數位邏輯設計(VHDL入門實務)附範例光碟、電路板 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:台科大

作者:黃慶璋　蔡忠勇

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:20040701

价格:NT$ 450

装帧:

isbn号码:9789861290935

丛书系列:

图书标签:

• 數位邏輯
• VHDL
• 電路設計
• 實務
• 入門
• 範例
• 光碟
• 電路板
• 電子工程
• 硬體設計

深入探索數位邏輯設計的奧秘，掌握VHDL語言的強大力量 本書是為有志於學習數位邏輯設計的初學者精心打造的實務入門指南。我們將帶您從最基礎的概念出發，循序漸進地深入探討數位電路的核心原理，並特別聚焦於現代電子工程中不可或缺的硬體描述語言——VHDL。本書不僅提供紮實的理論知識，更強調實作的樂趣與重要性，透過豐富的範例光碟和實際電路板的配合，讓您在動手實踐中深刻理解並熟練掌握數位邏輯設計的流程與技巧。 核心內容概覽： 數位邏輯基礎： 從最基本的二進位系統、邏輯閘（AND, OR, NOT, XOR等）、布林代數開始，逐步引導您理解組合邏輯電路（如加法器、多工器、解碼器）與序向邏輯電路（如正反器、計數器、暫存器）的設計原理與應用。我們將深入探討狀態機、時序分析等關鍵概念，幫助您建立穩固的數位邏輯基礎。 VHDL語言精髓： VHDL（VHSIC Hardware Description Language）是一種強大的程式語言，用於描述電子硬體的行為和結構。本書將引導您系統性地學習VHDL的語法、結構和常用函數。您將學會如何使用VHDL來描述邏輯電路，包括訊號、變數、元件、架構、程序塊、循序與併行結構的運用，以及如何進行設計模組化和參數化。我們將透過大量實例，展示如何用VHDL實現各種數位電路，從簡單的邏輯功能到複雜的系統級設計。 設計流程與實務： 本書將完整地呈現一個典型的數位邏輯設計流程。從需求分析、規格定義，到使用VHDL進行行為級、 RTL（Register Transfer Level）級的設計，再到仿真驗證、綜合（Synthesis）與實現（Implementation）。我們將介紹常用的EDA（Electronic Design Automation）工具，如Xilinx Vivado、Intel Quartus等，並說明如何在這些工具中進行專案建立、程式碼編寫、仿真、綜合和佈局佈線，最終將設計下載到實際的電路板上進行驗證。 豐富範例與實作： 本書最大的特色之一是其豐富的範例。我們精心準備了涵蓋基礎邏輯、資料通路、控制單元、記憶體接口等各類數位電路的VHDL程式碼範例。這些範例不僅僅是理論的展示，更具備可操作性。隨書附帶的光碟包含了所有範例程式碼、測試平台以及在常用EDA工具中的專案文件。您將能夠跟隨書中的指導，親手在電腦上編寫、仿真、綜合這些範例，並進一步地，將這些設計應用到隨書附帶的電路板上。 實際電路板應用： 為了提供最真實的學習體驗，本書特別搭配了一塊功能齊全的開發電路板。這塊電路板集成了FPGA（Field-Programmable Gate Array）晶片，為您提供了一個絕佳的硬體實作平台。您可以將您設計的VHDL程式碼成功下載到FPGA中，觀察實際電路的運行情況，驗證您的設計是否符合預期。例如，您可以設計一個七段顯示器控制器，並將其運行在電路板上；或者設計一個簡單的 UART（通用非同步接收傳輸器）來與電腦進行通訊。這些親手操作的經驗將極大地加深您對數位邏輯設計的理解。 進階主題預覽： 在打好基礎後，本書也會適時地引入一些進階主題，例如：時序約束的設定與管理、功耗與面積的最佳化、測試向量的產生與應用、低功耗設計的入門概念等。這些內容將為您未來深入學習更複雜的數位系統設計打下基礎。 學習本書，您將能夠： 理解數位邏輯電路的工作原理。 熟練掌握VHDL語言的語法和編程技巧。 獨立完成各種數位電路的VHDL設計。 運用EDA工具進行設計、仿真和硬體實現。 將數位邏輯設計的理念付諸實踐，體驗硬體開發的樂趣。 為進一步學習FPGA設計、ASIC設計以及嵌入式系統開發奠定堅實基礎。 無論您是大學生、研究生，還是對數位電路設計感興趣的工程師或業餘愛好者，本書都將是您踏入數位邏輯設計領域的理想起點。透過系統的學習和大量的實踐，您將能夠自信地運用VHDL語言，將您的創意轉化為實際運行的數位電路，開啟屬於您的數位設計之旅。

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说实话，光是名字里带着“電路板”就让人心头一热，毕竟，理论和仿真永远比不上真机验证带来的直观感受。我非常好奇这个附带的电路板究竟是什么级别的平台。它是基于一个入门级的FPGA开发板（比如Artix-7或者Cyclone IV），还是更倾向于一个纯粹的验证平台，只包含一些基础的外设接口？如果它是一个完整的开发环境，那么书中配套的实验流程就显得尤为关键。我希望看到的是，书本的某个章节直接对应板子上的某个具体引脚，然后指导读者如何编写VHDL代码来驱动LED、读取按键输入，甚至是通过串口进行数据交互。这种“代码-硬件-现象”三位一体的学习模式，才是最有效的。如果这本书的实验部分只是提供了代码，而没有详尽的步骤指导读者如何在目标板上成功编译、下载并观察到预期的硬件行为，那么这个“電路板”的价值就会被大大削弱，变成一个可有可无的配件。

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这本书的封面设计倒是挺吸引人的，那种略带科技感的深蓝和银灰搭配，让人对“數位邏輯設計”这个听起来有点硬核的主题产生了好奇。我当初买这本书，主要就是冲着它“VHDL入門實務”这几个字去的。毕竟现在做硬件设计，不用硬件描述语言简直寸步难行，但网上的教程又零散得厉害，质量参差不齐。我期待它能像一本结构清晰的教科书那样，从最基本的逻辑门、布尔代数讲起，然后自然而然地过渡到VHDL的基本语法、结构体和数据类型。我特别在意它对“實務”二字的诠释，是那种理论和代码并行的讲解，还是更偏向工程应用的案例分析？如果它能用一套循序渐进的例子，展示如何将一个简单的组合逻辑电路（比如一个加法器）一步步用VHDL描述、仿真，最后再到综合，那就太棒了。另外，鉴于它附带了“光碟、電路板”，我更希望光盘里包含的不仅是源代码，最好还有一些常用的EDA工具的演示文件或者配置脚本，这样能大大减少初学者在环境配置上浪费的时间。总体来说，我对它在构建一个扎实的VHDL基础知识体系方面的能力抱有相当高的期望。

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对于一个声称是“入門實務”的教材，我关注的重点之一是它如何处理综合（Synthesis）和约束（Constraints）这一关键环节。很多VHDL教程止步于功能仿真（Simulation）的成功，但实际进入FPGA设计流程后，真正的挑战来自于如何编写正确的XDC/SDC约束文件，确保设计满足时序要求（Setup/Hold Time）。这本书有没有专门的章节来深入讲解时钟定义、输入输出延迟的设置，以及如何阅读综合工具报告中的时序分析结果（Timing Report）？如果它仅仅是提供了一个现成的XDC文件让读者直接使用，而没有解释背后的原理，那么读者在未来遇到复杂的系统级设计时，将无从下手。一个优秀的入门实务书，应该教会读者如何“驯服”硬件，而不是仅仅学会“调用”代码。我对它在连接VHDL代码与具体物理实现之间的桥梁搭建能力，抱有最高的期待和最严苛的审视。

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这本书的排版和图示质量，对阅读体验有着决定性的影响。对于涉及到逻辑门、时序图和波形仿真的书籍来说，清晰的插图是必须的。我希望它的图表不是那种低分辨率、模糊不清的截图，而是高质量的矢量图，能够清晰展示信号之间的时序关系，特别是当涉及到管道化设计（Pipelining）时，时钟域交叉（CDC）的处理图示必须一目了然。此外，VHDL代码的格式化也反映了作者的专业程度。如果书中的代码没有遵循良好的风格指南（例如，适当的注释、一致的命名规范、清晰的层次结构），那么这本书就很难被当作一个合格的参考手册长期保留。我更倾向于看到作者在代码中穿插一些“为什么这么写而不是那样写”的专业解读，而不是仅仅罗列一堆语法结构。毕竟，好的代码风格是编写可维护、可调试的硬件描述语言的基石。

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拿到书后，我首先翻阅了目录，发现编排思路还算合理，但深度上似乎有所保留。我对数字系统设计中的时序逻辑部分非常感兴趣，特别是状态机的设计。这本书在讲解状态机时，有没有清晰地区分有限状态机的不同编码方式（比如独热编码、格雷码编码）及其对资源消耗和时序性能的影响？很多入门书籍往往把状态机写得很抽象，但在实际FPGA实现时，不同的编码方式会直接影响到触发器的数量和时序约束的满足度。我非常想知道，作者在实务章节是如何处理这些细节的，有没有通过一个复杂的例子（比如一个协议解析器或者一个简单的控制器）来展示不同编码策略的优劣。如果它只是停留在D触发器和T触发器的基本应用层面，那对于已经有一些数字电路基础的读者来说，吸引力就会大打折扣。毕竟，真正的难点往往在于如何高效、可靠地将复杂的控制逻辑转化为可综合的硬件描述代码，而不是仅仅会写一个“PROCESS”块。希望它在讲解异步复位和同步复位的设计差异时，能提供一些业界推荐的最佳实践。

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