复杂可编程逻辑器件与应用设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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isbn号码:9787810216104

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• CPLD
• FPGA
• 数字逻辑设计
• 可编程逻辑器件
• 硬件描述语言
• Verilog
• VHDL
• 数字电路
• 电子工程
• 应用设计

《微机原理与接口技术》 本书是一部系统介绍微型计算机原理、结构、工作方式以及与外部设备接口设计的教材。全书围绕着微处理器的核心功能展开，详细阐述了计算机硬件系统和软件系统之间的有机联系，以及如何通过接口技术实现微处理器与各类外部设备的高效协同工作。 第一部分：微机系统基础 本部分深入剖析了微处理器的基本构成和工作原理。从最基础的二进制数、逻辑门电路入手，循序渐进地介绍了微处理器内部的寄存器、算术逻辑单元（ALU）、控制单元等关键组成部分的功能与相互关系。着重讲解了指令集架构（ISA）的概念，包括指令的格式、寻址方式以及不同指令的功能，为理解微处理器如何执行程序奠定坚实基础。 接着，本书详细介绍了微处理器的核心工作流程，包括取指令、译码、执行、写回等几个阶段。通过生动的图示和详实的文字描述，揭示了时序信号在整个过程中的关键作用，以及中断机制如何提高微处理器的响应效率。 第二部分：存储器系统 存储器是计算机不可或缺的一部分。本书系统介绍了各种类型的存储器，包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）的原理、特点和应用。详细解释了存储器的工作原理，包括地址译码、数据读写过程。针对现代计算机系统中普遍使用的动态随机存取存储器（DRAM）和静态随机存取存储器（SRAM），进行了深入的比较分析，并讲解了其关键参数如存取时间和刷新周期。 此外，还介绍了更为高级的存储器技术，如高速缓存（Cache）的工作原理，包括其分级结构、写策略以及如何通过缓存提高CPU的访问速度。对于非易失性存储器，如闪存（Flash Memory）的结构和工作特点也进行了探讨，为理解嵌入式系统中存储器的应用提供理论支持。 第三部分：输入输出（I/O）接口技术 微处理器要与外部世界进行信息交互，必须依赖于I/O接口技术。本书系统地介绍了各种常见的I/O接口技术，包括并行接口和串行接口。 并行接口部分，详细讲解了通用并行接口（如Centronics接口）、打印机接口等，阐述了数据并行传输的原理、握手信号的作用以及如何通过并行接口实现数据的批量传输。 串行接口部分，深入探讨了各种串行通信标准，如通用异步收发传输器（UART）、同步串行接口（如SPI、I2C）等。详细分析了串行通信中的数据编码、时钟同步、奇偶校验等关键技术，以及如何通过这些接口实现与键盘、鼠标、显示器、传感器等外部设备的通信。 第四部分：中断与DMA 为了提高系统效率，中断和直接存储器访问（DMA）是必不可少的技术。本书详细阐述了中断的产生、识别、响应和处理过程，包括中断向量、中断优先级以及中断服务程序的编写。通过大量实例，演示了如何利用中断机制实现对外部事件的及时响应，如按键按下、数据到达等。 直接存储器访问（DMA）技术是提高数据传输效率的重要手段。本书详细介绍了DMA控制器的结构和工作原理，包括DMA请求、DMA传输通道、以及CPU与DMA控制器之间的协同工作方式。通过分析DMA的工作流程，揭示了DMA如何在不占用CPU资源的情况下，实现CPU与存储器之间的高速数据传输，从而极大地提升了系统的整体性能。 第五部分：汇编语言编程与实践 为了更好地理解微处理器的内部工作机制，本书提供了丰富的汇编语言编程实例。从简单的算术运算、数据传输指令开始，逐步引入分支、循环、子程序调用等复杂指令。通过对典型汇编程序的分析，帮助读者理解高级语言（如C语言）是如何被编译成机器指令执行的。 本书的重点在于通过汇编语言编程，让读者深入理解微处理器的指令集、寄存器操作、以及程序执行流程。涵盖了如何使用汇编语言实现基本的数据处理、控制流以及与I/O端口的交互。通过一系列精心设计的实验和练习，读者可以亲手编写汇编程序，并通过调试器观察程序的执行过程，加深对微机工作原理的理解。 第六部分：微机接口设计实例 本部分将理论与实践相结合，通过一系列实际的接口设计案例，展示了如何运用前面章节学到的知识来解决实际问题。这些案例涵盖了工业控制、数据采集、仪器仪表等多个领域，例如： 定时器/计数器接口设计： 讲解如何利用微处理器内部或外部的定时器/计数器实现精确的时间测量和事件计数。 模数/数模转换（A/D、D/A）接口设计： 介绍如何将模拟信号转换为数字信号，以及将数字信号转换为模拟信号，这在传感器数据采集和信号发生器设计中至关重要。 通信接口设计： 详细讲解如何设计串行通信接口，如RS-232、RS-485等，用于设备间的远程通信。 键盘/显示器接口设计： 演示如何将键盘作为输入设备，以及如何驱动数码管、LCD显示屏等输出设备，实现人机交互。 通过这些实例，读者能够掌握从硬件选型、电路设计到软件驱动开发的完整接口设计流程，培养解决实际工程问题的能力。 总结 《微机原理与接口技术》旨在为读者构建一个扎实的微机系统知识体系。本书力求理论讲解清晰透彻，实践案例丰富实用，并辅以必要的图表和流程图，帮助读者全面掌握微处理器的运行机制，理解各种接口技术的工作原理，并能独立完成基本的微机系统接口设计。本书适合高等院校相关专业的学生、嵌入式系统开发工程师、硬件工程师以及对微机技术感兴趣的读者阅读。

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这本书的封面设计实在让人眼前一亮，那种深邃的蓝色调，配上简洁的几何图形，给人一种严谨又不失现代感的印象。刚翻开目录，我就被其宏大的结构所吸引。它显然不是一本轻松的入门读物，更像是一份为资深工程师准备的“武功秘籍”。书中对不同技术分支的梳理极为清晰，从早期的PAL/GAL到后来的FPGA架构演变，每一个章节都像是精心铺设的轨道，引导着读者步入更深层次的理解。特别是关于时序约束和综合优化的那几个部分，作者似乎有着多年实战经验，对那些教科书里一笔带过的难点进行了深入的剖析，给出了许多独到的见解和实用的调试技巧。读下来，我感觉自己像是被一位经验丰富的老教授带着，在复杂的逻辑迷宫中找到了清晰的路径，每解决一个技术难题，都带来极大的成就感。它不仅仅是知识的堆砌，更是一种思维方式的塑造，教会我如何从系统层面去思考逻辑设计的问题，而不是仅仅停留在写代码的层面。

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这本书的文字风格，说实话，初读时略显晦涩，但细品之下，却别有一番韵味。它没有采用那种过于口语化或过于简化的叙述方式，而是保持了一种近乎学术论文的严谨性。这种写作手法非常适合需要精确理解底层机制的专业人士。举例来说，书中在讲解特定器件内部的查找表（LUT）结构时，引用了大量的数学公式和逻辑图示，每一个符号的出现似乎都是经过深思熟虑的，绝无冗余。我尤其欣赏作者在穿插理论推导时，总能巧妙地联系到实际应用中的性能瓶颈，这种理论与实践的无缝对接，极大地提升了阅读的效率和深度。阅读过程需要高度的专注力，甚至需要时不时地停下来，在草稿纸上复现一些关键的逻辑推导过程，但这恰恰是检验学习成果的最好方式。对于想在数字电路设计领域寻求突破的人来说，这本书无疑是一剂猛药，药效虽强，但根治效果极佳。

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这本书的排版和图表质量达到了工业界的水准，这在很多技术书籍中是难能可贵的。通常，复杂的硬件结构图很容易因为排版不佳而变得难以辨认，但这里的器件内部结构图、时序图以及设计流程图都异常清晰、层次分明。那些用来说明并行处理和流水线设计的示意图，即使不看文字解释，也能大致把握其核心思想。特别是书中针对不同厂商的FPGA平台特性对比分析，表格的制作极其规范，数据详实，很容易让人一目了然地看出它们在资源分配和速度上的差异。我曾花费大量时间在网上搜索类似的对比资料，但都没有这本书中呈现得如此系统和权威。对于需要进行平台选型和成本评估的设计师来说，这一部分简直是宝藏，它让原本抽象的“选择困难症”有了一个清晰的量化依据去解决。

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对于一个已经有几年经验的电子工程师而言，我原以为市面上的相关书籍对我已没有太大吸引力，但这本书成功地刷新了我的认知。最让我感到惊喜的是它对新兴设计流程和新兴应用领域的探讨，比如在处理高吞吐量数据流时的异步设计考量，以及在面向特定嵌入式视觉算法时的硬件加速器设计思路。这些内容紧跟行业前沿，但又不是那种浮于表面的炒作，而是基于扎实的底层原理进行的高级应用。书中针对某一特定应用的案例分析，步骤详尽，从需求分析到最终的资源映射和时序收敛，每一步都做了详尽的记录和反思，这种透明度的展示极大地拓宽了我的思路边界，让我看到了更多解决类似问题的可能性。读完后，我立即着手优化手头一个遗留项目中的关键模块，效果立竿见影。

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我发现这本书最独特之处在于它对“设计哲学”的探讨，这超越了单纯的器件手册或应用指南的范畴。它深入剖析了在资源受限的环境下，如何权衡速度、面积和功耗这三大核心指标。作者似乎在告诫读者，真正的设计艺术不在于堆砌最新的、最快的资源，而在于如何用最经济的方式实现功能。书中关于底层硬件描述语言（HDL）代码的优化技巧部分，不仅仅是教你“怎么写”，更在引导你思考“为什么这样写性能更好”。比如，它对循环展开和寄存器重定时的一些高级技巧的阐述，其深度远超我们日常接触到的应用范例。这种由表及里、探究本质的写作风格，使得这本书不仅仅是一本工具书，更像是一本关于工程智慧的启蒙读物，它培养了一种追求极致效率和优雅实现的职业素养。

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