Verilog HDL與數字係統設計簡明教程

Verilog HDL與數字係統設計簡明教程 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

出版者:
作者:吳戈
出品人:
頁數:292
译者:
出版時間:2009-2
價格:35.00元
裝幀:
isbn號碼:9787115193667
叢書系列:
圖書標籤:
  • EE
  • Verilog HDL
  • 數字係統設計
  • 硬件描述語言
  • FPGA
  • 數字電路
  • 可編程邏輯器件
  • Verilog教程
  • 電子工程
  • 數字邏輯
  • 係統設計
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具體描述

《Verilog HDL與數字係統設計簡明教程》分3部分,第1部分(第1-6章)是語法部分,詳細講解Verilog HDL語法知識和基本應用;第2部分(第7-9章)是實例部分,通過從已公布的成熟源代碼中精選的50多個最具代錶性的建模實例,輔以框圖和詳細注釋幫助讀者理解程序,從而學習典型電路單元的建模方法;第3部分(第10章)是係統設計實戰,為初學者展示瞭一個小型係統的詳細設計流程。

《Verilog HDL與數字係統設計簡明教程》內容豐富、實用性強,適閤高等院校相關專業高年級學生和研究生學習和閱讀,對參加相關工作的工程技術人員也有很強的參考價值。

好的,這是一份關於數字係統設計與硬件描述語言的圖書簡介,內容詳實,力求貼近專業齣版物的風格,且不提及您指定的書名或內容: --- 深入淺齣:現代數字電路設計與係統實現 內容聚焦:從基礎邏輯到復雜架構的係統化構建 本書旨在為電子工程、計算機科學及相關領域的學生和工程師提供一套全麵、係統且實用的數字係統設計與實現指南。我們聚焦於當代硬件描述語言(HDL)的應用,並輔以嚴謹的數字邏輯理論基礎,確保讀者能夠紮實地掌握從概念到物理實現的完整流程。全書結構設計兼顧理論深度與工程實踐的廣度,力求使讀者不僅理解“如何做”,更能洞悉“為何如此設計”。 第一部分:數字邏輯的基石與理論強化 本部分將數字係統的基礎理論進行係統梳理與深化。我們從布爾代數、邏輯門操作的物理實現原理齣發,深入探討組閤邏輯電路的設計方法,包括卡諾圖(Karnaugh Maps)、Quine-McCluskey 算法的優化應用,以及對標準邏輯族(如 CMOS、TTL)的特性分析。 組閤邏輯進階: 重點剖析數據選擇器(MUX)、譯碼器(Decoder)、編碼器(Encoder)及加法器/乘法器等核心組閤電路的結構與優化。我們將詳細分析多位運算電路在速度與功耗之間的權衡。 時序邏輯的構建: 對鎖存器(Latch)和觸發器(Flip-Flop)的工作機製進行細緻講解,區分主從結構與邊沿觸發的特性。在此基礎上,係統闡述寄存器、計數器(同步與異步)以及狀態機的設計原理。特彆地,我們引入有限狀態機(FSM)的理論模型,包括米利(Mealy)和穆爾(Moore)類型的轉換與設計約束。 同步與亞穩態控製: 這是實現穩定數字係統的關鍵。我們將深入探討時鍾域交叉(CDC)問題,介紹同步器(Synchronizer)的設計範式,以及如何通過異步復位、去毛刺電路等技術確保係統在多時鍾環境下的健壯性。 第二部分:硬件描述語言的精通之道 本部分的核心在於係統化地掌握一種主流的硬件描述語言(HDL),將其作為描述、仿真和綜閤數字電路的強大工具。我們側重於語言的高效運用,強調“描述硬件”而非“編程軟件”的思維轉變。 語言結構與建模範式: 詳述該語言的語法結構,包括數據類型、運算符、結構化語句(如 `always` 塊、`assign` 語句)的精確語義。重點區分行為級(Behavioral)、數據流級(Dataflow)和 RTL 級(Register-Transfer Level)建模的適用場景及綜閤結果差異。 RTL 設計的實踐規範: 深入講解如何使用 RTL 風格高效地描述時序邏輯,包括同步邏輯的編寫規範、復位邏輯的處理優先級,以及如何利用語言特性清晰地錶達硬件意圖。我們會強調避免不確定性(Latches)的産生,確保可綜閤性。 模塊化與層次化設計: 探討大型係統設計中模塊化組織的重要性。通過實例展示如何定義接口(Ports)、實例化子模塊、管理信號寬度,以及利用生成(Generate)語句等高級特性實現代碼的復用與參數化設計。 第三部分:係統級組件的設計與實現 本部分將理論與語言工具相結閤,專注於設計實現現代數字係統中不可或缺的核心功能模塊。 存儲單元與內存接口: 詳細解析靜態隨機存取存儲器(SRAM)和動態隨機存取存儲器(DRAM)的基本讀寫操作原理。我們將演示如何使用 HDL 描述存儲器的控製邏輯,包括地址譯碼、數據緩衝和訪問時序的控製。 總綫結構與仲裁: 介紹常見的片上總綫協議(如簡單的地址/數據驅動總綫),重點分析多主控係統中的仲裁機製,包括輪詢(Polling)、優先級編碼和請求-確認握手協議的 HDL 實現。 算法硬件加速: 探討如何將計算密集型算法(如 FIR 濾波器或簡單的加密/解密算法)映射到硬件結構中。我們將對比串行(Iterative)和並行(Pipelined)架構的性能差異,指導讀者根據吞吐量和延遲需求選擇最佳實現策略。 第四部分:仿真驗證與綜閤流程 設計不僅需要實現,更需要嚴格的驗證。本部分覆蓋瞭從 RTL 仿真到最終門級網錶的整個設計流程。 仿真環境搭建與測試平颱(Testbench): 詳細介紹如何構建功能完備的仿真測試平颱,包括激勵源的生成、信號監控、關鍵指標的自動檢查(Assertions)以及波形與日誌分析。我們將區分功能驗證和時序驗證的需求。 綜閤與布局布綫基礎: 解釋綜閤工具如何將 RTL 代碼轉換為邏輯門電路網錶。討論約束(Constraints)的重要性,例如時鍾定義、I/O 延遲規範,以及如何使用這些約束指導布局布綫以滿足性能要求。 靜態時序分析(STA)概述: 介紹 STA 的基本概念,解釋建立時間(Setup Time)和保持時間(Hold Time)違例的根源,並指導讀者如何解讀 STA 報告,以確保設計在目標工藝庫和頻率下的正確運行。 麵嚮讀者: 本書適閤於正在學習或工作於嵌入式係統、ASIC/FPGA 設計、數字信號處理硬件實現領域的工程師、研究生及高年級本科生。通過對本書內容的係統學習,讀者將能夠獨立完成中等復雜度的數字係統設計項目,並具備深入理解復雜芯片架構的能力。 ---

著者簡介

圖書目錄

讀後感

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用戶評價

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在我看來,《Verilog HDL與數字係統設計簡明教程》這本書,不僅僅是教會我一種語言,更是教會我一種工程思維。它將Verilog HDL從一個抽象的概念,變成瞭我手中實實在在的工具,讓我能夠將腦海中的數字邏輯構思,轉化為可以實際運行的硬件。我尤其喜歡書中對“狀態機”的講解,它以非常直觀的方式,解釋瞭有限狀態機的概念,並提供瞭多種實現方式。從簡單的Mealy狀態機到Moore狀態機,再到更復雜的序列檢測器,每一個例子都充滿瞭匠心。我嘗試著書中一個設計一個兔子數列生成器的例子,通過對狀態和轉移邏輯的仔細分析,最終成功地用Verilog HDL實現瞭它,那一刻的成就感是無與倫比的。這本書還強調瞭“模塊化”和“層次化”的設計理念,讓我理解瞭如何將一個大型的數字係統分解成小的、易於管理的模塊,並通過端口進行連接。這種自頂嚮下的設計方法,使得復雜的設計也變得井井有條。書中還涉及瞭非常重要的“時序約束”和“時鍾同步”問題,這是數字係統設計的關鍵,本書提供瞭非常清晰的講解和解決方案,讓我受益匪淺。

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在我開始閱讀《Verilog HDL與數字係統設計簡明教程》之前,我對Verilog HDL的理解可以說是“隻知其名,未見其物”。這本書的齣現,就像是為我打開瞭一扇通往數字設計世界的大門。它不僅僅是教授Verilog HDL的語法,更重要的是,它教會我如何用一種硬件的思維方式去設計。書中對“並行性”的講解,是我學習過程中最大的收獲之一。Verilog HDL的並發特性,使得它可以描述同時發生的硬件操作,這與串行執行的軟件編程語言有著根本性的區彆。作者通過大量生動形象的例子,讓我深刻理解瞭這一點,並學會瞭如何利用Verilog HDL來描述並行化的硬件結構。我還特彆喜歡書中關於“testbench”的編寫和仿真驗證的章節。任何一個成功的數字係統設計,都離不開充分的仿真和驗證。這本書詳細介紹瞭如何構建一個有效的testbench,包括激勵的産生、輸齣的檢查以及仿真結果的分析,這些內容對於確保設計的可靠性至關重要。

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《Verilog HDL與數字係統設計簡明教程》這本書,為我提供瞭一套完整而係統的數字係統設計學習路徑。它不僅僅是講解Verilog HDL這門語言,更重要的是,它將這門語言與數字係統設計的核心概念緊密結閤。我特彆贊賞書中對於“組閤邏輯”和“時序邏輯”的區分和講解。作者通過詳細的實例,展示瞭如何用Verilog HDL來描述不同類型的邏輯電路,並深入分析瞭它們在綜閤後的硬件實現上的差異。這讓我不僅僅停留在語法層麵,更能理解代碼背後所代錶的硬件行為。書中關於“狀態機”的設計,更是我學習過程中的一個重要裏程碑。作者通過循序漸進的方式,從最簡單的狀態機設計,到更復雜的序列檢測器,都進行瞭詳細的闡述。我嘗試著書中一個設計一個簡單計數器,並且能夠通過外部輸入控製其啓動和停止,這個過程讓我體會到瞭Verilog HDL的強大和靈活。此外,書中還觸及瞭許多重要的設計實踐,如代碼風格、命名規範以及低功耗設計等,這些內容都對提升我的工程實踐能力大有裨益。

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接觸《Verilog HDL與數字係統設計簡明教程》這本書,對我而言,就像是開啓瞭一扇通往數字世界的大門。此前,我僅對數字邏輯有過一些零散的瞭解,對於如何將這些概念轉化為實際的硬件設計,一直感到迷茫。這本書的齣現,徹底改變瞭我的認知。它不是那種堆砌大量枯燥理論的書,而是將Verilog HDL的強大功能與數字係統設計的實際需求巧妙地結閤在一起。作者在講解Verilog HDL語法時,非常注重與實際硬件實現的關聯。例如,在介紹always塊和assign語句的區彆時,作者會詳細闡述它們在綜閤後的電路結構上的差異,這對於理解HDL代碼如何映射到物理門電路至關重要。書中的許多設計示例,都取材於實際的數字係統,比如簡單的計數器、移位寄存器,甚至是更復雜的有限狀態機。這些例子不僅僅是代碼的堆砌,而是包含瞭完整的工程化思考,從需求分析到代碼實現,再到仿真驗證,都有涉及。我尤其喜歡書中關於狀態機設計的章節,作者通過設計一個交通信號燈控製器,生動地展示瞭如何用Verilog HDL描述狀態轉移和輸齣邏輯。這種從宏觀到微觀的講解方式,讓我在學習過程中能夠建立起完整的知識體係,而不是停留在零散的語法點上。此外,書中的內容也相當注重實用性,它涵蓋瞭數字係統設計的許多關鍵環節,比如時序分析、時鍾域交叉、低功耗設計等。這些內容對於想要進入FPGA或ASIC設計領域的人來說,絕對是不可或缺的知識。

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我一直對數字電路和硬件描述語言有著濃厚的興趣,所以當我看到《Verilog HDL與數字係統設計簡明教程》這本書時,立刻就被它吸引住瞭。盡管我之前有過一些數字電路的基礎知識,但對於Verilog HDL的學習總是覺得欠缺係統性的指導。這本書從最基礎的概念開始,循序漸進地介紹瞭Verilog HDL的語法和特性。它的講解方式非常清晰易懂,即使是初學者也能很快掌握。書中包含瞭大量的實例,每一個實例都精心設計,能夠很好地幫助讀者理解抽象的理論知識。例如,在介紹組閤邏輯設計時,作者並沒有簡單地羅列各種邏輯門,而是通過設計一個簡單的加法器來展示Verilog HDL如何描述硬件功能。這個過程讓我深刻體會到,Verilog HDL不僅僅是一種編程語言,更是一種描述物理電路行為的強大工具。此外,書中對於時序邏輯的講解也尤為精彩,讓我對觸發器、寄存器、狀態機等概念有瞭更深入的理解。作者通過分析時序電路的時序約束和時鍾同步問題,引導讀者如何設計齣穩定可靠的時序邏輯。我特彆欣賞書中對於“時序違例”的講解,它不僅解釋瞭什麼是時序違例,還提供瞭多種預防和解決時序違例的方法,這對於實際的數字係統設計至關重要。書中的每個章節都承接得很好,就像一條清晰的脈絡,引領讀者逐步深入到Verilog HDL的世界。無論是邏輯門的實例化、模塊的層次化設計,還是任務、函數的使用,書中都給齣瞭詳實的例子和細緻的解釋。我甚至覺得,僅僅是閱讀書中的代碼示例,就已經是一種非常寶貴的學習體驗瞭。

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我一直在尋找一本能夠係統地學習Verilog HDL和數字係統設計的書籍,而《Verilog HDL與數字係統設計簡明教程》無疑是我的不二之選。這本書的內容非常充實,涵蓋瞭數字係統設計的各個方麵,從基本的邏輯門電路到復雜的同步和異步時序電路,再到狀態機設計和測試驗證,都講解得十分透徹。我特彆欣賞書中關於“異步復位”和“同步復位”的深入探討,以及它們在實際設計中的應用場景和注意事項。這對於初學者來說,是一個非常容易混淆的概念,但這本書通過清晰的解釋和對比,讓我徹底理解瞭它們之間的差異。此外,書中關於“時鍾域交叉”的講解也為我打開瞭新的視野。在實際的數字係統中,不同時鍾域之間的交互是一個常見的問題,而本書提供瞭多種有效的解決方案,如使用握手信號、FIFO等,這些技巧在我的後續學習和實踐中都發揮瞭巨大的作用。書中的代碼示例都經過精心挑選,不僅語法正確,而且設計思想也非常先進,能夠直接指導我的實際項目。

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一直以來,我都認為數字係統設計是一個非常抽象和高深的概念,但《Verilog HDL與數字係統設計簡明教程》這本書,卻以一種非常接地氣的方式,將這個復雜的世界呈現在我麵前。它並非簡單地羅列Verilog HDL的語法規則,而是將每一個語法點都置於數字係統設計的具體場景中進行講解。比如,在介紹信號(signal)和變量(variable)的區彆時,作者不僅僅告訴我們它們的書寫方式不同,更重要的是解釋瞭它們在硬件實現上的差異,以及在不同場景下應該如何選擇。這讓我對Verilog HDL有瞭更深的理解,不再隻是機械地記憶語法,而是能夠根據設計需求做齣閤理的選擇。書中對於“時鍾”和“復位”信號的處理,更是讓我受益匪淺。這兩個是數字係統設計的基石,本書提供瞭非常詳細的講解,包括同步復位、異步復位,以及如何在不同的設計模塊中正確地傳遞和使用時鍾信號。我甚至覺得,僅僅是為瞭學習如何正確地處理時鍾和復位,這本書就值迴票價瞭。書中還涉及瞭許多重要的設計模式,例如流水綫(pipelining)和並行處理,這些都是提升數字係統性能的關鍵技術。作者通過具體的代碼示例,展示瞭如何巧妙地運用Verilog HDL來實現這些設計模式,讓我在學習理論的同時,也能掌握實際的工程技巧。

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我是一名對電子工程領域充滿好奇的學生,而《Verilog HDL與數字係統設計簡明教程》這本書,無疑為我提供瞭一次深入探索數字係統設計世界的絕佳機會。它不僅僅是一本關於Verilog HDL的教程,更是一本關於如何思考和構建數字邏輯的啓濛讀物。書的結構安排非常閤理,從最基礎的門電路描述,到復雜的時序邏輯和狀態機,都講解得循序漸進。我特彆欣賞書中關於“可綜閤性”的強調。很多學習者容易陷入編寫功能上正確的HDL代碼,但忽略瞭代碼是否能夠被FPGA或ASIC綜閤工具正確地轉換成硬件。這本書則從一開始就貫穿瞭可綜閤性設計的理念,教會讀者寫齣能夠高效、可靠地被綜閤的代碼。例如,在介紹always塊時,作者明確區分瞭阻塞賦值(=)和非阻塞賦值(<=)在時序邏輯中的作用,以及它們對綜閤結果的影響。這讓我避免瞭許多潛在的陷阱。此外,書中還涉及瞭許多關於設計驗證的技巧,包括testbench的編寫、仿真波形的分析等。這些內容對於確保設計的正確性至關重要,也讓我看到瞭一個完整的數字係統設計流程是怎樣的。

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在我看來,《Verilog HDL與數字係統設計簡明教程》這本書,是一本真正意義上的“實踐導嚮”的教材。它不是那種隻講理論、不談實踐的書,而是將Verilog HDL的每一個語法點都落實在具體的數字係統設計場景中。我特彆喜歡書中關於“模塊實例化”的講解,作者通過展示如何將一個完整的模塊(例如一個簡單的多路選擇器)實例化到另一個模塊中,並進行連接,讓我直觀地理解瞭模塊化設計的概念。這種方式不僅提高瞭代碼的可讀性和可維護性,也使得復雜的設計能夠被分解成易於管理的單元。書中還詳細介紹瞭“參數化設計”的概念,通過使用參數,我能夠輕鬆地修改模塊的寬度、長度等屬性,從而實現更靈活的設計。這對於開發可復用的IP核非常有幫助。此外,書中還涉及瞭許多關於“時序分析”和“時序約束”的知識,這對於確保數字係統在預期的時鍾頻率下穩定運行至關重要。作者通過具體的例子,展示瞭如何識彆和解決時序問題,例如建立時間和保持時間的要求,這讓我對數字係統設計的性能和穩定性有瞭更深的認識。

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坦白說,在我翻開《Verilog HDL與數字係統設計簡明教程》之前,我對Verilog HDL的印象僅僅停留在“一種硬件描述語言”的層麵,覺得它和我們日常接觸的軟件編程語言差不多。然而,這本書徹底顛覆瞭我的看法。它不僅僅是教你如何寫代碼,更是引導你如何用一種全新的思維方式去思考硬件的設計。書中對於“並發”和“順序”執行的講解,對我來說是一個巨大的啓發。Verilog HDL的並發性,意味著所有的語句都在同一時間執行,這與順序執行的軟件編程有著本質的區彆。作者通過生動的比喻和精妙的例子,讓我深刻理解瞭這一點,並學會瞭如何利用並發性來描述並行的硬件操作。我在學習過程中,特彆被書中關於“模塊化設計”的理念所吸引。作者強調將復雜的數字係統分解成更小的、可管理的模塊,並通過實例化和端口連接來組裝。這種自頂嚮下的設計方法,不僅提高瞭代碼的可讀性和可維護性,也使得設計過程更加高效。書中的許多模塊,如UART發送/接收模塊、SPI接口模塊等,都具備很高的復用性,能夠直接應用於各種實際項目中。這讓我看到瞭Verilog HDL在實際工程應用中的巨大價值。此外,書中還涉及瞭仿真和驗證的策略,這對於確保設計的正確性至關重要。

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