Advanced Digital Design with the Verilog HDL (2nd Edition)

Advanced Digital Design with the Verilog HDL (2nd Edition) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Prentice Hall
作者:Michael D. Ciletti
出品人:
页数:984
译者:
出版时间:2010-01-31
价格:USD 159.00
装帧:Hardcover
isbn号码:9780136019282
丛书系列:
图书标签:
  • Verilog
  • verilog
  • Verilog HDL
  • 数字电路设计
  • FPGA
  • 数字系统设计
  • 硬件描述语言
  • 集成电路设计
  • 可编程逻辑器件
  • 数字逻辑
  • 电子工程
  • 计算机工程
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具体描述

Advanced Digital Design with the Verilog HDL, 2e, is ideal for an advanced course in digital design for seniors and first-year graduate students in electrical engineering, computer engineering, and computer science. This book builds on the student's background from a first course in logic design and focuses on developing, verifying, and synthesizing designs of digital circuits. The Verilog language is introduced in an integrated, but selective manner, only as needed to support design examples (includes appendices for additional language details). It addresses the design of several important circuits used in computer systems, digital signal processing, image processing, and other applications.

好的,以下是根据您的要求撰写的图书简介,此书名为《Advanced Digital Design with the Verilog HDL (2nd Edition)》。 --- 《数字系统设计与 Verilog HDL 实践指南(第二版)》 简介 本书旨在为读者提供一个全面、深入且高度实用的数字集成电路设计与验证框架,重点聚焦于现代电子系统设计中不可或缺的硬件描述语言(HDL)——Verilog 的高级应用。不同于侧重于基础逻辑门或单一器件的入门读物,本书的立足点在于复杂系统级的设计思维、高效的 RTL(寄存器传输级)编码规范以及与后端实现流程的无缝对接。 本书第二版在原有坚实理论基础上进行了大量的更新与拓展,以适应当前半导体行业对低功耗、高性能和可重构架构日益增长的需求。我们不仅深入探讨了 Verilog 语言本身的精髓,更着重于如何利用该语言构建出可综合(Synthesizable)且易于验证的高质量数字电路。 核心内容剖析:从 RTL 到系统级建模 第一部分:Verilog HDL 基础与高级特性精讲 本部分首先对 Verilog 语言的核心结构进行系统性的回顾,但迅速过渡到针对高级数字设计至关重要的特性。我们不会冗余地介绍 `AND` 或 `OR` 门的功能,而是将重点放在: 1. 数据类型与建模范式的精细选择: 深入剖析 `reg`、`wire`、`integer`、`time` 等数据类型的精确使用场景,强调在可综合代码中应严格遵守的编码约束,避免使用不可综合的结构(如延迟或非阻塞赋值在组合逻辑中的不当使用)。 2. 并发与顺序结构的高效结合: 详细阐述 `always` 块的敏感列表(Sensitivity List)的精确控制,区分 `posedge`、`negedge` 与 `edge` 的影响。重点讲解如何利用 `initial` 块进行仿真初始化,以及如何通过结构化建模(如生成式结构 `generate` 块)来处理参数化和模块化设计。 3. 任务(Task)与函数(Function)的正确应用: 明确区分两者在有无时间延迟方面的差异,并提供在大型设计中如何利用它们来封装复杂的测试平台逻辑或生成重复性电路结构的最佳实践。 第二部分:核心数字电路组件的 RTL 实现 此部分是本书的核心,它将理论知识转化为实际可用的代码。我们摒弃了简单的教科书示例,转而关注工业界标准的设计模式: 1. 状态机设计(FSM): 采用三段式(Next State Logic, State Register, Output Logic)或更优化的结构来构建同步和异步有限状态机。详细分析了状态编码对逻辑复杂度和时序性能的影响,包括格雷码(Gray Code)编码的应用。 2. 高性能算术单元: 深入讲解乘法器(如 Booth 算法的 RTL 实现)、快速加法器(如超前进位 CLA)以及模幂运算器的优化设计。强调如何利用 Verilog 的位操作符和运算符优先级来实现高效的并行结构。 3. 存储器接口与控制: 涵盖同步与异步 RAM 的建模,特别是 SRAM 和 DRAM 控制器的基础设计。讲解如何正确处理读写时序、地址解码和数据对齐问题。 4. 数据路径与控制路径分离: 展示如何清晰地划分数据处理逻辑(Data Path)和控制信号生成逻辑(Control Path),这是构建复杂处理器的关键。 第三部分:系统级设计与验证方法学 现代数字设计无法脱离验证。本部分将设计流程提升到系统层面,介绍如何确保 RTL 代码的正确性、可测试性和最终可实现性。 1. 时序约束与综合流程理解: 讲解基本的时序概念(建立时间 $t_{setup}$ 和保持时间 $t_{hold}$),并解释如何将 RTL 代码映射到目标工艺库的单元。强调编写可综合代码时必须避免的陷阱,如锁存器(Latch)的意外形成。 2. 结构化测试平台(Testbench)的构建: 采用面向对象的设计理念(在 Verilog/SystemVerilog 环境下),教授如何搭建分层、可重用的测试平台。重点介绍激励生成器、响应检查器和时钟/复位驱动器的模块化设计。 3. 设计调试与波形分析: 介绍如何在仿真环境中利用 `$monitor`、`$display` 以及更复杂的信号跟踪机制来快速定位 RTL 错误。 第四部分:面向现代架构的进阶主题 本部分关注当前前沿领域的设计挑战: 1. 流水线(Pipelining)技术: 详细分析流水线如何提高吞吐量,以及在 RTL 层面如何插入寄存器以平衡各个级之间的延迟。讨论流水线分支预测和冒险处理的基本概念。 2. 低功耗设计考量(LPM): 介绍在 RTL 层面可以采取的功耗优化策略,例如时钟门控(Clock Gating)和电源门控(Power Gating)的硬件实现结构,以及如何用 Verilog 描述这些控制信号。 3. 接口协议的抽象建模: 简要介绍如何使用 Verilog 对标准片上总线协议(如 AXI-Lite 的读写操作流程)进行行为级或事务级建模,以便于快速进行系统集成验证。 本书的特色与目标读者 本书的撰写风格力求严谨、精确且注重实践。每一个高级概念都配有经过严格验证的 Verilog 源码实例,这些实例不仅仅是功能演示,更是符合行业标准的编码范例。 目标读者包括: 正在进行 ASIC/FPGA 设计的项目工程师、致力于深入理解硬件描述语言与底层逻辑转换的电子工程专业高年级学生及研究生,以及需要掌握系统级建模方法的数字IC设计人员。通过本书的学习,读者将能够自信地驾驭复杂的数字逻辑设计,并将其高效、可靠地转化为实际的硬件电路。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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自从我拿到这本《Advanced Digital Design with the Verilog HDL (2nd Edition)》之后,我几乎把所有空闲时间都投入到了其中。我之前也阅读过不少关于 Verilog 的书籍,但很多都停留在“教你怎么写代码”的层面,而这本书则更侧重于“教你怎么去设计”。它提供的不仅仅是 Verilog 的语法规则,更是如何利用 Verilog 来构建高性能、低功耗、以及高可靠性的数字系统。我尤其喜欢书中对一些高级设计模式的讲解,这些模式在实际的 ASIC 和 FPGA 项目中非常常见,但往往在初学者看来会显得有些难以理解。这本书通过清晰的解释和生动的例子,将这些复杂的概念一一化解,让我能够轻松地掌握并应用它们。它让我明白了,Verilog 不仅仅是一种硬件描述语言,更是一种表达设计思想的强大工具。通过这本书,我学会了如何从更高的层面去思考设计问题,如何去权衡不同的设计方案,以及如何去写出更具可读性、可维护性和可扩展性的 Verilog 代码。这种能力的提升,对于我未来的职业发展而言,其价值是无法估量的。

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坦白说,我抱着学习 Verilog 进阶技巧的目的入手这本书的,但它带来的远不止于此。这本书最大的亮点在于,它不仅仅教授 Verilog 的“语言”,更重要的是教授 Verilog 的“哲学”。我发现,作者在讲解每一个概念时,都蕴含着一种深厚的数字设计哲学。这种哲学体现在如何进行模块化设计,如何有效地管理状态机,如何进行复用,以及如何通过结构化的代码来提升可读性和可维护性。我印象最深刻的是,在讲解某些复杂的设计模式时,作者会从多个角度去分析,包括从逻辑实现、时序约束、以及综合优化等多个维度。这让我意识到,一个好的数字设计,需要从多个层面去考量,而 Verilog HDL 作为一种描述语言,其表达方式的选择,会直接影响到最终的设计质量。我不再把 Verilog 仅仅当作一种编码工具,而是将其视为一种强大的设计语言,一种能够清晰、准确地表达复杂数字逻辑思想的工具。这本书让我学会了如何用更“聪明”的方式去编写 Verilog 代码,如何去预见潜在的问题,以及如何去设计出更具鲁棒性和可扩展性的数字系统。这种思维模式的转变,是我在这本书中最宝贵的收获。

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这本书给我的整体感觉就是“厚重”和“扎实”。它不是那种让你读完之后感觉“好像懂了”但实际上什么都没记住的书。相反,每一章的内容都经过了作者深思熟虑的组织,并且层层递进,让你在不知不觉中就掌握了大量的知识和技能。我特别喜欢书中对一些高级概念的处理方式,作者总是能够用非常清晰、简洁的方式来阐述复杂的原理,并且还会穿插一些非常实用的技巧和经验。例如,在讲解如何优化 Verilog 代码以提高综合效率时,作者提供了一些非常具体的方法和示例,这些方法都是经过实践检验的,对于我解决实际项目中的问题非常有帮助。而且,这本书并不局限于 Verilog 语言本身,它还融入了许多关于数字系统设计、FPGA/ASCI 实现以及验证等方面的知识,让我能够在一个更广阔的视角下去理解 Verilog 的应用。我感觉自己不仅仅是在学习一门语言,更是在学习一种设计方法论。

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我是一名 FPGA 工程师,平时工作中接触 Verilog HDL 已经很多年了。但坦白说,很多时候我只是在“用” Verilog,而并没有真正“理解” Verilog。这本书的出现,可以说是彻底改变了我的这种状态。它让我明白,Verilog HDL 是一种非常强大的语言,它能够用来描述从简单的逻辑门到复杂的微处理器等各种数字系统。而这本书,则像是一位经验丰富的设计师,手把手地教我如何运用 Verilog HDL 来设计出高效、可靠、并且易于维护的数字系统。我尤其欣赏书中对一些“进阶”主题的处理,例如如何进行有效的状态机设计,如何进行异步 FIFO 的设计,以及如何进行低功耗设计等。这些内容都是我在实际工作中经常会遇到,但又常常感到困惑的地方。这本书通过清晰的讲解和详细的示例,让我能够真正地理解这些概念,并且能够举一反三地应用到自己的设计中。这本书为我提供了一个非常扎实的数字设计理论基础,也让我对 Verilog HDL 的理解上升到了一个新的台阶。

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这本书给我的感觉非常“沉甸甸”,不是说它纸质不好,而是它所包含的内容深度和广度,让我觉得每一页都蕴含着作者多年的心血和智慧。我一直都认为,一本真正好的技术书籍,不应该仅仅是知识的堆砌,更应该是一种思想的启迪。这本书在这方面做得尤为出色。它不仅仅是讲解 Verilog HDL 的语法和应用,更是通过 Verilog HDL 这个载体,来传达一种现代数字设计的理念和方法论。我特别喜欢作者在讲解某些复杂算法或架构时,所展现出的逻辑清晰度和层次感。他能够将非常抽象的概念,通过 Verilog 的代码和图示,变得直观易懂。而且,在讲解过程中,作者还会时不时地提醒读者注意一些常见的陷阱和误区,这对于正在成长中的工程师来说,无疑是巨大的帮助。它让我能够避免走弯路,更有效地掌握数字设计的精髓。读这本书的过程,更像是一种与大师对话的体验,我从中汲取的不只是技术知识,更是设计思维和工程素养的提升。

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说实话,我最初对这本书的期望值并没有那么高,因为市面上关于 Verilog 的书籍实在太多了,而且很多都大同小异。然而,当我真正翻开这本书,并且深入阅读之后,我才发现自己是多么的“井底之蛙”。这本书在讲解 Verilog HDL 的过程中,不仅仅是停留在语言的层面,更是深入到了数字设计的底层原理。作者在讲解每一个概念时,都会非常细致地剖析其背后的逻辑和硬件实现。我印象最深刻的是,在讲解一些关于时序约束和时钟域交叉处理的章节时,这本书提供的不仅仅是代码示例,更是对这些问题产生的根源、解决方法以及潜在风险的深入分析。这让我能够从根本上理解这些问题,而不是仅仅停留在表面。它让我明白,一个优秀的设计师,不仅要掌握工具的使用,更要理解工具背后的原理,并且能够将这些原理灵活地应用到实际的设计中。这本书无疑为我打开了一扇新的大门,让我对数字设计的理解上升到了一个新的高度。

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这本书的深度绝对是令我印象深刻的。我原本以为“Advanced”这个词只是个噱头,但事实证明,它名副其实。在我阅读的过程中,有好几次都感觉自己好像触碰到了一堵墙,但通过仔细研读相关的章节,结合作者的讲解,那种茅塞顿开的感觉真的非常棒。作者在讲解高级概念时,并没有回避复杂的细节,反而倾向于深入剖析,一步步地揭示背后的原理。例如,在讨论一些时序分析的深层问题时,这本书提供的不仅仅是公式和定义,更多的是对这些公式和定义在实际电路中如何体现、如何影响设计结果的深入阐释。我发现,很多时候我们在设计中遇到的问题,并不是因为 Verilog 本身难以掌握,而是因为我们对数字电路在物理层面如何工作的理解不够透彻。这本书恰恰在这方面做得非常出色,它将抽象的 Verilog 代码与底层的硬件实现紧密地联系起来,让我能够更好地理解为什么某些代码写法会导致时序违例,为什么某些结构会影响综合器的效率。更重要的是,它鼓励读者去思考“为什么”,而不是仅仅满足于“怎么做”。这种对根本原因的探究,让我对自己设计的能力有了更清晰的认知,也让我对未来的学习方向有了更明确的指引。

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分隔。 我最近终于有幸读完了这本《Advanced Digital Design with the Verilog HDL (2nd Edition)》,说实话,这本书给我的触动比我预期的要大得多。我之前接触过一些数字设计的书籍,但很多都停留在理论的层面,或者讲解过于浅显,对于我这种希望深入理解 Verilog HDL 并且想在实际项目中有所建树的工程师来说,总觉得缺了点什么。而这本书,它就像一位经验丰富的老友,循序渐进地引导我穿越数字设计的迷宫。不仅仅是 Verilog 语法层面的讲解,更重要的是,它在如何有效地利用 Verilog 来建模复杂的数字系统、如何进行高效的综合以及如何深刻理解时序约束等方面,都提供了非常宝贵的见解。我尤其喜欢它在讲解某些概念时,会引入一些经典的、有代表性的设计案例,这些案例不仅仅是为了演示 Verilog 的用法,更是为了展示背后的设计思想和权衡。通过这些案例,我开始意识到,写出“能运行”的 Verilog 代码和写出“能被高效实现”的 Verilog 代码之间,存在着巨大的鸿沟。这本书恰恰填补了这个空白,让我明白在设计过程中,对性能、功耗和面积的考量是如此重要,而 Verilog 的表达方式会直接影响到最终的硬件实现。它让我从一个 Verilog 代码的“使用者”转变为一个 Verilog 代码的“思考者”,不再仅仅是堆砌代码,而是带着更强的目标性和策略去构建每一个模块。这种转变,对于我日后的工作而言,无疑是具有里程碑意义的。

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作为一名在数字设计领域摸爬滚打多年的工程师,我一直都在寻找一本能够真正拓宽我视野,并且能为我解决实际问题的参考书。这本书,可以说是完全满足了我的期待。它并没有止步于讲解 Verilog 的基本语法和常用技巧,而是深入探讨了如何将 Verilog 应用于复杂的 ASIC 和 FPGA 设计中,并且强调了在实际工程中可能遇到的各种挑战。我特别欣赏它在讲解一些高级主题时,所展现出的严谨性和系统性。作者在阐述观点时,往往会引用大量的实例和理论依据,并且能够清晰地梳理出不同概念之间的逻辑关系。例如,在探讨异步复位与同步复位的设计时,这本书不仅给出了代码示例,更详细分析了两种方式在实际电路中的区别、优缺点,以及在不同场景下的适用性。这种深入的分析,让我对这些看似微小的设计选择背后所蕴含的巨大影响有了更深刻的认识。它让我明白,在数字设计领域,每一个细节都可能至关重要,而这本书则为我提供了审视这些细节的“放大镜”。

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收到,这是一份以读者口吻撰写的、不包含书籍具体内容的、详尽且风格多样的图书评价,每段不少于300字,并用

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第一版又是在大四暑假读过一半,但第二版又买来晾在书架上很久了。。。经典是经典,他不光交语言,而是从基本的数字电路设计,asm图,状态机的设计入手,深刻

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作者对于同步机制的理解是错误的,最典型的异步FIFO,低频采高频地址居然使用脉冲同步方式,而后者是针对高位有效的单比特脉冲同步,地址信号并不是仅高位有效的,这样同步将会导致地址错误。(注:国内翻译版本这部分代码缺失,特地找的英文版确认)我实在是很想不通为什么所谓的国外经典教材会有这种错误?!顺带说一句国内的翻译版本更是一坨屎。

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作者对于同步机制的理解是错误的,最典型的异步FIFO,低频采高频地址居然使用脉冲同步方式,而后者是针对高位有效的单比特脉冲同步,地址信号并不是仅高位有效的,这样同步将会导致地址错误。(注:国内翻译版本这部分代码缺失,特地找的英文版确认)我实在是很想不通为什么所谓的国外经典教材会有这种错误?!顺带说一句国内的翻译版本更是一坨屎。

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第一版又是在大四暑假读过一半,但第二版又买来晾在书架上很久了。。。经典是经典,他不光交语言,而是从基本的数字电路设计,asm图,状态机的设计入手,深刻

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第一版又是在大四暑假读过一半,但第二版又买来晾在书架上很久了。。。经典是经典,他不光交语言,而是从基本的数字电路设计,asm图,状态机的设计入手,深刻

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