可编程逻辑器件及EDA技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:496

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出版时间:2008-5

价格:58.00元

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isbn号码:9787811025293

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• EDA
• 可编程逻辑器件
• PLD
• EDA
• 数字电路
• FPGA
• CPLD
• Verilog
• VHDL
• Quartus
• ISE

《数字电路设计与实践》 本书是一本全面深入探讨数字逻辑设计原理、方法与实践的著作。全书围绕着现代数字系统构建的核心要素展开，旨在为读者提供扎实的理论基础和丰富的实践指导，使其能够独立完成复杂的数字电路设计任务。 第一部分：数字逻辑基础 本部分首先系统回顾了数字逻辑设计的基石——二进制数系统、逻辑门电路以及布尔代数。我们将从最基本的逻辑门（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR）出发，逐步深入到组合逻辑和时序逻辑的概念。 组合逻辑电路： 详细讲解了编码器、译码器、多路选择器、数据选择器、加法器、减法器、比较器等基本组合逻辑模块的设计与实现。我们将通过真值表、卡诺图等方法，演示如何化简逻辑函数，并分析不同化简方法的优劣。此外，还将介绍常用的组合逻辑标准芯片（如74系列）及其应用。 时序逻辑电路： 重点在于存储单元的设计与应用。内容涵盖触发器（SR, D, JK, T）的原理、特性及状态转移图，以及由触发器构成的寄存器、计数器（同步、异步）、移位寄存器等。我们将深入分析时序逻辑电路的时序特性，如建立时间、保持时间、时钟偏斜等，并探讨这些参数对电路稳定性的影响。 第二部分：逻辑综合与实现 在掌握了数字逻辑基础后，本部分将聚焦于如何将设计思路转化为实际可实现的硬件。 硬件描述语言（HDL）： 大力介绍并深入讲解Verilog HDL。从基本语法、数据类型、运算符、模块实例化开始，逐步过渡到组合逻辑和时序逻辑的建模方式。我们将通过大量实例，展示如何用HDL描述复杂逻辑功能，并强调代码的可读性、可维护性和设计意图的清晰表达。此外，还会简要介绍VHDL作为另一种主流HDL的特点。 逻辑综合： 讲解逻辑综合的基本原理和流程。我们将阐述如何将HDL代码转化为门级网表，以及综合工具在优化逻辑结构、减少门数、降低功耗和提高时序性能方面的作用。读者将了解各种综合选项的含义及其对最终电路的影响。 FPGA/CPLD与ASIC简介： 对可编程逻辑器件（FPGA和CPLD）和专用集成电路（ASIC）的基本结构、工作原理、设计流程和应用领域进行概述。读者将理解不同类型器件的优劣势，以及它们在数字系统设计中的定位。 第三部分：时序分析与优化 时序是数字电路设计的生命线。本部分将深入探讨时序分析的方法和优化技巧。 时序约束： 详细讲解各种时序约束的类型，如时钟定义、输入/输出延时、伪路径等。我们将通过实例演示如何准确地为设计添加时序约束，这是保证电路功能正确和时序收敛的关键。 静态时序分析（STA）： 深入讲解STA的原理，包括关键路径分析、最差情况分析和最好情况分析。我们将介绍时序报告的解读方法，以及如何根据STA结果定位并解决时序违例问题。 时序优化技术： 介绍多种提高时序性能的常用技术，包括逻辑复制、寄存器复制、缓冲区插入、时钟重定时以及算法级和架构级的时序优化。我们将分析这些技术在不同场景下的适用性和效果。 第四部分：验证与调试 “验证决定成败”，本部分将重点关注数字电路的验证方法和调试技巧。 仿真验证： 详细介绍不同级别的仿真，包括功能仿真、门级仿真和时序仿真。我们将阐述如何编写测试平台（Testbench），包括激励生成、结果检查、随机激励和覆盖率收集等，以全面验证设计的功能正确性。 形式验证： 简要介绍形式验证的概念和优势，如等价性检查和模型检验，使其与仿真验证形成互补。 硬件调试： 介绍在实际硬件平台（如FPGA开发板）上进行调试的技术，包括使用片上逻辑分析仪（ILA）、JTAG接口和集成开发环境（IDE）提供的调试工具。我们将讨论如何根据仿真结果和硬件调试信息，快速定位和修复设计中的错误。 第五部分：高级主题与案例分析 本部分将涉及一些更高级的设计概念和实际应用。 状态机设计： 详细讲解有限状态机（FSM）的设计方法，包括Mealy型和Moore型状态机的区别、状态编码、状态转移图的绘制以及HDL实现。我们将通过一个典型的状态机控制模块案例进行深入剖析。 处理器基础： 简要介绍计算机体系结构中的基本概念，如指令集、流水线、存储器层次结构等，为理解更复杂的数字系统打下基础。 实际设计案例： 提供几个典型的数字逻辑设计案例，涵盖从需求分析、架构设计、HDL编码、综合、仿真到最终实现的完整流程。例如，一个简单的CPU控制器、一个数据采集模块或一个通信接口控制器等。 本书的编写力求理论与实践相结合，力图使读者在学习过程中，不仅能理解数字逻辑设计的原理，更能掌握实际的设计和验证工具的使用，从而能够独立承担具有挑战性的数字系统设计项目。

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这本书给我的最大感受是“系统性”和“前瞻性”。它不仅仅关注当前主流的技术实现，还花了不少篇幅去探讨一些新兴的设计哲学和未来可能的发展方向。例如，书中对设计流程中的验证环节的重视程度，远超出了我此前的想象。它不是简单地介绍工具的使用，而是深入剖析了如何构建一个健壮、可复用的验证平台。这种宏观的视角，让我在学习具体技术细节的同时，时刻保持着对整个行业脉络的清晰认知。读完后，我感觉自己不再是一个只会堆砌代码的“操作员”，而是一个能够从整体架构出发，思考如何优化设计、降低风险的“架构师”。这本书的价值在于，它提供了一套完整的、面向未来的设计思维框架，而非仅仅是零散的技术点集合。

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这本书的封面设计简直是一场视觉盛宴，那种深邃的蓝色调，配上简洁有力的白色字体，一下子就把我带入了一个充满科技感的数字世界。我翻开第一页，就被作者行云流水的叙述方式所吸引，完全没有传统教材那种枯燥乏味的感觉。它更像是一位经验丰富的老工程师在娓娓道来他的心路历程，从最基础的逻辑门原理，到复杂的数字系统设计，每一步都讲解得深入浅出。尤其值得称赞的是，书中对一些经典电路的剖析，简直是教科书级别的范例，让人仿佛能亲手触摸到那些在硅片上跳动的电子信号。那种对细节的执着和对知识的热情，透过纸张都能感受到，让人忍不住想要立刻动手实践，去验证书中所讲的一切。对于初学者来说，这本书绝对是最好的敲门砖，它不仅教会你“是什么”，更重要的是告诉你“为什么”，这种深层次的理解，远比死记硬背那些复杂的公式要宝贵得多。

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这本书的排版和用词风格非常独特，它似乎在努力打破传统理工科书籍的刻板印象。文字的流畅度和专业性的平衡拿捏得恰到好处，没有为了追求“高深”而故作晦涩，也没有为了追求“通俗”而牺牲严谨性。每次阅读，都像是在欣赏一篇结构严谨、论证有力的学术论文，但同时又充满了人文关怀。我特别关注那些注释和脚注部分，很多看似不起眼的小提示，往往蕴含着作者多年经验的总结，这些“内幕消息”是其他任何资料都无法提供的。对于希望深入研究底层原理，而不只是停留在应用层面的读者来说，这本书提供的知识深度绝对物超所值，它让你对整个电子设计流程的掌控力提升了一个档次。

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我拿起这本书时，原本是抱着一种挑战自我的心态，因为我对电子工程的了解仅停留在理论层面。然而，这本书的结构安排极其巧妙，它并没有一开始就抛出大量的术语和复杂的架构图，而是循序渐进地构建知识体系。作者似乎深谙读者的心理，总能在关键节点穿插一些历史性的回顾或者工程实践中的“陷阱”分析，这使得阅读过程充满了发现的乐趣。我记得有一次，我被一个关于时序约束的问题困扰了很久，翻阅了其他几本参考书都感到晦涩难懂，但在这本书中，作者仅仅用了两页篇幅，通过一个生动的比喻，就把那个复杂的概念彻底打通了我的任督二脉。那种豁然开朗的感觉，让我对作者的教学功力佩服得五体投地。它不仅仅是一本技术手册，更像是一位良师益友，在你迷茫时及时点亮前方的灯塔。

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说实话，我对这种偏向实践操作的技术书籍一向抱有审慎的态度，因为很多时候，纸上谈兵的结果往往是理论脱离实际。但是，这本书在这方面做得非常出色，它似乎预想到了读者在实际操作中可能遇到的所有“拦路虎”。书中的案例分析详实到令人发指，每一个模块的搭建、每一个参数的设定，都有详细的步骤说明和结果预测。我跟着书中的指导搭建了一个小型控制器，每一步都严格按照书中的描述操作，结果完美运行。这极大地增强了我的自信心。我特别喜欢作者在论述某一技术方案时，会同时对比几种不同实现的优缺点，这种客观、辩证的分析角度，培养了我作为工程师应有的批判性思维，而不是盲目地接受某个“标准答案”。

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