时序逻辑 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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isbn号码:9787802218772

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• 时序逻辑
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《时序逻辑》 内容概述： 本书深入探讨了逻辑电路设计与分析中的核心领域——时序逻辑。它不仅涵盖了时序逻辑的基本概念、电路元件、分析方法，更侧重于实际应用中的设计技巧和挑战。读者将从零开始，系统性地理解数字系统如何通过时钟信号精确控制信息流动，并构建出功能强大的复杂电路。 核心章节内容解析： 第一章：数字逻辑基础回顾与时序系统引入 本章将快速回顾布尔代数、逻辑门、组合逻辑等数字电路设计的基础知识，为后续的时序逻辑学习打下坚实基础。 重点介绍组合逻辑与时序逻辑的根本区别：组合逻辑的输出仅取决于当前输入，而时序逻辑的输出不仅取决于当前输入，还取决于系统的“状态”，即过去的输入序列。 引入时钟信号的概念，阐述其在同步数字系统中的核心作用，以及时钟周期、时钟频率等基本时序参数。 初步介绍触发器（Flip-Flop）作为最基本的时序逻辑单元，讲解其存储状态的能力。 第二章：基本时序元件——触发器 本章将详细剖析各种类型的触发器，包括SR触发器（Set-Reset）、D触发器（Data）、JK触发器（J-K）和T触发器（Toggle）。 深入讲解每种触发器的内部结构、工作原理、状态转移表、状态转移图以及激励表。 重点分析不同触发器在寄存、计数、移位等基本操作中的应用。 讲解异步触发器与同步触发器的区别，以及主从触发器（Master-Slave Flip-Flop）的设计思想，以克服时钟信号带来的亚稳态问题。 第三章：时钟信号与时序约束 本章将聚焦于时钟信号的设计与管理，这是构建稳定高效时序系统的关键。 介绍时钟信号的理想特性（上升沿、下降沿、占空比、频率稳定性）以及实际应用中可能遇到的时钟抖动（Jitter）、时钟偏差（Skew）等问题。 详细讲解时序约束的概念，包括建立时间（Setup Time）和保持时间（Hold Time），解释为何触发器需要在特定的时钟边沿前后保持数据稳定。 分析建立时间违例（Setup Violation）和保持时间违例（Hold Violation）的原因和后果，并介绍检测这些违例的方法。 第四章：时序电路的设计与分析 本章将系统地介绍时序电路的设计流程，从状态机（State Machine）的概念引入。 深入讲解有限状态机（Finite State Machine, FSM）的两种模型：摩尔（Moore）模型和米利（Mealy）模型，以及它们的设计差异和适用场景。 演示如何根据需求规格，设计状态图、状态表，并将其转化为逻辑电路。 详细介绍时序电路的分析方法：通过状态方程、输出方程推导，并绘制时序图来理解电路的行为。 讲解同步设计原则（Synchronous Design），强调所有状态转换都由同一时钟信号触发，以提高系统的稳定性和可预测性。 第五章：移位寄存器与应用 本章将重点讲解移位寄存器的原理和各种类型，如串行输入串行输出（SISO）、串行输入并行输出（SIPO）、并行输入串行输出（PISO）、并行输入并行输出（PIPO）移位寄存器。 探讨移位寄存器在数据串并转换、串行通信、数字延迟线等方面的实际应用。 介绍环形计数器（Ring Counter）和扭环计数器（Twisted Ring Counter）等基于移位寄存器的特殊计数器设计。 第六章：计数器与应用 本章将深入讲解各种类型的计数器，包括同步计数器（Synchronous Counter）和异步计数器（Asynchronous Counter，又称行波计数器 Ripple Counter）。 详细介绍二进制计数器、十进制计数器（BCD Counter）、可预置计数器（Programmable Counter）、可加减计数器（Up-Down Counter）的设计与实现。 分析计数器在频率分频、数字显示、事件计数、定时器等领域的广泛应用。 讲解如何设计任意模（Modulo-N）的计数器。 第七章：时序电路的性能优化与稳定性 本章将探讨如何提高时序电路的性能和稳定性，是实际工程设计中不可或缺的部分。 深入分析竞争（Race Condition）和险兆（Hazard）等时序问题，并提供避免这些问题的设计策略，如增加毛刺滤波电路、优化逻辑结构等。 讲解亚稳态（Metastability）的产生原因（尤其是在异步信号跨时钟域传输时），以及如何设计相应的电路（如两级触发器同步电路）来降低其发生的概率。 介绍流水线（Pipelining）技术，如何通过将复杂运算分解为多个阶段，在每个阶段使用触发器进行寄存，从而提高电路的整体吞吐量（Throughput）。 讨论时钟树（Clock Tree）的设计原则，如何平衡时钟信号在整个芯片上的到达时间，减少时钟偏差。 第八章：状态机设计的进阶主题与实际工程考量 本章将介绍更复杂的状态机设计技术，如多段状态机（Multi-cycle State Machine）和流水线状态机（Pipelined State Machine）。 探讨状态机编码（State Encoding）对电路面积、速度和功耗的影响，介绍二进制编码、格雷码编码、独热码（One-Hot Encoding）等不同编码方式的优缺点。 讨论如何使用硬件描述语言（HDL，如Verilog或VHDL）来高效地设计和验证复杂的时序逻辑电路。 介绍FPGA（现场可编程门阵列）和ASIC（专用集成电路）等硬件实现平台中时序逻辑设计的特点和注意事项。 提供实际工程案例分析，展示如何在实际项目中应用本书所学的时序逻辑知识解决复杂问题。 本书特色： 《时序逻辑》不仅提供了扎实的理论基础，更强调从实际应用出发，通过丰富的实例和工程实践中的考量，帮助读者建立起对数字系统时序行为的深刻理解。本书旨在培养读者独立设计、分析和优化复杂时序逻辑电路的能力，为从事数字电路设计、嵌入式系统开发、FPGA/ASIC工程师等职业的读者提供不可或缺的知识体系。 适用读者： 电子工程、计算机科学与技术等相关专业本科生及研究生。 从事数字逻辑设计、嵌入式系统开发、IC设计的工程师。 对数字电路原理和实际应用感兴趣的爱好者。

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这本书的排版和装帧给人的第一印象是相当“老派”，纸张的质感和字体选择都带着一种上个世纪教材的痕迹，这本该是严谨的标志，但实际上却让阅读体验大打折扣。内页的图表尤其令人头疼，很多关键的时序图画得密密麻麻，线条交叉混乱，根本无法一眼看出信号之间的依赖关系和关键路径。我花费了大量时间试图解读那些复杂的波形图，结果往往是徒劳的。更要命的是，书中的术语定义缺乏一致性，同一个概念在不同章节可能会出现不同的表述方式，这极大地干扰了我的阅读节奏，迫使我不得不频繁地在前后章节之间来回翻阅核对，严重影响了学习效率。坦率地说，在当今这个追求信息高效传递的时代，这样的视觉呈现方式无疑是一种障碍，它不仅考验读者的耐心，更削弱了内容本身的价值。一本好的技术书籍，其物理呈现方式和内容质量同等重要，这本书在这方面显然失分太多了。

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这本书的标题《时序逻辑》着实吸引了我，但读完之后，我发现它更像是一本晦涩难懂的数学理论探讨，而非我期望中的那种能够指导实际工程应用的指南。全书充斥着大量的抽象符号和复杂的公式推导，仿佛作者将自己沉浸在纯粹的数学世界中无法自拔。我期待看到的是如何用清晰的逻辑来设计和验证数字电路，了解不同时序约束下的系统行为，以及如何用现代EDA工具高效地处理时序问题。然而，我得到的却是对基础概念的反复纠缠和对高等数学工具的过度依赖。书中对实际案例的分析少之又少，即使有，也往往是经过高度简化的理想模型，与现实中那些充满噪声、延迟不确定性的真实世界相去甚远。对于初学者来说，这本书无疑是一堵高墙，让人望而却步；即便是经验丰富的工程师，也可能觉得其中大部分内容对于日常工作并无直接帮助，更像是一场学院派的学术盛宴，而不是一本实用的工具书。希望未来的版本能够更加注重工程实践和案例驱动，将那些深奥的理论用更直观的方式呈现出来。

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我带着对该领域前沿知识的渴望打开了《时序逻辑》，本以为能从中一窥当前最先进的同步电路设计方法论或者关于亚纳秒级延迟优化的独家秘诀。然而，内容似乎停滞在了二十年前的水平。书中讨论的很多技术点，例如静态时序分析（STA）的基本原理，虽然扎实，但缺乏对现代设计流程中诸如多电压域交互、高级功耗管理下的时序收敛策略的深入探讨。对于诸如跨时钟域交互的同步机制，书中仅仅停留在基础的握手协议层面，对于实际SoC设计中常见的异步FIFO设计陷阱、亚稳态的量化分析及其规避措施，阐述得过于肤浅和理论化。我非常希望看到一些关于FPGA/ASIC设计流程中，如何与布局布线工具紧密配合，进行迭代优化时序的“实战技巧”，但这些内容在这本书中几乎找不到踪影。总而言之，它更像是一本为本科生准备的入门教材，而非面向专业人士的进阶参考。

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我购买此书的初衷是希望能建立一个严谨的、可重复验证的时序思维框架。然而，这本书的行文风格极其散漫，论证过程常常出现跳跃性的结论，读者需要自己去脑补中间大量的逻辑推导步骤。作者似乎预设了读者已经具备了非常扎实的背景知识，因此在过渡和解释上显得过于简洁，有时甚至显得有些傲慢。例如，在引入某个复杂的时序约束时，作者直接给出了最终公式，但对于这个公式是如何从基本物理定律和设计规范一步步推导出来的，却语焉不详。这种“你懂的”式的写作方式，极大地挫伤了那些试图通过阅读系统性学习的读者的积极性。如果作者能增加更多的引导性提问，用更具启发性的语言将读者带入情境，而不是直接抛出结论，这本书的价值会提升一个档次。目前的阅读体验，更像是听一位学贯中西的教授在不看讲稿的情况下，进行一场只限于少数“门内人士”才能完全领会的讲座。

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这本书的作者似乎对“逻辑”二字的理解非常狭隘，侧重于纯粹的布尔代数和状态机的数学建模，却忽略了“时序”在实际硬件实现中不可避免的物理特性。我阅读时一直疑惑，既然是讨论“时序”，为何对关键的时延模型、工艺角（PVT Corner）变化的影响，以及如何在高频下精确建模这些不确定性着墨甚少？书中对于时钟树综合（CTS）的讨论也显得非常表面化，只是简单提及了最小化时钟偏差的重要性，却未曾深入讲解如何通过精细的缓冲器放置、布线策略来实际达成低偏斜、低抖动的目标。这种脱离物理层面的讨论，使得全书的分析缺乏“落地感”。你仿佛在空中楼阁里讨论一套完美的理论体系，但当你试图将这个体系搬到晶圆厂的实际约束下时，你会发现它几乎不堪一击。缺少对半导体工艺限制的敬畏和纳入考量，是这本书最大的结构性缺陷。

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