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出版者:机械工业出版社

作者:

出品人:

页数:73

译者:

出版时间:1998-09

价格:10.00

装帧:平装

isbn号码:9787111063261

丛书系列:

图书标签:

• 电脑硬件
• 主板
• 跳线
• 维修
• 技术
• DIY
• 故障排除
• 电子工程
• 电路
• 计算机

《数字逻辑设计基础与实践》 本书旨在为读者构建坚实的数字逻辑设计基础，并引导读者深入掌握现代电子系统中至关重要的数字电路设计与实现技术。不同于侧重特定硬件组件（如电脑板卡上的跳线）的实用操作指南，《数字逻辑设计基础与实践》将目光聚焦于数字逻辑设计的底层原理、核心概念和普遍适用方法。 全书共分为三个主要部分，层层递进，由浅入深： 第一部分：数字逻辑基础理论 本部分为读者打下坚实的理论基础，涵盖了数字逻辑设计的基石。 二进制数系统与编码： 深入剖析二进制数的表示方式、各种数制之间的转换（十进制、二进制、十六进制），以及BCD码、格雷码等常见编码的应用场景及其原理。 逻辑门电路： 详细介绍基本逻辑门（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR）的逻辑功能、真值表、布尔表达式以及它们在电路中的实现方式。 布尔代数与逻辑化简： 系统阐述布尔代数的公理、定理和基本运算规则，教授如何运用卡诺图、奎恩-麦克拉斯基算法等方法对复杂的逻辑表达式进行化简，以获得更高效、更经济的电路设计。 组合逻辑电路设计： 重点讲解各种组合逻辑电路（编码器、译码器、多路选择器、数据分配器、加法器、减法器、比较器等）的设计原理、结构和应用。读者将学会如何根据功能需求，从布尔表达式出发，设计出满足要求的组合逻辑电路。 时序逻辑电路基础： 引入时序逻辑电路的概念，介绍触发器（RS触发器、JK触发器、D触发器、T触发器）的工作原理、状态转移特性以及它们在存储和状态控制中的作用。 时序逻辑电路设计： 深入讲解状态机的设计方法，包括有限状态机（FSM）的定义、状态图、状态表、状态分配以及如何从状态机描述转化为实际的电路实现。我们将详细介绍同步和异步时序逻辑电路的设计差异与特点。 第二部分：现代数字逻辑设计方法 本部分将引导读者掌握更高级、更实用的现代数字逻辑设计技术，为毕业设计、实际项目开发奠定基础。 硬件描述语言（HDL）入门： 详细介绍VHDL和Verilog两种主流硬件描述语言的基本语法、数据类型、运算符、结构语句、并发语句以及程序结构。通过大量的实例，读者将学会如何使用HDL来描述数字逻辑电路的功能和结构。 使用HDL进行组合逻辑设计： 演示如何利用HDL对编码器、译码器、加法器、乘法器等组合逻辑模块进行建模和仿真，并结合综合工具的特点，优化代码以获得高效的硬件实现。 使用HDL进行时序逻辑设计： 教授如何用HDL描述触发器、计数器、移位寄存器、寄存器文件等时序逻辑模块。重点讲解有限状态机的HDL实现，包括同步和异步时序逻辑的建模技巧。 FPGA/CPLD概述与设计流程： 介绍现场可编程门阵列（FPGA）和复杂可编程逻辑器件（CPLD）的基本原理、结构特点以及它们与ASIC（专用集成电路）的区别。详细讲解从HDL代码编写、仿真、综合、布局布线到最终下载到目标器件的完整FPGA/CPLD设计流程。 IP核的使用与IP集成： 解释什么是IP核（Intellectual Property Core），介绍如何调用和配置现有的IP核（如RAM、ROM、DSP、通信接口等），以及如何进行IP集成，加速复杂系统的开发。 第三部分：数字系统设计实例与进阶 本部分通过一系列具有代表性的数字系统设计实例，巩固读者的理论知识和实践技能，并探讨一些进阶话题。 计数器与分频器设计： 从基本的同步计数器、异步计数器到任意模计数器，再到各种分频器的设计，让读者熟练掌握计数和分频电路的实现。 移位寄存器及其应用： 介绍各种类型的移位寄存器（左移、右移、双向移位、串并转换、并串转换）的设计，并探讨其在数据传输、序列发生器等方面的应用。 存储器接口设计： 讲解RAM（随机存取存储器）和ROM（只读存储器）的基本工作原理，以及如何通过HDL接口对它们进行读写操作，并探讨SRAM、DRAM等不同类型存储器的特性。 简单CPU核心结构与实现： 介绍最基础的CPU（中央处理器）结构，包括指令译码、数据通路、寄存器文件等核心部件。通过一个简化版的RISC CPU控制器或数据通路设计实例，让读者了解CPU的工作原理和设计思路。 通信接口设计简介： 简要介绍UART（通用异步收发器）、SPI（串行外设接口）等常见通信接口的原理和HDL实现，展示数字逻辑在数据通信中的重要作用。 时序约束与时序分析基础： 讨论在实际FPGA/CPLD设计中，时序问题的重要性。介绍时序约束（如时钟周期、建立时间、保持时间）的设置原则，以及初步的时序分析概念。 本书语言力求严谨、清晰，并配以大量的图示和代码示例，帮助读者直观理解抽象的数字逻辑概念。每一章的末尾都附有练习题，以巩固学习效果。读者在阅读本书后，不仅能够理解数字逻辑电路的工作原理，更能掌握使用先进的HDL语言和EDA工具进行复杂数字系统设计的完整流程，为从事集成电路设计、嵌入式系统开发、数字信号处理等相关领域的工作打下坚实的基础。本书并非指导读者如何进行物理上的电路板连接操作，而是专注于逻辑功能的抽象设计与实现。

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阅读这本书的体验，就像是走进了一个信息极为丰富的、但光线略显昏暗的专业档案馆。每页纸上都塞满了密密麻麻的公式、图示和专业缩写，需要频繁地查阅书后的术语表才能勉强跟上作者的思路。我最初购买这本书的动机，是想深入了解**物联网（IoT）设备中，为了实现超低功耗和远程唤醒功能，其内部的电源管理电路和通信模块是如何进行精妙配合**的。我设想中这本书会详述新型低功耗广域网（LPWAN）技术下，设备如何通过优化数据包的发送时机来延长电池寿命，以及如何在最小能耗下维持稳定的连接。然而，这本书的视角似乎更加聚焦于**有线连接的稳定性和物理层级的故障诊断**。其中关于多层PCB板信号完整性分析的部分，虽然专业，但更侧重于如何通过调整走线宽度和层叠结构来避免串扰，而非探讨无线通信协议的选择及其对整体系统能耗的影响。这让我感觉，这本书的技术深度是存在的，但它的“相关性”和我当前感兴趣的前沿领域有些错位，它更像是一本专注于“如何确保连接不会断”的经典教材，而非“如何用更少的能量连接世界”的现代指南。

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这本书的封面设计，首先映入眼帘的是一种深邃的蓝色调，搭配着一些类似电路板的线条和几何图案，视觉上给人一种专业而严谨的感觉。我原本以为这是一本关于现代电子设备内部构造的科普读物，期待能揭开智能手机、笔记本电脑等精密设备那层神秘的面纱，了解那些微小的芯片是如何协同工作的，以及数据流在这些复杂系统中是如何高速传输的。然而，当我翻开目录，并仔细阅读了前几章的引言部分后，才意识到我可能误解了这本书的真正侧重点。它似乎更倾向于探讨**特定领域内，那些鲜为人知的基础连接原理和历史演变**，而不是我们日常接触到的消费电子产品的内部构造。例如，书中花了大量篇幅介绍了一种早期工业控制系统中，为了保证信号稳定性和抗干扰能力而采用的**特定布线规范和端子处理技术**，这让我联想到了老旧工厂的控制室，那种充满年代感的工业美学。这种深入到“根基”层面的剖析，虽然极具专业性，但对于我这种希望了解“为什么我的电脑运行这么快”的普通读者来说，信息密度稍显过高，缺乏足够的通俗解释来构建一个宏观的认知框架。我更希望看到一些关于**现代处理器架构如何通过优化信号路径来实现性能飞跃**的实例分析，而不是沉浸在对几十年前工业标准的考古式研究中。整本书的论述风格，更像是为资深工程师撰写的技术手册，而不是面向广泛爱好者的入门指南，这一点从其详尽的图表和晦涩的术语中便可见一斑。

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这本书的行文风格，透露出一种不加修饰的、近乎学院派的严谨性。作者似乎对任何可能引起歧义的表达都持谨慎态度，力求用最精确的词汇来描述每一个技术细节，这使得阅读过程需要极高的专注度。我原本期待在阅读中能找到一些关于**人机交互界面（HCI）发展史中，早期硬件接口设计美学**的探讨，比如早期键盘和鼠标的设计哲学，以及它们如何影响了后来的软件操作习惯。我对那些影响了我们数字化生活方式的“非功能性”设计元素非常感兴趣，比如接口的物理形态如何塑造了用户的操作心智。然而，这本书的重心似乎完全放在了**物理层面信号的完整性和可靠性**上，大量篇幅用来论证不同介质材料在特定频率下的电磁兼容性（EMC）表现，这对于我来说，更像是听一场高深的物理学讲座。书中有一段对某种特定屏蔽材料在极端温度下的衰减系数的推导，虽然逻辑严密，但我完全无法将其与我日常使用的任何电子设备建立起有效的联系。如果能加入一些关于**接口设计如何影响产品迭代速度和用户体验**的案例分析，哪怕是作为附录，想必能让这本书的受众面更广一些，而不只是局限于需要处理极端环境或对稳定性有苛刻要求的特定行业用户。

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这本书的排版和装帧，非常厚重，用纸质量上乘，看得出出版方在物理实体上下了成本，传递出一种“这是值得珍藏的工具书”的信号。我原本期盼着能从中学到一些关于**如何利用人工智能算法来预测硬件故障，并提前进行预防性维护**的知识。想象中，书中会介绍如何采集运行中的电路板的温度、电流波动等传感器数据，并利用机器学习模型来识别出潜在的失效模式，从而指导维修计划。我对这种将前沿计算科学与传统硬件维护相结合的交叉领域非常感兴趣。然而，这本书的核心内容似乎完全停留在**基于物理定律和经验法则的传统故障排除流程**上。它详细描述了如何使用示波器去捕捉瞬态噪声的波形，以及如何通过电阻/电容的万用表读数来判断元件的健康状况。这种完全依赖于精确的物理测量和操作技能的方法论，虽然是硬核技术的基石，但对于渴望了解“数据驱动的智能维护”的读者来说，显得有些滞后了。这种详尽的“手动诊断”流程，与我期待的“自动化预警系统”的构想相去甚远。

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这本书的配图质量极高，各种复杂的电路示意图和截面图都绘制得清晰锐利，这是它最显著的优点之一。我购入此书的初衷，是希望能找到关于**现代数据中心中，服务器机架内部的高密度布线规范与热管理**的深度讨论。我关注的重点在于，如何在有限的空间内容纳成千上万的设备，同时保证散热效率和线缆的可维护性，特别是光纤和高速电缆的管理技巧。我期待书中能有关于**模块化设计和热插拔技术的最新进展**的介绍。然而，这本书的关注点似乎停留在更底层、更基础的组件连接上，比如对**特定类型连接器内部触点设计如何影响接触电阻**的微观分析。它会花费数页篇幅来讨论一个螺丝或一个卡扣的机械公差对信号传输的影响，这无疑是技术细节的极致体现，但对于宏观的系统级设计者来说，所需信息量过大且分散。它更像是一本专注于“螺丝钉”的百科全书，而不是一本涵盖“整个机房布局”的系统规划指南，这使得我在寻找数据中心布线优化策略时，难以快速定位到我需要的那部分宏观指导。

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