Verilog-2001

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出版者:
作者:Sutherland, Stuart 编
出品人:
页数:146
译者:
出版时间:2001-10
价格:$ 202.27
装帧:
isbn号码:9780792375685
丛书系列:
图书标签:
  • Verilog
  • 硬件描述语言
  • 数字电路
  • FPGA
  • ASIC
  • Verilog-2001
  • 电子工程
  • 集成电路
  • 设计
  • 验证
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具体描述

The IEEE 1364-2001 standard, nicknamed 'Verilog-2001', is the first major update to the Verilog language since its inception in 1984. This book presents 45 significant enhancements contained in Verilog-2001 standard. A few of the new features described in this book are: * ANSI C style port declarations for modules, primitives, tasks and functions; * Automatic tasks and functions (re-entrant tasks and recursive functions); * Multidimensional arrays of any data type, plus array bit and part selects; * Signed arithmetic extensions, including signed data types and sign casting; * Enhanced file I/O capabilities, such as $fscanf, $fread and much more; * Enhanced deep submicron timing accuracy and glitch detection; * Generate blocks for creating multiple instances of modules and procedures; * Configurations for true source file management within the Verilog language. This book assumes that the reader is already familiar with using Verilog. It supplements other excellent books on how to use the Verilog language, such as The Verilog Hardware Description Language, by Donald Thomas and Philip Moorby (Kluwer Academic Publishers, ISBN: 0-7923-8166-1) and Verilog Quickstart: A Practical Guide to Simulation and Synthesis, by James Lee (Kluwer Academic Publishers, ISBN: 0-7923-8515-2).

电子设计自动化与集成电路设计入门 书籍简介 本册教材旨在为读者提供一个全面、深入且实用的电子设计自动化(EDA)与集成电路(IC)设计基础知识体系。本书内容聚焦于现代数字电路设计流程的核心环节,尤其侧重于硬件描述语言(HDL)的应用、逻辑综合、静态时序分析(STA)以及物理实现的基础概念和操作流程。本书的编写目标是为电子工程、微电子学、计算机工程以及相关专业的高年级本科生和研究生提供一本坚实的参考书,同时也适用于希望转入或深化IC设计领域的工程师。 第一部分:数字系统基础与硬件描述语言(HDL) 本部分首先回顾了组合逻辑和时序逻辑电路的基本理论,包括有限状态机(FSM)的设计原理、同步与异步复位、以及时钟域交叉(CDC)的基础安全规范。在此基础上,本书引入了硬件描述语言作为描述和实现数字系统的核心工具。 我们将详细介绍一种主流的硬件描述语言(此处不具体指明语言名称,但侧重其结构化描述能力)。重点讲解了语言的结构要素,如模块实例化、端口映射、信号赋值方式(`assign`与`always`块的区分与合理使用)。教程中深入探讨了如何使用该语言来精确描述硬件的并行性与时序行为,强调了“综合性约束”与“仿真性测试平台构建”之间的平衡艺术。我们通过大量的实际电路示例,如锁相环(PLL)的前端结构、流水线寄存器组和加法器树的实现,来阐明如何编写出既高效又易于后续综合的HDL代码。 第二部分:逻辑综合与设计约束 逻辑综合是将高层次的硬件描述转化为特定工艺库(Standard Cell Library)中基本逻辑门阵列(Netlist)的关键步骤。本部分将系统地阐述综合过程的原理和实践。 我们首先解释了设计约束(Design Constraints)的重要性,特别是关于时钟定义、输入输出延迟(I/O Delay)的设置。读者将学习如何编写和应用SDC(Synopsys Design Constraints)格式的文件,这是驱动现代综合工具和后端流程的基石。内容涵盖了多周期路径的约束、例外情况的处理,以及如何通过精确的约束来指导工具优化面积、功耗和性能。 随后,本书详细剖析了综合器的内部优化算法,包括布尔代数简化、逻辑门重组、以及寄存器平衡。我们深入讨论了如何识别和避免常见的综合陷阱,例如不必要的锁存器(Latches)的产生、未初始化的存储单元问题,以及如何通过代码风格的调整来引导综合工具生成最优化的组合逻辑路径。 第三部分:静态时序分析(STA)——性能验证的核心 静态时序分析是验证数字电路是否满足目标频率要求、确保设计可靠性的关键环节。本部分将STA提升到核心地位进行讲解。 内容从基本概念入手,清晰界定了建立时间(Setup Time)、保持时间(Hold Time)的概念,并详细推导了时序裕量(Slack)的计算公式。我们着重讲解了如何分析不同类型的时序路径:寄存器到寄存器路径、输入到寄存器、寄存器到输出,以及输出到输出路径。 书中提供了大量关于如何使用STA工具报告来诊断时序违例的实战指导。读者将学会解读关键的时序报告,如最坏情况(Worst Case)和最好情况(Best Case)下的时序检查。此外,本书深入探讨了更高级的时序问题,例如:时钟源的偏差(Skew)和抖动(Jitter)对系统性能的影响、跨时钟域(CDC)的时序路径的特殊处理、以及工艺、电压、温度(PVT)变化对时序的综合影响。如何利用STA反馈优化逻辑深度和驱动能力,将是本部分的重点实践内容。 第四部分:设计收敛与物理实现基础 本部分将视角从逻辑级转向物理级,介绍了设计流程的后端(Back-End)阶段的基础概念,为读者理解如何将逻辑网表转化为实际的芯片版图打下基础。 我们概述了布局规划(Floorplanning)的基本原则,包括功能区块的划分、电源网络的规划(PG Net)、以及I/O单元的布局策略。接着,本书详述了布线(Placement and Routing)阶段的目标和挑战,特别是如何在高密度设计中最小化线延迟和串扰(Crosstalk)。 内容还涵盖了功耗的考虑,如动态功耗和静态功耗的估算方法,以及如何利用设计技术(如时钟门控 Clock Gating)来降低功耗。最后,本书总结了设计收敛(Sign-off)流程的关键步骤,包括最终的物理验证(DRC/LVS)、功耗签核和最终的时序签核,强调了这些步骤在确保流片成功中的不可替代性。 总结 本书通过严谨的理论讲解和丰富的工程实例,致力于构建读者对现代数字IC设计流程的完整认知。它强调从代码编写阶段就必须考虑后续综合和物理实现的约束,帮助读者掌握验证性能、确保可靠性的关键技能。本书提供的知识体系侧重于设计实现的方法论和分析技巧,是进入专业集成电路设计领域不可或缺的工具书。

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目录信息

读后感

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用户评价

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这本书在错误处理和调试技巧方面的讨论几乎可以忽略不计。在数字硬件设计的现实世界中,设计本身只是完成了一半的工作,剩下的另一半在于如何识别、定位并修复那些隐藏在深层次时序约束中的错误。我满心期待能看到作者分享一些关于波形观察的艺术,或者如何利用特定的调试工具来追踪那些间歇性出现的时序违规。然而,全书对这些至关重要的“实战技巧”避而不谈。它似乎假设读者能够一次性写出完美无瑕的代码,或者说,它认为调试是设计之外的另一个独立学科。这种脱节是危险的,它培养出了一种不切实际的“理想化编码者”,而不是一个能应对真实世界复杂性和不确定性的“工程实践者”。一本真正有价值的指南,必须正视开发过程中必然存在的挫折与挣扎,并提供切实可行的应对策略。在这方面,这本书的价值远低于我的预期,它更像是停留在理论建模阶段,未能深入到工程实现的泥泞之中。

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这本书的排版和图示质量,坦白说,是其最大的弱点之一。纸张的质感还可以,但内部的插图,特别是那些用来说明信号流和状态机的流程图,显得模糊不清,仿佛是从早期的打印机上复印了数次。这对于依赖视觉辅助来理解复杂逻辑流程的读者来说,是一个不小的障碍。当我试图理解一个多层嵌套的结构时,由于缺乏清晰的层次化图示,我不得不反复对照文本,这极大地拖慢了我的学习速度。更令人困惑的是,书中对某些关键概念的命名似乎采用了非常规的、或是已经过时的术语,这与现代业界广泛使用的术语体系存在脱节。一个典型的例子是关于寄存器传输级(RTL)建模的某些描述,读起来需要不断地在脑海中进行“术语转换”。如果这本书的定位是作为行业标准的现代指南,那么在视觉呈现和术语统一性上,它需要进行一次彻底的现代化改造。这种阅读体验,就像是试图通过一个布满灰尘的窗户去观察一个高清晰度的风景。

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这本书的叙事方式有一种令人意外的、近乎散文般的节奏感。它不像许多技术书籍那样直奔主题,而是花费了大量的篇幅在铺陈背景和历史演变上。起初我有些不耐烦,觉得这些“前言不搭后语”的内容是在浪费时间,但读到后面才意识到,作者似乎想通过这种迂回的方式,将读者带入一个特定的设计哲学领域。尽管如此,这种哲学层面的探讨,在涉及到具体代码实现时,却显得有些飘忽不定。我翻到关于时序逻辑描述的部分,期望能看到一些关于亚稳态处理的精妙技巧,或是如何利用异步复位实现特定同步机制的对比分析。结果发现,提供的代码示例过于理想化,几乎没有反映出真实芯片设计中那些由跨时钟域交互带来的“脏乱差”。可以说,这本书在宏观的“理念灌输”上做得不错,但在微观的“工程实践”上留下了巨大的空白。它让你感觉自己站在了理论的悬崖边,但缺乏那架坚实的梯子帮你安全抵达对面的应用大陆。我更希望看到的是那种能让人拍案叫绝的巧妙位操作或资源共享的高级技巧,而不是这种略显温吞水般的讲解。

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我对这本书的组织结构感到非常不适应。它似乎是将一系列独立的主题讲义拼凑在一起,缺乏一条贯穿始终的主线索来串联起各个知识点。比如,在前几章详细讲解了基础结构体之后,中间突然插入了一大段关于设计验证环境搭建的讨论,但很快又跳回到基础运算符的细微差别上。这种跳跃性使得读者的心智负荷非常重,很难建立起知识体系的逻辑关联。一个好的技术书籍应当是循序渐进的,从简单到复杂,从基础到高级,层层递进。然而,这本书更像是随机抽取了不同难度的章节进行编排。对于需要系统性学习的读者来说,这无疑是灾难性的。我发现自己不得不频繁地使用书签和笔记,强行在不同章节之间建立起我自己的联系桥梁,这本该是作者的工作。与其说这是一本教材,不如说它更像是一本参考手册的非结构化集合,你可以在其中找到某一段信息,但很难从中提炼出完整的知识框架。

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这本书的封面设计得非常简洁,带着一种老派的、理工科教科书的严谨感。我翻开它,期待能找到一些关于硬件描述语言(HDL)的深刻见解,毕竟书名听起来就指向了那个特定的标准。然而,当我试图在这些密密麻麻的章节中寻找关于诸如系统级建模或者高级并发控制的实质性讨论时,却发现内容似乎更多地停留在对基础语法和基本模块定义的详尽罗列上。它仿佛是一部详尽的字典,而非一本能够引导你构建复杂数字系统的指南。每一个数据类型、每一个操作符都被拆解得非常细致,对于初学者来说,这或许是好事,可以确保基础知识的扎实。但对于有一定经验的工程师而言,他们更需要的是如何优雅地驾驭这些工具来解决实际的性能瓶颈和设计验证难题。这本书的例子大多是教科书式的简单电路,缺乏将理论应用于现代SoC设计中的实际案例支撑。这种过分强调“规范本身”而非“规范的应用之道”的倾向,使得整本书读起来有些枯燥乏味,像是在啃一份冗长的标准文档,而不是在学习一门富有创造性的设计艺术。它的价值在于其参考性,但作为一本能激发设计灵感的读物,它显然有所欠缺。

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