. 现代Verilog/VHDL的并发模型与时序约束： 深入探讨如何利用SystemVerilog的更强大的并发结构（如`always_ff`, `always_comb`, `always_latch`）来精确控制硬件行为，避免综合工具的误判。重点分析如何使用跨时钟域（CDC）的同步机制，包括握手协议、异步FIFO的设计与验证，确保高速数据流在不同频率域间安全传输。 2. 综合驱动的设计方法学（Synthesis-Driven Design）： 传统的“写代码”思维已过时。本章侧重于“为综合而设计”。详细剖析时序约束的艺术，包括设置输入/输出延迟、伪路径（False Path）和多周期路径（Multi-Cycle Path）的精确定义，这些是满足严格时序收敛（Timing Closure）的基石。同时，介绍如何通过适当的资源共享、流水线（Pipelining）的深度优化来提升系统吞吐量（Throughput）和频率。 3. 层次化设计与IP集成： 在系统级芯片（SoC）设计中，模块化是王道。本部分详述如何构建可重用、参数化的IP核，并使用层次化抽象来管理数百万门的复杂设计。重点讨论总线结构（如AXI/AHB协议的深入理解与定制化实现），以及如何高效地将第三方IP与自研模块进行系统级集成与验证。 --- 第二部分：高性能数字架构与并行计算 (High-Performance Architectures) 本部分将视角从单模块设计提升到系统级架构，探索构建高性能数字系统的核心技术。 4. 流水线与超标量处理器的深层原理： 超越简单的五级流水线概念，本书详细解析乱序执行（Out-of-Order Execution）、分支预测（Branch Prediction）的复杂算法和硬件实现。重点探讨数据依赖性和控制依赖性如何影响指令级并行（ILP），以及如何设计高效的重命名寄存器堆和保留站来缓解这些瓶颈。 5. 专用加速器设计与可重构计算： 在通用CPU性能增长趋缓的背景下，专用加速器成为主流。本章深入研究领域特定架构（DSA）的设计哲学，重点剖析FPGA在加速计算中的应用。讲解如何将算法（如矩阵乘法、快速傅里叶变换）映射到FPGA的逻辑单元和分布式RAM上，并讨论部分重构（Partial Reconfiguration）技术以实现运行时功能升级。 6. 异构计算的互联与调度： 现代系统往往是CPU、GPU、DSP和FPGA的混合体。本部分聚焦于实现这些单元之间高效数据传输与任务调度的机制。包括内存一致性模型、缓存一致性协议的硬件实现，以及软件栈如何通过硬件接口（如OpenCL/SYCL）有效地驱动异构并行任务。 --- 第三部分：低功耗、可靠性与前沿集成技术 (Low Power & Reliability) 随着移动设备和边缘计算的普及，功耗和系统可靠性成为数字设计中无法回避的核心挑战。 7. 亚阈值与动态功耗管理技术： 深入探讨数字电路的功耗模型（静态功耗与动态功耗）。详细介绍电源门控（Power Gating）、时钟门控（Clock Gating）的高效应用策略。对于面向极低功耗场景（如能量采集IoT），我们将分析亚阈值电路（Sub-threshold Circuits）的设计挑战、噪声裕度和时序漂移的补偿技术。 8. 数字系统中的错误检测与纠正（Error Correction Codes）： 在高速通信和长期存储中，噪声引入的错误率显著增加。本章不局限于基础的奇偶校验，而是详细讲解Hamming码、BCH码和Turbo码的硬件编码器/解码器结构。分析如何在实时系统中实现高效的纠错逻辑，并探讨内建自测试（BIST）和故障注入技术在验证系统鲁棒性中的作用。 9. 先进封装与三维集成电路（3D-IC）： 展望集成电路制造的前沿——Chiplet和异构集成。讨论如何利用硅中介层（Silicon Interposer）和混合键合（Hybrid Bonding）技术，将不同工艺节点、不同功能的芯片堆叠或并排放置。重点分析在3D堆叠中面临的热管理挑战和片间通信（Die-to-Die Interconnect）的物理层设计。 --- 第四部分：嵌入式系统与实时操作系统 (Embedded Systems & RTOS Deep Dive) 本部分将理论设计落实到实际的控制与交互系统中，强调软硬件协同设计。 10. 实时操作系统（RTOS）的内核机制： 本书将RTOS视为一个复杂的数字状态机。深入剖析任务调度算法（如固定优先级抢占、轮转、最早截止时间优先EDF），中断处理的延迟分析，以及上下文切换的硬件支持。分析如何设计和验证互斥锁、信号量等同步原语，以避免死锁和竞态条件。 11. 嵌入式控制系统的硬件/软件协同验证： 强调在原型阶段就进行软硬件协同验证的重要性。介绍虚拟原型（Virtual Prototyping）技术，它允许在功能齐全的软件环境中使用精确的硬件模型来运行固件。讨论Co-simulation（如TLM/cosimulation）在加速验证周期中的应用。 12. 硬件安全模块与信任根（Root of Trust）： 在连接日益紧密的物联网世界中，硬件安全至关重要。本章阐述如何设计安全启动（Secure Boot）流程，利用物理不可克隆函数（PUF）进行设备认证，以及在硬件层面实现加密加速器的设计，建立不可篡改的信任根（RoT）。 --- 目标读者： 本书面向具备基础数字电路知识（如组合逻辑、时序逻辑、基本状态机）的读者。特别推荐给希望深入研究以下领域的高级本科生、研究生、ASIC/FPGA设计工程师、以及从事嵌入式系统架构师的专业人士。 通过阅读本书，读者将能够掌握从高层抽象到晶体管级优化之间的转化技巧，能够自信地驾驭现代高性能、低功耗数字系统的设计与实现，并为应对未来计算架构的挑战做好准备。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆