ModelSim电子系统分析及仿真

ModelSim电子系统分析及仿真 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:电子工业出版社
作者:于 斌 米秀杰
出品人:
页数:296
译者:
出版时间:2011-12
价格:46.00元
装帧:
isbn号码:9787121149047
丛书系列:工业设计与分析系列丛书
图书标签:
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具体描述

《ModelSim电子系统分析及仿真》主要内容简介:ModelSim是优秀的HDL仿真软件之一,它能提供友好的仿真环境,是业界唯一的单内核支持VHDL和Verilog混合仿真的仿真器。它采用直接优化的编译技术、Tcl/Tk技术和单一内核仿真技术,编译仿真速度快,编译的代码与平台无关,便于保护IP核,个性化的图形界面和用户接口,为用户加快调错提供强有力的手段,是FPGA/ASIC设计的首选仿真软件。《ModelSim电子系统分析及仿真》以ModelSim 6.1f版软件为例,由浅入深、循序渐进地介绍了ModelSim 6.1f软件各部分知识,包括ModelSim 6.1f的基础知识、菜单命令、库和工程的建立与管理、Verilog/VHDL文件的编译仿真及采用多种方式分析仿真结果等知识。书中配有大量的插图和详细的讲解,并结合实例讲解使用ModelSim进行仿真操作的基本知识和方法技巧。

好的,这是一本不涉及ModelSim电子系统分析与仿真技术的图书简介,内容力求详尽且贴近实际应用,旨在吸引对相关领域感兴趣的读者。 --- 深入理解现代计算的基石:《高性能并行计算与算法优化》 面向对象: 计算机科学专业学生、软件工程师、数据科学家、高性能计算(HPC)领域的研究人员、以及所有致力于提升程序运行效率的开发者。 图书定位: 本书并非探讨特定仿真工具的使用手册,而是深入剖析支撑现代大规模计算任务——无论是科学模拟、复杂数据分析还是深度学习训练——的核心理论、底层架构与优化策略。它构建了一个坚实的理论框架,指导读者如何设计、实现和调优那些能够在多核处理器、集群乃至超级计算机上高效运行的复杂算法。 --- 第一部分:并行计算的理论基础与架构演进 本部分奠定了理解现代高性能计算所需的基础知识,聚焦于计算资源的本质特性与限制。 第一章:冯·诺依曼瓶颈与计算范式的转变 超越时钟频率的限制: 详细分析了传统串行处理器的性能瓶颈,引出多核、众核及异构计算的必然性。 并行性的度量与层次: 引入Amdahl定律和Gustafson定律,科学评估增加并行度的实际收益。讨论指令级并行(ILP)、数据级并行(DLP)、任务级并行(TLP)和线程级并行(ThLP)的定义与适用场景。 内存墙效应的深度剖析: 深入探讨CPU与主存之间日益扩大的延迟鸿沟,为后续的缓存优化策略做铺垫。 第二章:现代处理器架构与内存层次结构 从CPU到GPU的核心差异: 详述SIMD(单指令多数据流)与SIMT(单指令多线程)架构的内在区别,重点剖析NVIDIA CUDA核心(Streaming Multiprocessors, SM)的执行模型。 缓存一致性与内存模型: 阐述MESI等缓存一致性协议的工作原理,解释不同硬件架构下内存访问的可见性问题。深入介绍NUMA(非均匀内存访问)架构对程序性能的影响及规避策略。 向量化指令集(如AVX/SSE)的应用: 介绍编译器如何利用这些指令集自动或半自动地实现数据并行,并指导读者如何手动编写或重构代码以最大化向量化收益。 第二部分:并行编程模型与底层实现 本部分是实践指导的核心,专注于当前主流的并行编程范式,并探讨了跨平台移植性的挑战。 第三章:共享内存并行编程:OpenMP的深度应用 结构化并行与指令: 全面覆盖OpenMP的运行时、编译时指令,从基础的`parallel for`到复杂的任务依赖管理。 数据竞争与同步机制: 细致讲解互斥锁(Mutex)、原子操作(Atomic)、屏障(Barrier)的正确使用场景,以及如何通过数据划分策略(如私有化、Reduction)来减少同步开销。 性能调优实战: 专注于伪共享(False Sharing)的识别与消除,以及如何通过OpenMP的`schedule`子句精细控制负载均衡。 第四章:大规模分布式内存计算:MPI详解 MPI通信的拓扑学: 介绍点对点(Point-to-Point)通信的基本函数(Send, Recv)及其阻塞/非阻塞模式。重点分析延迟与带宽对不同通信模式的影响。 集体(Collective)通信的优化: 深入讲解Broadcast, Reduce, Gather, Scatter等操作的高效实现方式,并讨论如何利用AlltoAll等复杂操作重构数据交换逻辑。 进程间数据管理: 探讨MPI窗口(One-Sided Communication)机制,理解其在减少通信开销和提高并行效率方面的优势。 第五章:异构计算编程:CUDA/OpenCL入门与进阶 GPU编程模型的映射: 详细解释将串行问题分解到Grid, Block, Thread层次结构的过程,强调数据在CPU Host与GPU Device之间的传输效率问题。 CUDA内核函数的编写规范: 关注线程块内协作(Shared Memory)的使用、内存访问的合并(Coalesced Access)策略,以及如何利用流(Streams)实现异步计算与数据传输的重叠。 OpenCL的跨平台优势: 对比CUDA与OpenCL在不同硬件(CPU, GPU, FPGA)上的编程差异,指导读者构建更具移植性的异构应用。 第三部分:高级算法优化与应用案例 本部分将理论与实践相结合,聚焦于如何将并行技术应用于特定类型的计算密集型问题。 第六章:高性能线性代数计算的秘密 BLAS/LAPACK的并行化哲学: 分析标准库中矩阵乘法(GEMM)等核心操作的优化技术,如块划分与缓存阻塞。 稀疏矩阵的高效存储与迭代求解器: 探讨CSR、COO等稀疏存储格式,并详细讲解Krylov子空间方法(如GMRES, BiCGSTAB)在分布式环境下的并行实现挑战。 第七章:并行图算法与数据结构 图遍历的挑战: 分析广度优先搜索(BFS)和深度优先搜索(DFS)在并行环境下的固有同步难题。 大规模图处理框架的原理: 介绍Pregel或GraphLab等模型的基本思想,重点在于如何设计适应性强的消息传递机制来处理非结构化数据依赖。 第八章:性能分析、调试与案例研究 系统化性能剖析工具链: 介绍使用如`VTune Amplifier`, `gprof`, `Valgrind`等工具对并行程序进行精确计时、热点分析和内存泄漏检测的方法。 死锁与竞争条件的诊断: 提供一套系统化的调试流程,用于定位和解决复杂的并行运行时错误。 案例研究:天气模拟的并行化实践: 通过一个真实的、涉及大规模网格计算的科学应用实例,演示如何从串行代码逐步迭代到高效的MPI+OpenMP混合并行方案,并展示最终的性能提升曲线。 --- 本书价值体现: 本书不提供任何预配置的仿真环境或特定工具的点击式教程。相反,它着重于教授“如何思考并行化”的底层逻辑。读者将学会识别代码中的瓶颈,理解硬件的物理限制,并选择最恰当的编程模型和优化手段,从而构建出能够在任何高性能计算平台上高效运行的、具有极高可扩展性的计算内核。它培养的是解决“速度”问题的通用能力,而非学习某一特定软件的界面操作。

作者简介

目录信息

读后感

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一直没找到专门写这方面的书,电子工业出版社近期正式出版,真是太好了!ModelSim作为行业应用软件的专业技术模块,对于学习和从事这一技术领域的人员来说,这本书太重要了,感谢电子工业出版社!!! 【图书特点】(1)本书切合工程实际需求,业界最新、最全的ModelSim图书。...

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一直没找到专门写这方面的书,电子工业出版社近期正式出版,真是太好了!ModelSim作为行业应用软件的专业技术模块,对于学习和从事这一技术领域的人员来说,这本书太重要了,感谢电子工业出版社!!! 【图书特点】(1)本书切合工程实际需求,业界最新、最全的ModelSim图书。...

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一直没找到专门写这方面的书,电子工业出版社近期正式出版,真是太好了!ModelSim作为行业应用软件的专业技术模块,对于学习和从事这一技术领域的人员来说,这本书太重要了,感谢电子工业出版社!!! 【图书特点】(1)本书切合工程实际需求,业界最新、最全的ModelSim图书。...

用户评价

评分

这本书给我的感觉是,它不仅仅是一本技术手册,更是一位经验丰富的导师。作者在讲解ModelSim的各项功能时,总是能够站在读者的角度,预见到读者可能遇到的困难,并提供相应的解决方案。我印象最深的是书中关于如何进行跨时钟域(Clock Domain Crossing)信号处理的仿真分析。这是一个在实际工程中非常容易出错的地方,而作者通过详细的图示和代码示例,将这一复杂的问题讲解得清晰透彻。书中提供的调试策略,也能够帮助我更有效地定位和解决跨时钟域信号带来的问题。

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这本书的结构设计堪称精妙,每一章都像是为读者量身定制的学习路径。作者在介绍ModelSim仿真流程时,始终将理论与实践紧密结合,确保读者在学习理论知识的同时,也能快速掌握实际操作技能。我特别喜欢书中关于Verilog和VHDL在ModelSim中的联合仿真章节,作者详细讲解了如何在一个工程中同时使用两种语言,并且如何设置仿真环境来支持这种混合仿真,这对于我处理一些遗留项目或者需要与其他团队协作的项目非常有帮助。书中对调试技巧的讲解更是细致入微,从如何查看信号的上升沿和下降沿,到如何理解时序违例报告,都给出了具体的步骤和指导。

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这本书的案例设计非常具有代表性。作者选取了多个不同复杂度和不同应用领域的电子系统作为仿真对象,通过这些案例,读者可以学习到如何将ModelSim应用于实际的工程项目中。我特别喜欢书中关于一个简单的微处理器内核的仿真案例,作者从RTL代码的编写,到Testbench的设计,再到最终的仿真验证,都进行了详细的演示。这让我深刻理解了整个电子系统设计和仿真流程。而且,书中还介绍了一些关于仿真性能调优的技巧,例如如何选择合适的仿真精度,如何利用硬件加速功能等等,这些都对我今后的仿真工作大有裨益。

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这本书的语言风格非常亲切,读起来丝毫没有枯燥感。作者以一种循序渐进的方式,将复杂的概念分解成易于理解的小块。我最喜欢书中关于状态机设计调试的部分,作者通过一个具体的例子,展示了如何一步步地定位到状态机中的逻辑错误,并且如何修改代码来修复问题。这比单纯的文字讲解要直观得多。书中还提供了一些非常实用的技巧,例如如何优化Testbench的设计,如何提高仿真速度,以及如何有效地管理仿真输出文件等等。这些内容虽然看似细枝末节,但在实际工作中却能极大地提高效率。

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这本书的深度和广度都超乎我的预期。作者在对ModelSim的讲解中,深入到了许多细节,这些细节往往是在实际开发中容易被忽略但却至关重要的部分。比如,书中关于仿真库的建立和管理,以及如何有效地组织和维护大型仿真项目,都提供了非常实用的指导。我一直对如何进行性能分析和功耗仿真感到困惑,而这本书恰恰在这方面提供了清晰的思路和方法。作者详细介绍了如何利用ModelSim的内置工具来分析设计的性能瓶颈,以及如何进行低功耗设计仿真,这对于我今后的项目开发具有重要的指导意义。此外,书中还涉及到了一些高级的仿真技术,如参数化仿真和配置仿真,这些内容虽然稍有难度,但作者的讲解清晰易懂,为我打开了新的视野。

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阅读这本书的过程,就像是在接受一位经验丰富的工程师的悉心指导。作者在介绍ModelSim仿真器本身的功能和使用方法时,充分考虑了初学者的困境,从软件的安装配置,到基本的操作流程,都做了详尽的说明。书中对于波形窗口的解读,以及如何利用断点、单步执行等调试手段来定位和解决仿真中的错误,更是手把手教学的典范。我印象最深的是关于时序分析的部分,作者没有回避时序约束的复杂性,反而以一种化繁为简的方式,详细解释了建立时间和保持时间的概念,以及如何通过仿真来验证时序是否满足设计要求。书中提供的多种仿真模式,如功能仿真、时序仿真、混合仿真等,以及它们各自的应用场景,都帮助我建立了一个系统性的仿真思维框架。而且,书中对于仿真结果的分析,不仅仅是简单地查看波形,更深入到对信号行为、时序违例的根本原因的探究,这让我受益匪浅。

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这本书的封面设计就给我一种非常专业且具有深度科技感的印象,深邃的蓝色背景上,银色的ModelSim Logo熠熠生辉,简洁明了地传达了其核心主题。当我第一次翻开它,就被其内容的严谨性所震撼。作者在电子系统分析和仿真领域的专业知识,通过条理清晰的文字和丰富的图示,毫无保留地展现在读者面前。书中对于数字逻辑设计的理论基础,从最基本的门电路原理,到复杂的组合逻辑和时序逻辑电路,都进行了深入浅出的阐述。特别值得一提的是,作者在讲解Verilog HDL和VHDL这两种主流硬件描述语言时,不仅仅停留在语法层面,更是详细剖析了如何运用这些语言来描述和构建复杂的电子系统,并且给出了大量贴近实际应用的仿真案例。我尤其喜欢书中关于状态机设计和有限状态机(FSM)仿真的部分,作者通过几个经典的例子,清晰地展示了如何设计、验证和优化FSM,这对于我理解和实现复杂的控制逻辑非常有帮助。

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这本书在电子系统设计领域就像一座知识的宝库,每一次翻阅都能发掘出新的宝藏。作者在介绍各种高级仿真技术时,并没有采用艰深晦涩的语言,而是通过生动形象的比喻和逻辑严谨的推导,将复杂的概念变得易于理解。例如,在讲解门级仿真和行为级仿真之间的区别时,作者用了一个非常贴切的比喻,让我立刻明白了它们各自的优势和适用范围。此外,书中对于如何利用ModelSim进行RTL(Register Transfer Level)设计验证,如何编写测试平台(Testbench)来系统地测试设计的各项功能,以及如何进行代码覆盖率分析,都进行了详细的介绍。我尤其欣赏书中关于测试向量(Test Vector)设计策略的探讨,作者给出了多种设计高效测试向量的思路,能够有效地发现设计中的潜在问题。

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这本书的知识体系搭建得非常完整。作者从基础的数字逻辑原理出发,逐步深入到高级的仿真技术和验证方法。我尤其欣赏书中关于如何进行代码重构和仿真效率提升的章节。作者详细介绍了如何识别代码中的冗余和低效之处,并且提供了相应的改进建议。此外,书中还涉及到了如何利用ModelSim进行代码覆盖率分析,以及如何根据覆盖率报告来发现设计中的潜在问题,这对于确保设计的完整性和可靠性至关重要。

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这本书的价值在于其前瞻性和实用性。作者并没有仅仅局限于介绍ModelSim的基本功能,而是将目光投向了电子系统设计的未来发展趋势。在书中,我看到了关于如何利用ModelSim进行面向验证的设计(Design for Verification)的讨论,以及如何构建可重用的验证IP(Intellectual Property)模块。这对于我理解和应用当前业界主流的验证方法论有着重要的启示。书中对不同类型仿真器的比较分析,也帮助我更全面地了解了市场上的仿真工具,并能根据实际需求做出更明智的选择。我尤其欣赏书中关于如何进行形式验证的简要介绍,虽然这部分内容可能需要更深入的书籍来详细学习,但作者的引入让我对这一强大的验证技术有了初步的认识。

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