Verilog HDL高级数字设计

Verilog HDL高级数字设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:电子工业出版社
作者:西里提
出品人:
页数:985
译者:
出版时间:2004-5
价格:89.0
装帧:平装
isbn号码:9787505396647
丛书系列:
图书标签:
  • Verilog
  • HDL
  • 英语
  • 中国
  • FPGA
  • 2004
  • Verilog HDL
  • 数字设计
  • 硬件描述语言
  • FPGA
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  • 数字电路
  • 高级设计
  • 验证
  • 综合
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具体描述

本书通过大量完整的实例讲解了使用Verilog HDL进行超大规模集成电路设计的结构化建模方法、关键步骤和设计验证方法等实用内容。全书共分11章,涵盖了建模、结构平衡、功能验证、故障模拟和逻辑合成等关键问题,还有合成后设计确认、定时分析及可测性设计等内容。 本书结构清晰,内容组织合理,适用于计算机、电子等相关专业本科高年级学生或研究生课程,同时也适用于对学习Verilog HDL及其在现代集成电路设计流中的应用感兴趣的专业工程师和技术人员。

好的,这是一份关于其他数字设计主题图书的简介,旨在避免提及《Verilog HDL高级数字设计》的具体内容,同时保持内容的详细和专业性。 --- 《现代硬件描述语言与系统级设计实践》 图书简介 在当今高度复杂的电子系统开发领域,从消费电子到高性能计算,对高效、可靠的数字硬件设计方法的需求从未如此迫切。本书《现代硬件描述语言与系统级设计实践》聚焦于当前主流的硬件描述语言(HDL)应用范式、先进的综合与验证技术,以及如何将系统级思维融入到具体的硬件实现流程中。本书旨在为电子工程、计算机工程专业的学生、在职的数字设计工程师以及希望深入理解现代FPGA/ASIC流程的专业人士提供一本全面且实用的参考指南。 第一部分:硬件描述语言的现代范式与应用深度 本部分将深入探讨硬件描述语言(HDL)在现代设计中的角色演变,重点关注VHDL以及SystemVerilog在高级抽象层次上的应用。我们不会停留在基础的语法层面,而是深入到描述复杂行为、结构和接口的最佳实践。 1.1 VHDL在结构化设计中的精炼应用 我们首先回顾VHDL在描述大规模并行系统中的独特优势。重点章节将阐述如何利用生成(Generate)结构有效地管理重复实例和参数化设计,并探讨包(Package)在代码重用和类型安全方面的关键作用。更重要的是,我们将详细分析进程(Process)、信号(Signal)与变量(Variable)在仿真与综合行为上的本质区别,强调编写可综合代码的约束和技巧。特别是,如何精确建模时序逻辑,避免“锁存器”(Latches)的意外产生,以及如何利用保护类型(Protected Types)构建更健壮的设计抽象层。 1.2 SystemVerilog在高级抽象层次的突破 SystemVerilog作为当前行业标准的重要组成部分,其强大的高级抽象能力是本书的核心内容之一。我们将详细介绍接口(Interface)、配置(Configuration)和虚拟接口(Virtual Interface),这些是构建模块化和可重用设计的基石。对于数据类型,我们将超越标准逻辑,深入探讨枚举类型(Enumerated Types)和结构体(Structs)在建模复杂数据包和协议帧时的效率与清晰度。更进一步,我们将探讨如何利用断言(Assertions)来嵌入设计规范,使其在仿真阶段自动进行合规性检查,从而实现早期错误检测。 第二部分:设计综合、约束与时序分析 从高层次的结构描述到最终的物理实现,中间的桥梁是精确的约束和高效的综合工具。本部分将聚焦于如何确保设计能够高效地映射到目标硬件上。 2.1 综合流程的深入理解 本章将剖析现代综合器的内部工作原理,从RTL级优化到门级网表的生成。我们将详细讨论时序驱动逻辑(Synchronous Logic)与组合逻辑(Combinational Logic)的优化策略。关键在于理解设计意图如何通过HDL代码传达给综合器,并讨论如何利用属性(Attributes)来指导综合器进行特定的优化决策,例如处理关键路径或特定资源的使用。 2.2 静态时序分析(STA)的核心技术 对于任何高性能数字电路,时序收敛是首要挑战。本书将详细讲解STA的基础理论,包括时钟域交叉(CDC)的处理、建立时间(Setup Time)和保持时间(Hold Time)的计算模型,以及如何分析和修复竞争冒险(Race Conditions)。我们还将引入多周期路径(Multi-Cycle Paths)和伪路径(False Paths)的定义与约束方法,确保时序报告的准确性,并提供处理复杂时钟分布网络的实用策略。 2.3 设计约束的精确表达 学习如何为目标平台(如特定FPGA系列或ASIC库)编写精确的约束文件至关重要。本章将涵盖时钟定义(Clock Definitions)、输入/输出延迟(I/O Delays)的建模,以及如何对设计中的异步输入(Asynchronous Inputs)进行适当的去毛刺(Debouncing)和同步处理,这是保证系统稳定运行的关键步骤。 第三部分:系统级验证与覆盖率驱动的回归 在设计变得越来越复杂的同时,验证的复杂度已成为项目进度的主要瓶颈。本书致力于提供一套结构化的、基于场景的验证方法论。 3.1 验证平台的高效构建 我们探讨如何使用面向对象(Object-Oriented)的编程思想来构建可扩展的、高抽象层次的验证环境。内容涵盖事务级建模(TLM)的使用,以加速验证速度,以及如何设计灵活的驱动(Driver)、监控器(Monitor)和记分板(Scoreboard)组件。重点介绍如何利用随机激励生成(Constrained Random Generation)技术,系统性地探索设计空间,而非仅仅依赖于预先编写的测试用例。 3.2 功能覆盖率的度量与收敛 “完成”验证的衡量标准是功能覆盖率。本书将详述如何定义行覆盖率(Line Coverage)、条件覆盖率(Condition Coverage)和表达式覆盖率(Expression Coverage)。更重要的是,我们将深入讲解如何定义功能覆盖率(Functional Coverage)模型,以确保所有关键的设计场景和规范要求都得到了充分的测试。如何分析覆盖率报告、识别覆盖盲区并相应地调整激励生成策略,是本章的核心。 3.3 形式验证与混合方法学 在特定场景下,形式验证提供了比仿真更强的证明能力。我们将简要介绍等价性检查(Equivalence Checking, EC)在RTL到门级或门级到门级转换中的应用,确保综合和优化过程未引入错误。同时,探讨如何将形式验证工具集成到现有的仿真回归流程中,实现混合验证方法学,以最大化验证效率和覆盖深度。 总结 《现代硬件描述语言与系统级设计实践》不仅是一本关于语法和特性的手册,更是一本关于“如何设计出正确且可测试的数字系统”的实践指南。它整合了设计、约束和验证的完整流程,帮助读者掌握从系统概念到最终硅实现的全链条核心技术。通过深入剖析行业前沿的设计和验证实践,本书致力于培养读者解决复杂数字系统挑战的系统性思维和工程能力。

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目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的价值远不止于Verilog HDL本身,它更是数字系统设计思维的启蒙。书中对于模块化设计、接口定义以及层次化设计的强调,让我深刻认识到,一个优秀的设计,不仅仅在于局部逻辑的精巧,更在于整体结构的清晰和可管理性。我一直苦于如何将一个庞大复杂的系统分解成一个个易于理解和实现的子模块,并且如何清晰地定义它们之间的通信协议。这本书提供了系统性的指导,它教会我如何从顶层开始,逐步向下分解,并为每个模块设计清晰的接口,确保它们之间能够高效、无误地协同工作。我非常欣赏书中关于“抽象层次”的讨论,以及如何利用Verilog HDL来有效地表达不同层次的抽象。从行为级描述到寄存器传输级(RTL)设计,再到门级网表,每一种抽象层次都有其特定的应用场景和设计目标。这本书帮助我理解了在不同的设计阶段,应该采用什么样的Verilog描述方式,以及如何从高层次的抽象逐步细化到具体的硬件实现。这就像是在建造一座宏伟的建筑,需要从整体规划到局部细节的精心设计。这本书为我提供了构建这样一座“数字建筑”的蓝图和工具,让我能够以一种更加结构化、系统化的方式来应对复杂的数字设计项目。

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读完这本书的几个核心章节,我深深地体会到了“高级”二字的含义。它并非简单地罗列Verilog语法的各种特性,而是深入到数字设计哲学层面。书中关于“可综合性”的讨论,让我耳目一新。我之前一直认为只要代码能被工具接受并生成电路,就算是可综合的。但这本书揭示了其中隐藏的深刻学问:什么样的Verilog代码才能被有效地映射到硬件,什么样的代码会引入不可预见的延迟或资源浪费,什么样的设计风格更能被综合工具理解并优化。这就像是在学习一门语言,不仅仅是知道词汇和语法,更要了解如何用最地道的、最有效的方式来表达思想,从而让听者(综合工具)能够精准地理解并高效地执行。我对书中关于时序约束和时钟域交叉(CDC)处理的章节尤其感兴趣。在高速数字系统中,时序的精确控制和不同时钟域之间数据的安全传输是至关重要的难题。这本书提供了许多实用的技巧和方法,帮助我理解这些挑战的根源,并学习如何设计出满足严格时序要求的电路,以及如何安全地处理CDC问题,避免数据丢失或乱码。这些内容无疑是提升设计质量、减少调试时间的“利器”。它让我明白,真正的数字设计高手,不仅仅是代码的编写者,更是设计规则的遵循者和优化者。这本书为我打开了一扇通往高级数字设计的大门,让我看到了如何将抽象的Verilog代码转化为高效、可靠的硬件。

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这本书对我最大的影响,在于它教会了我如何“写出好代码”。这里的“好”,不仅仅是指能够正确实现功能,更包含了“高效”、“可读”、“可维护”和“可复用”等多个维度。书中关于代码风格和命名规范的建议,虽然看似基础,但却对整个项目的质量有着深远的影响。我之前往往过于注重代码的实现速度,而忽视了代码的可读性,导致后期调试时花费了大量时间去理解自己曾经写过的代码。这本书强调了清晰的注释、一致的命名以及模块化的设计,这些都能够极大地提升代码的可读性和可维护性。此外,书中对于“预处理器指令”和“参数化设计”的深入讲解,让我看到了如何通过灵活运用这些特性,编写出更具通用性和可复用性的Verilog代码。例如,利用参数化设计,我可以轻松地修改设计中的宽度、深度等参数,而无需修改核心逻辑,这大大节省了重新设计的时间和精力。这就像是在学习如何写一首优美的诗歌,不仅仅是字词的堆砌,更讲究韵律、结构和意境。这本书让我明白,Verilog HDL不仅仅是工程工具,更是一种用来表达数字逻辑的“语言”,而写出优雅、高效的“语言”本身就是一种艺术。

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读完《Verilog HDL高级数字设计》,我最大的感受是,它不仅仅是一本关于Verilog HDL的书,更是一本关于“如何成为一名优秀的数字工程师”的指南。书中关于“设计文档”和“版本控制”的强调,让我意识到,在现代软件和硬件开发流程中,良好的文档和版本管理是至关重要的。一个优秀的设计,不仅仅是代码本身,还需要清晰的设计文档来记录其设计思路、接口定义、测试方法等信息,方便团队成员的协作和后续的维护。而版本控制系统,如Git,更是必不可少的工具,能够帮助我们追踪代码的每一次修改,回溯历史版本,并有效地管理并行开发。这本书将这些工程实践融入到Verilog HDL的学习中,让我看到,一个真正的“高级”数字设计师,不仅仅要精通技术,更要掌握高效的工程方法论。它让我明白,技术本身是不断发展的,但良好的工程习惯和思维方式,却是受益终身的宝贵财富。这本书为我提供了一个更广阔的视野,让我能够将Verilog HDL的学习置于整个数字系统设计流程中,并认识到自己在未来职业发展道路上需要不断学习和提升的方面。

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在阅读《Verilog HDL高级数字设计》的过程中,我愈发感受到这本书对于培养“工程思维”的重要性。它不仅仅是教你如何写代码,更是在潜移默化中塑造你的设计理念。书中对于“可测试性设计”(DFT)的介绍,让我认识到,一个优秀的设计不仅仅是能正常工作,更要能够被有效地测试。我之前往往只关注功能实现,而忽视了测试的重要性,这导致在后续的验证阶段常常陷入困境。这本书强调了从设计之初就考虑可测试性的必要性,并提供了一些基础的DFT概念和实现方法,例如扫描链的设计。这让我明白,在设计过程中,我们应该时刻思考如何让生成的电路更容易被测试,如何快速定位和修复潜在的问题。此外,书中对于“功耗优化”的探讨,也让我意识到了在现代数字设计中,功耗已经成为一个不容忽视的关键指标。尤其是在移动设备和嵌入式系统中,功耗的限制往往比性能更为严格。这本书提供了一些Verilog设计中常用的功耗优化技巧,例如门控时钟、状态编码优化等,让我能够从源头上降低设计的功耗。这些内容让我看到了一个真正“高级”的设计师,是如何在性能、面积、功耗、可测试性等多个维度之间进行权衡和优化的。

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这本书的封面上赫然印着“Verilog HDL高级数字设计”几个大字,让我这个对数字电路和硬件描述语言(HDL)充满好奇心的读者,瞬间燃起了深入探索的欲望。我一直以来都觉得,在日新月异的电子技术领域,掌握一门强大的设计工具至关重要。Verilog HDL作为业界广泛使用的硬件描述语言,其重要性不言而喻。然而,初学者入门往往容易,但想要真正达到“高级”的境界,理解其底层原理、优化设计技巧、以及应对复杂项目的挑战,则需要一本能够指引方向的宝典。这本书的名字就给我带来了这样的期待——它不仅仅是语法手册,更是一次关于“如何思考”数字设计问题的深度剖析。我希望它能帮助我跳出简单的逻辑门组合,进入到一个更加抽象、更加高效的设计思维模式。想象一下,能够用Verilog HDL优雅地描述一个复杂的处理器流水线,或者一个高性能的通信接口,这本身就是一件令人兴奋的事情。我尤其关注那些关于设计模式、可综合性原则、以及性能优化策略的章节,因为这些往往是区分一个普通Verilog使用者和一个优秀数字设计师的关键所在。希望这本书能提供切实可行的指导,让我能够从容应对现实项目中的各种挑战,不仅仅是写出能工作的代码,更能写出高效、可维护、可扩展的优秀设计。阅读过程中,我期待能被书中丰富的案例和深入的解析所吸引,仿佛置身于一个真实的数字设计实验室,与作者一起探索Verilog HDL的无限可能。它会不会像一位经验丰富的导师,在我困惑时点拨,在我迷茫时指引,让我逐步建立起坚实的数字设计功底,迈向数字设计的更深层领域,最终能够独立完成具有挑战性的项目,成为一名真正意义上的“高级数字设计师”。

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在阅读《Verilog HDL高级数字设计》的过程中,我发现自己对“仿真”和“验证”这两个概念有了全新的认识。过去,我常常将仿真看作是代码正确性的简单检查,而忽视了其在设计流程中的核心作用。这本书详细阐述了Verilog仿真在设计验证中的关键地位,并提供了许多高级的仿真技巧和方法。我尤其关注书中关于“测试平台”的设计,以及如何利用SystemVerilog等更高级的验证语言来构建功能强大、覆盖率高的测试环境。它让我明白了,一个优秀的设计不仅仅是需要能工作,更需要经过充分的验证,确保它在各种边界条件下都能稳定可靠地运行。书中关于“覆盖率”的概念,更是让我大开眼界。我之前从未想过,我们还需要量化地评估测试的充分性。这本书通过讲解不同类型的覆盖率(如行覆盖率、分支覆盖率、表达式覆盖率等),让我认识到,如何通过设计更全面的测试用例来提高验证的效率和质量。这不仅仅是写代码,更是关于如何“证明”你的设计是正确的。这本书为我提供了一套完整的思维框架,让我能够从“编写代码”过渡到“验证代码”,最终走向“验证设计”。

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这本书的内容之丰富,让我一度感到应接不暇,但每一次深入理解一个新概念,都给我带来了巨大的成就感。我特别对书中关于“异步FIFO”和“同步FIFO”设计的详细对比分析印象深刻。我之前一直对这两种不同的FIFO实现方式感到困惑,不明白它们各自的优缺点以及适用场景。这本书通过清晰的逻辑图和Verilog代码示例,将这两种设计方式的内部机制、时序特点以及可能遇到的问题都进行了深入的剖析。它让我理解了为什么在跨时钟域传输数据时,需要使用FIFO,以及不同类型的FIFO在处理时钟域差异时,会有哪些不同的设计策略和风险。这不仅仅是掌握一种具体的IP设计,更是理解了在数字设计中,如何根据实际需求,选择最合适的设计方案,并理解其背后的原理。这种对于细节的深入挖掘,以及对不同设计方法的权衡分析,正是“高级”数字设计所不可或缺的能力。这本书像是一位经验丰富的设计师,在手把手地教我如何解决那些看似棘手但又普遍存在的数字设计难题,让我能够更从容地应对现实项目中的各种挑战。

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当我翻开这本《Verilog HDL高级数字设计》时,我首先被它严谨的结构和清晰的逻辑所吸引。作者并没有急于抛出复杂的代码示例,而是从数字系统设计的本质出发,一步步构建起读者的认知框架。我一直认为,理解“为什么”比“怎么做”更为重要,尤其是在学习一项复杂的工程技术时。这本书在这方面做得非常出色,它详细阐述了Verilog HDL在现代数字设计流程中的地位和作用,解释了为什么需要HDL,以及它如何与传统的逻辑电路设计方法相结合,甚至超越了后者。我特别欣赏书中对时序逻辑和组合逻辑的深入剖析,以及它们在实际设计中的应用。很多时候,初学者容易混淆两者的概念,导致设计出错。这本书通过大量的图示和通俗易懂的语言,将这些抽象的概念形象化,让我能够清晰地理解它们之间的区别和联系。此外,书中对有限状态机(FSM)的设计和优化也进行了详尽的讲解,这对于设计控制逻辑、处理序列化操作至关重要。我一直对FSM的各种类型及其适用场景感到好奇,希望这本书能提供一个系统性的学习路径,让我能够灵活运用各种FSM来解决实际问题。从简单的Mealy和Moore机,到更复杂的握手协议实现,我都期待能从书中获得启发。这本书不仅仅是一本技术手册,更像是一堂生动的数字设计理论课,它教会我如何从根本上理解数字系统的行为,从而能够写出更具鲁棒性和可预测性的Verilog代码。

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当我深入到这本书的后半部分时,我发现它已经超越了单纯的Verilog HDL语法教学,而是将重点放在了如何将Verilog HDL应用于实际的、复杂的数字系统设计。书中关于“IP核复用”和“SoC(System-on-Chip)设计”的探讨,让我对现代数字设计的全貌有了更深刻的认识。我之前一直认为,每个项目都需要从零开始设计所有的模块。但这本书让我意识到,在实际的工业界,IP核的复用和集成是提升设计效率、缩短产品上市时间的关键。它介绍了一些常用的IP核类型,以及如何在Verilog项目中有效地集成和管理这些IP核。更重要的是,这本书为我揭示了SoC设计的基本框架和挑战。构建一个SoC需要协调CPU、内存控制器、各种外设接口以及通信总线等组件,这需要对系统级的设计方法和Verilog的模块化、层次化特性有更深入的理解。这本书通过一些实际的案例,让我能够理解如何在一个SoC环境中组织Verilog代码,如何设计片上总线接口,以及如何处理多时钟域的复杂性。这是一种从“点”到“面”的升华,让我看到了Verilog HDL在构建复杂集成电路中的强大能力。

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