数字设计原理与实践

数字设计原理与实践 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:机械工业
作者:韦克利
出品人:
页数:323
译者:
出版时间:2010-1
价格:45.00元
装帧:
isbn号码:9787111289739
丛书系列:
图书标签:
  • 数字设计
  • 专业
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具体描述

《数字设计原理与实践(第4版·本科教学版)》结合作者严谨的学术风范与丰富的实践背景,讲述了插件板级和VLSI系统中的数字设计基本原理和实践需求,提供了广泛的逻辑设计实践,给出了大量实际应用,并配有丰富的练习题。全书共分9章,主要内容包括:数字设计介绍,数制和编码,数字电路,组合逻辑设计原理和实践,硬件描述语言(HDL),时序逻辑设计原理和实践,存储器、CPLD和FPGA。

《数字设计原理与实践(第4版·本科教学版)》条理清晰、简明易懂,可作为电气工程、计算机工程或计算机科学专业数字逻辑设计课程的教材,同时也可作为数字设计者的参考书。

海报:

作者简介

韦克利(John F.Wakerly),于斯坦福大学获得电子工程博士学位。他目前是思科系统公司广域网业务部主管工程项目的副总裁,还是斯坦福大学的兼职教授。他著有数字设计、微电脑体系结构、计算机可靠性等方面的50多部著作,并在电信与网络领域拥有13项专利。

目录信息

译者序译者简介前言第1章 数制和编码 1.1 按位计数制 1.2 八进制和十六进制 1.3 常用按位计数制的转换 1.4 十进制数的二进制编码 1.5 字符编码 参考资料 训练题 练习题第2章 组合逻辑设计原理 2.1 开关代数 2.1.1 公理 2.1.2 单变量定理 2.1.3 二变量定理和三变量定理 2.1.4 n变量定理 2.1.5 对偶性 2.1.6 逻辑函数的标准表示法 2.2 组合电路分析 2.3 组合电路的综合 2.3.1 电路描述与设计 2.3.2 电路处理 2.3.3 组合电路最小化 2.3.4 卡诺图 2.3.5 最小化“积之和”表达式 2.3.6 其他最小化问题 2.3.7 程序化的最小化方法 2.4 定时冒险 2.4.1 静态冒险 2.4.2 利用卡诺图发现静态冒险 2.4.3 动态冒险 2.4.4 设计无冒险电路 参考资料 训练题 练习题第3章 硬件描述语言 3.1 基于HDL的数字设计 3.1.1 为什么用HDL 3.1.2 HDL工具组 3.1.3 基于HDL的设计流程 3.2 VHDL硬件描述语言 3.2.1 程序结构 3.2.2 类型、常量和数组 3.2.3 函数和过程 3.2.4 库和包 3.2.5 结构形式的设计元素 3.2.6 数据流形式的设计元素 3.2.7 行为形式的设计元素 3.2.8 时间尺度 3.2.9 模拟 3.2.10 测试平台 3.2.11 时序逻辑设计的VHDL特性 3.2.12 综合 参考资料 训练题 练习题第4章 组合逻辑设计实践 4.1 组合型PLD 4.1.1 可编程逻辑阵列 4.1.2 可编程阵列逻辑器件 4.1.3 通用阵列逻辑器件 4.1.4 复杂型可编程逻辑器件 4.2 译码器 4.2.1 二进制译码器 4.2.2 大规模元件的逻辑符号 4.2.3 3-8译码器74x138 4.2.4 级联二进制译码器 4.2.5 用VHDL实现译码器 4.3 编码器 4.3.1 优先级编码器 4.3.2 优先级编码器74x148 4.3.3 用VHDL实现编码器 4.3.4 用Verilog实现编码器 4.4 三态器件 4.4.1 三态缓冲器 4.4.2 标准MSI三态缓冲器 *4.4.3 用VHDL实现三态输出 4.5 多路复用器 4.5.1 标准MSI多路复用器 4.5.2 扩展多路复用器 4.5.3 多路复用器.多路分配器和总线 4.5.4 用VHDL实现多路复用器 4.6 “异或”门和奇偶校验电路 4.6.1 “异或”门和“异或非”门 4.6.2 奇偶校验电路 4.6.3 9位奇偶校验发生器74x280 4.6.4 奇偶校验的应用 4.6.5 用VHDL实现“异或”门和奇偶校验电路 4.7 比较器 4.7.1 比较器结构 4.7.2 迭代电路 4.7.3 迭代比较器电路 4.7.4 标准MSI大小比较器 4.7.5 用HDL实现比较器 4.7.6 用ABEL和PLD实现比较器 4.7.7 用VHDL实现比较器 4.7.8 用Verilog实现比较器 *4.8 加法器.减法器和ALU 4.8.1 半加器和全加器 4.8.2 串行进位加法器 4.8.3 减法器 4.8.4 先行进位加法器 4.8.5 MSI加法器 4.8.6 MSI算术逻辑单元 4.8.7 组间先行进位 4.8.8 用VHDL实现加法器 参考资料 训练题 练习题第5章 时序逻辑设计原理 5.1 双稳态元件 5.1.1 数字分析 5.1.2 模拟分析 5.1.3 亚稳态特性 5.2 锁存器与触发器 5.2.1 S-R锁存器 5.2.2 S-R锁存器 5.2.3 具有使能端的S-R锁存器 5.2.4 D锁存器 5.2.5 边沿触发式D触发器 5.2.6 具有使能端的边沿触发式D触发器 5.2.7 扫描触发器 *5.2.8 主从式S-R触发器 *5.2.9 主从式J-K触发器 *5.2.1 0边沿触发式J-K触发器 5.2.1 1T触发器 5.3 时钟同步状态机分析 5.3.1 状态机结构 5.3.2 输出逻辑 5.3.3 特征方程 5.3.4 使用D触发器的状态机分析 5.4 时钟同步状态机设计 5.4.1 状态表设计举例 5.4.2 状态最小化 5.4.3 状态赋值 5.4.4 采用D触发器的综合 *5.4.5 采用J-K触发器的综合 5.4.6 采用D触发器的其他设计例子 5.5 用状态图设计状态机 5.6 用VHDL设计时序电路 5.6.1 时钟电路 5.6.2 用VHDL设计状态机 5.6.3 VHDL状态机举例 5.6.4 VHDL中的状态赋值 5.6.5 VHDL中的流水线型输出 5.6.6 不用状态表的直接VHDL编程 5.6.7 更多VHDL状态机例子 5.6.8 用VHDL定义触发器 5.6.9 VHDL状态机测试平台 5.6.10 反馈时序电路 参考资料 训练题 练习题第6章 时序逻辑设计实践 6.1 锁存器和触发器 6.1.1 SSI型锁存器和触发器 *6.1.2 开关消颤 6.1.3 最简单的开关消颤电路 *6.1.4 总线保持电路 6.1.5 多位寄存器和锁存器 6.1.6 用VHDL实现寄存器和锁存器 6.2 时序型PLD 6.2.1 时序型GAL器件 6.2.2 PLD定时规格说明 6.3 计数器 6.3.1 行波计数器 6.3.2 同步计数器 6.3.3 MSI型计数器及应用 6.3.4 二进制计数器状态的译码 6.3.5 用VHDL实现计数器 6.4 移位寄存器 6.4.1 移位寄存器结构 6.4.2 MSI移位寄存器 6.4.3 移位寄存器计数器 6.4.4 环形计数器 6.4.5 用VHDL实现移位寄存器 6.5 同步设计方法 6.6 同步设计中的障碍 6.6.1 时钟偏移 6.6.2 选通时钟 6.6.3 异步输入 6.7 同步器故障和亚稳定性 6.7.1 同步器故障 6.7.2 亚稳定性分辨时间 6.7.3 可靠同步器设计 6.7.4 亚稳定的定时分析 6.7.5 更好的同步器 6.7.6 其他同步器设计 6.7.7 同步高速数据传输 参考资料 训练题 练习题第7章 存储器、CPLD和FPGA 7.1 只读存储器 7.1.1 ROM用于“随机”组合逻辑函数 *7.1.2 ROM的内部结构 *7.1.3 二维译码 7.1.4 商用ROM的类型 7.1.5 ROM的控制输入和定时 7.1.6 ROM的应用 7.2 读/写存储器 7.3 静态RAM 7.3.1 静态RAM的输入和输出 7.3.2 静态RAM的内部结构 7.3.3 静态RAM的定时 *7.3.4 标准静态RAM *7.3.5 同步SRAM 7.4 动态RAM 7.4.1 动态RAM的结构 7.4.2 SDRAM的定时 7.4.3 DDRSDRAM 7.5 复杂可编程逻辑器件 7.5.1 XilinxXC9500CPLD系列 7.5.2 功能块体系结构 7.5.3 输入/输出块体系结构 7.5.4 开关矩阵 7.6 现场可编程门阵列 7.6.1 XilinxXC4000FPGA系列 7.6.2 可配置逻辑块 7.6.3 输入/输出块 7.6.4 可编程互连 参考资料 训练题 练习题
· · · · · · (收起)

读后感

评分

这本书超级晦涩枯燥。但是翻译的人应该是照着英文的逐字逐句翻译的,读的时候会觉得某些句子超级有趣,不失为可爱的译者。稍稍使糟糕的心情小开心了下。 但是,最重要的是,作业不会写。网上的答案不全。求一份完整版的答案!!!  

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用户评价

评分

对于有一定基础的读者来说,这本书的价值在于其对设计优化哲学的阐述。它没有停留在“能用”的层面,而是着重讨论“如何做得更好”。我尤其关注了关于功耗优化的章节。作者深入探讨了动态功耗和静态功耗的来源,并提出了多种降低策略,如时钟门控(Clock Gating)和电源门控(Power Gating)的具体实现方式。这些高级技巧的讲解,配上作者精心设计的对比实验数据,使得优化效果量化且直观。此外,书中对于设计验证的重要性也给予了极高的权重。它不仅介绍了传统的仿真方法,还触及了形式验证(Formal Verification)的基本概念,虽然篇幅不长,但足以激发读者对更高层次验证技术的兴趣。这本书的论述风格非常理性且注重实效,不搞虚头巴脑的口号,而是提供切实可行的方法论,这是我最欣赏的一点。

评分

我发现这本书在跨学科的融合方面做得非常出色。它并没有将数字设计局限在纯粹的电子工程范畴内,而是巧妙地融入了计算机体系结构的一些核心概念。比如,在讲解指令集设计逻辑时,作者将布尔代数和有限状态机理论应用到CPU控制单元的设计中,清晰地展示了硬件如何实现软件的控制流。这种多维度的视角极大地拓宽了我的视野。此外,书中对数字化系统的可靠性、容错性也有所涉及,这在很多基础教材中是缺失的。总体来看,这本书的结构逻辑严密,层层递进,从最基础的开关理论,到复杂的系统级集成,构成了一个非常完整的知识体系。它不是那种读完一遍就束之高阁的书,而是那种需要反复翻阅、在实践中不断印证和加深的工具书。

评分

这本书的封面设计简洁大气,黑白灰的配色给人一种专业和严谨的感觉,这很符合一本技术类书籍的定位。我本来对“数字设计”这个概念有些模糊,总觉得它离日常生活挺远的,但翻开第一章,作者的叙述方式非常接地气。他没有一上来就抛出复杂的逻辑门电路图,而是先用生活中的例子来解释数字信号和模拟信号的区别,比如开关灯的“开”与“关”就是最直观的数字表示。这种由浅入深的讲解方式,让我这个完全的门外汉也能很快抓住重点。尤其是在介绍布尔代数时,作者不仅讲解了理论推导,还穿插了许多实际应用案例,比如如何优化一个简单的报警系统逻辑,让我对抽象的数学符号有了更具象的理解。全书的排版也很舒服,字号适中,图表清晰,即使是长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。看得出来,作者在内容编排和视觉呈现上都下了不少功夫,确实是一本值得细品的入门佳作。

评分

这本书的语言风格非常像一位经验丰富的导师在手把手地教导学生。它并非冰冷的文字堆砌,而是充满了对读者学习难点的体察。比如,在解释组合逻辑电路的竞争与冒险(Race Condition and Hazard)时,作者用了好几个不同的例子来演示如何识别和消除毛刺,并且特别提醒了在实际硬件中,不同逻辑门延迟的微小差异如何导致这些问题的产生。这种细腻的关怀,让学习过程中的挫败感大大降低。此外,书中对一些经典电路,如优先编码器、状态机等的设计实例,讲解得淋漓尽致,不仅展示了最终电路图,更重要的是展示了“为什么是这个样子”的设计思路演变过程。这种侧重于思维训练而非单纯知识灌输的方式,让我感觉自己不仅仅是在学习知识点,更是在磨练解决问题的能力。

评分

这本书的深度和广度都超出了我的预期,它不仅仅是一本教科书,更像是一本工程师的实践指南。我特别欣赏其中对于特定设计流程的细致拆解。比如,在讲述时序逻辑电路时,作者详细介绍了如何处理亚稳态问题,以及建立时间(setup time)和保持时间(hold time)的实际影响。这些内容在很多同类书籍中往往一带而过,但在这里却被深入剖析,配有大量的时序图和仿真结果分析,让人感觉非常踏实。更让我惊喜的是,书中对FPGA和ASIC设计流程的概述部分。作者清晰地勾勒出了从RTL编码到门级网表生成的每一步骤,并对主流设计工具的使用哲学进行了探讨。这对于希望从理论走向实际应用的读者来说,无疑是宝贵的财富。读完相关章节,我仿佛站在了设计流水线的前端,对整个数字系统构建过程有了宏观而又微观的认识。

评分

我当时买的可是完整版本~ 虽然学完就都忘了

评分

有广度,更有深度,但是作者功力较深,有国外大师的风范,读起来还是不难理解

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