VHDL语言程序设计及应用

VHDL语言程序设计及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:邮电大学 作者:姜立东 出品人: 页数:337 译者: 出版时间:2004-6-1 价格:35.00元 装帧:平装(带盘) isbn号码:9787563508976 丛书系列:
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具体描述

《VHDL语言程序设计及应用(第2版)》的特点是全面系统、易读易懂、由浅入深、能够使读者逐步掌握VHDL语言。《VHDL语言程序设计及应用(第2版)》既可作为高等学校计算机和电子工程专业的研究生、本科生的教材和教学参考书,也可作为广大电子电路设计工程师、ASIC设计人员和系统设计人员的参考书VHDL语言是国际标准化硬件描述语言,在电子系统自动化设计中已经十分流行,而且成为主要的硬件描述工具。如今在电子系统设计领域中,它已成为广大技术人员必须掌握的一种语言。

《VHDL语言程序设计及应用(第2版)》共分14章。第1-8章主要介绍VHDL语言的基础知识,目的是为初学者打下一个良好的基础;第9-11章主要介绍目前硬件电路设计中常用电路的VHDL语言程序设计,这部分重点介绍了组合逻辑电路、时序逻辑电路和有限状态机的VHDL语言程序设计;第12-13章主要介绍了两个大型复杂数字系统的VHDL语言程序设计,目的是使读者掌握自顶向下的设计方法;第14章主要介绍了一种常用的EDA开发工具——XILINX ISE5.li开发系统——的基本操作。《VHDL语言程序设计及应用(第2版)》附有一张配套光,光盘中包含有《VHDL语言程序设计及应用(第2版)》中的所有VHDL语言程序、VHDL语言标准程序包以及用于教学参考的幻灯片,可满足读者的不同需要。

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好的,这是一份关于《VHDL语言程序设计及应用》之外的其他图书的详细简介,旨在提供丰富的信息,同时避免提及您提供的书名。 --- 现代嵌入式系统设计与实践 图书简介 本书是一本全面深入探讨现代嵌入式系统设计与实现技术的专业参考书。它不仅涵盖了嵌入式系统的基础理论,更侧重于当前业界主流应用中的实践方法和前沿技术。全书结构严谨,内容详实,旨在为电子工程、计算机科学以及相关领域的工程师和高级学生提供一套完整的知识体系和实践指南。 第一部分:嵌入式系统基础与微控制器架构 本部分重点梳理了嵌入式系统的核心概念和硬件基础。 1.1 嵌入式系统概述与分类: 详细介绍了嵌入式系统的定义、发展历程及其在工业控制、消费电子、汽车电子和物联网(IoT)中的广泛应用。重点区分了实时嵌入式系统(RTES)与非实时系统的工作特性和设计约束。 1.2 微控制器(MCU)架构深度解析: 深入剖析了主流微控制器(如基于ARM Cortex-M系列)的内部结构,包括CPU核心、存储器层次(SRAM、Flash、EEPROM)、总线结构(AHB/APB)以及中断控制器(NVIC)的工作原理。特别关注了流水线技术、缓存机制对系统性能的影响。 1.3 存储器管理与初始化: 阐述了嵌入式系统中的存储器映射、堆栈与堆的管理,以及启动代码(Startup Code)的编写与执行流程。对于程序在不同存储器区域(如代码区、数据区、BSS区)的存放方式进行了详尽的说明。 1.4 时钟域与电源管理: 探讨了系统时钟树的设计、PLL(锁相环)的应用以及功耗优化策略。讲解了各种低功耗模式(如睡眠模式、停止模式)的切换机制,这对电池供电设备至关重要。 第二部分:嵌入式软件开发与驱动编程 本部分聚焦于底层软件的开发,是实现硬件功能调用的关键。 2.1 嵌入式C语言高级特性: 回顾了标准C语言在嵌入式环境中的特殊应用,包括位操作、`volatile`关键字的使用、函数指针的实现,以及如何有效地利用编译器优化。 2.2 硬件抽象层(HAL)设计: 详细介绍了HAL层的设计理念和实现方法,如何通过抽象接口屏蔽底层硬件的差异性,提高代码的可移植性和模块化程度。 2.3 典型外设驱动编程实践: 提供了对通用异步收发器(UART)、定时器/计数器(Timer/Counter)、模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)的寄存器级编程示例。每种外设都包含中断驱动和查询模式的实现对比。 2.4 中断服务程序(ISR)的优化与安全: 探讨了实时系统中ISR的编写规范,包括最小化临界区、上下文切换的保护机制,以及如何处理嵌套中断和中断延迟问题。 第三部分:实时操作系统(RTOS)原理与应用 本部分系统介绍了实时操作系统(如FreeRTOS, µC/OS)的设计思想和实际部署。 3.1 RTOS内核机制: 深入讲解了任务管理、任务状态转换(就绪、运行、阻塞、挂起)的底层逻辑。详细阐述了不同的任务调度算法(如固定优先级、轮转法、优先级继承/天花板协议)。 3.2 任务间通信与同步: 详细介绍了RTOS提供的通信机制:信号量(Semaphore)、互斥锁(Mutex)、消息队列(Message Queue)、事件标志组(Event Flags)和邮箱(Mailbox)。重点分析了死锁(Deadlock)的识别与预防。 3.3 内存管理在RTOS中的挑战: 讨论了动态内存分配(如`malloc`/`free`)在实时系统中的碎片化问题,并对比了RTOS提供的内存池(Memory Pool)管理方案的优劣。 3.4 系统的移植与调试: 提供了将RTOS移植到新硬件平台所需的关键步骤,包括启动代码集成、时钟配置和系统节拍(Tick)的实现。介绍了使用RTOS感知型调试工具进行实时分析的方法。 第四部分:嵌入式系统的高级主题与前沿技术 本部分拓展到更复杂的系统集成和新兴领域。 4.1 通信协议栈实现: 涵盖了工业现场总线(如CAN、Modbus)和嵌入式网络协议(如TCP/IP、MQTT)在资源受限环境下的裁剪与实现技巧。 4.2 安全启动与固件升级(FOTA): 讨论了嵌入式设备中的安全性需求,包括代码签名验证、安全启动流程(Secure Boot)的构建,以及可靠的空中固件更新(FOTA)机制设计,确保系统在更新过程中的健壮性。 4.3 嵌入式Linux基础入门: 针对需要更强大计算能力的系统,简要介绍了嵌入式Linux系统的启动流程(Bootloader、Kernel、RootFS),以及如何在裸机代码与Linux应用层之间进行高效协作。 4.4 硬件在环(HIL)与系统验证: 介绍了如何使用自动化测试平台对嵌入式软件进行全面的回归测试,提高产品上市前的可靠性。 目标读者: 本书面向有一定C语言基础,希望深入理解微控制器内部工作原理、掌握实时操作系统应用,并致力于从事嵌入式系统底层驱动、固件开发以及系统集成工作的工程师、技术人员和高校研究生。阅读本书后,读者将能够独立完成从硬件选型到复杂功能实现的完整嵌入式项目开发。 ---

作者简介

目录信息

1 VHDL语言概述
2 VHDL语言程序的元素
3 VHDL语言程序的结构
4 VHDL语言结构体的子结构
5 VHDL文的顺序描述语句
6 VHDL语言的并行描述语句
7 VHDL语言的预定义属性
8 VHDL语言的配置
9 组合电路的VHDL语言程序设计
10 时序电路的VHDL语言程序设计
11 有限状态机
12 应用实例――数字密码引爆器的设计
13 应用实例――微处理器的设计
14 XILINX ISE5.1i的使用入门
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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这本《VHDL语言程序设计及应用》的封面设计得非常专业,黑底配上清晰的蓝色字体,给人一种严谨、深邃的感觉。我本来是冲着学习VHDL的基础语法来的,毕竟这是数字电路设计领域的核心语言之一,但翻开目录才发现,它并非只停留在基础的“是什么”和“怎么写”的层面。作者显然是想让读者真正“用起来”,书里花了大量的篇幅讲解了如何将VHDL代码综合、仿真,并最终映射到实际的FPGA或CPLD器件上。特别是关于时序逻辑和状态机的描述,简直是教科书级别的清晰。我印象最深的是其中一个关于高速数据采集系统的设计案例,它不仅仅展示了VHDL代码的优雅性,更深入地探讨了资源分配和时序约束的平衡艺术。这本书的案例代码量大且实用,每一个例子都像是一个完整的项目蓝图,对于那些想从理论学习者转变为实践工程师的朋友来说,这本书提供了绝佳的跳板。它没有过多纠缠于晦涩的硬件描述语言理论,而是专注于“如何解决工程问题”,这种务实的态度,让我在阅读过程中倍感踏实。

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这本书的价值,我认为远超出了其定价本身,它更像是一份经过严格验证和实践检验的“设计规范手册”。我特别欣赏作者在全书贯彻始终的“可综合性(Synthesizability)”原则。在VHDL的学习初期,很容易写出语法正确但硬件无法实现的“仿真级”代码,这些代码在仿真器里跑得飞快,但一上FPGA就变成了一堆乱麻。本书则从一开始就设定了严格的限制,比如明确指出哪些结构在行为级描述中很方便,但在映射到实际硬件资源时会产生巨大的延迟或不必要的逻辑单元。例如,它详细区分了`process`中对`signal`和`variable`的不同敏感度列表处理,这直接决定了代码是实现寄存器还是组合逻辑。对于希望从事底层硬件加速或嵌入式系统开发的读者来说,这本书提供的不仅仅是语法知识,更是一种“硬件思维”的培养。它教会你如何用最经济、最高效的方式去“思考”硬件的并行性,而不是仅仅停留在文本编程的层面。读完后,我感觉自己对数字系统设计的理解上升到了一个新的哲学高度。

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这本书的排版和图示设计,是其一大亮点,这在技术书籍中往往是容易被忽视的细节。《VHDL语言程序设计及应用》的字体选择和行间距拿捏得恰到好处,即使是长时间盯着屏幕阅读,眼睛的疲劳感也减轻了不少。更重要的是,书中大量的时序图、状态机图(State Machine Diagrams)和结构化框图,都采用了统一的、高质量的矢量图形。很多书籍为了节省成本,会使用低分辨率的截图,导致关键的信号交叉点模糊不清,但在本书中,每一个上升沿、每一个关键的握手信号都清晰可见。这对于理解异步和同步逻辑之间的交互至关重要。当我复习到状态机部分时,我发现作者不仅给出了VHDL代码,还附带了一个完整的FSM状态转换图,并用代码中的注释清晰地映射了图中的每一个状态和转移条件。这种图文并茂的互补方式,极大地加速了我的理解进程,减少了反复对照代码和脑补逻辑的内耗。

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说实话,初次接触这种专业书籍时,我最怕的就是晦涩难懂的术语堆砌和抽象的理论推导,这往往让人望而却步。然而,《VHDL语言程序设计及应用》在这方面做得非常出色,它的叙事风格更像是一位经验丰富的工程师在手把手地带新人入门。书中对并行结构和并发执行模型的讲解,并没有采用生硬的定义,而是通过对比软件编程中的线程概念,让习惯了C语言或Java的读者能迅速抓住VHDL的精髓。比如在讲解信号(Signal)和变量(Variable)的区别时,作者用了一个非常形象的比喻——“水管里的水流与水桶里的存量”,这个比喻一下子就击穿了困扰我很久的认知障碍。更值得称赞的是,它对标准库函数和数据类型的讲解极其详尽,绝非简单的罗列,而是结合了具体设计场景,告诉你为什么在这个场景下应该用`std_logic_vector`而不是简单的`bit_vector`。这本书的阅读体验是渐进式的,每深入一层,都会有一个清晰的反馈和实际应用,让人忍不住想一口气读完。

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我是一名在职的硬件工程师,平时工作任务重,很少有时间能静下心来系统学习一本新语言。我需要的不是那种面向大学一年级学生的入门读物,而是能直接提升我工作效率、解决实际难题的工具书。这本书恰恰满足了我的需求。它没有在简单的“AND, OR”门级设计上浪费笔墨,而是直接跳跃到了更高级的结构化建模层面,比如如何在VHDL中高效地实现FIFO(先进先出队列)和PLL(锁相环)的控制逻辑。书中关于调试和仿真流程的描述尤其具有实战价值。它详细介绍了使用ModelSim等工具进行波形分析和断点调试的技巧,甚至提到了常见的逻辑综合警告(Synthesis Warnings)应该如何解读和规避。这些都是学校教材里往往一笔带过,但恰恰是项目延期的“罪魁祸首”。如果说有什么遗憾,那就是关于VHDL-2008新特性的介绍略显单薄,但考虑到这本书的主体内容覆盖了所有主流工业应用,这倒也情有可原,毕竟稳定可靠性在工业界永远是第一位的。

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还好我不学这个...

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还好我不学这个...

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电子信息科学与技术(EIST)专业课程相关书籍 。

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