CPLD系统设计技术入门与应用

CPLD系统设计技术入门与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

☆☆☆☆☆
出版者:电子工业出版社 作者:黄正谨 出品人: 页数:352 译者: 出版时间:2002-3-1 价格:40.00元 装帧:平装(带盘) isbn号码:9787505375017 丛书系列:
图书标签
  • CPLD
  • FPGA
  • 数字逻辑
  • 可编程逻辑器件
  • 系统设计
  • 嵌入式系统
  • 硬件设计
  • 电子工程
  • 实践应用
  • 入门教程
想要找书就要到 小哈图书下载中心
立刻按 ctrl+D 收藏本页
你会得到大惊喜!!

具体描述

本书定位于复杂可编程逻辑器件的系统设计技术,以ALTERA公司的系列芯片和相应的开发软件为目标载体进行阐述.本书从系统设计的角度详尽地阐述了ALTERA主要系列的PLD芯片的结构和特点以及相应的开发软件MAX+PlusII和Quartus的使用。

同时,本书以大量新颖而详尽的设计实例为基础,着重描述了数字系统设计的系统级设计方法,并且从数字系统设计的完整性的角度对数字系统设计的重要性,数字系统的可测性和数字系统的可靠设计作了初步的探讨. 本书不仅可作为相关专业的各个层次的学生,教师的参考书与实验指导书,同时也可作硬件系统设计人员掌握最新技术的实用参考书.

电子系统设计与实现:从基础理论到前沿实践 本书旨在为电子工程、微电子学及相关领域的学生和工程师提供一个全面、深入的指引,涵盖现代电子系统设计与实现的核心概念、关键技术及前沿应用。全书内容结构严谨,理论阐述详实,并结合大量工程实例进行分析,确保读者能够从理论高度理解设计原理,并掌握实际操作技能。 第一部分:基础理论与器件特性 本部分聚焦于电子系统设计所依赖的基础知识。我们将从半导体物理基础出发,回顾PN结、晶体管的工作原理,为后续的数字电路和模拟电路设计打下坚实基础。 半导体材料与器件基础: 详细介绍硅基材料的特性、掺杂技术,以及二极管和双极性晶体管(BJT)的I-V特性曲线分析。重点探讨MOSFET的沟道效应、阈值电压以及亚阈值区行为,这是现代集成电路设计的基础。 基础电子电路分析: 深入讲解等效电路法、节点电压法和网孔电流法在直流和交流电路分析中的应用。着重分析放大器的基本偏置电路,包括共源、共射极配置的增益、带宽和输入输出阻抗的计算与优化。 信号与系统理论: 介绍傅里叶分析在系统中的作用,拉普拉斯变换在瞬态响应分析中的应用。探讨线性时不变(LTI)系统的卷积特性,为滤波器和控制系统的设计提供数学工具。 第二部分:数字逻辑与微处理器架构 本部分转向数字世界的构建模块,内容覆盖组合逻辑、时序逻辑以及嵌入式系统的核心组成。 组合逻辑与布尔代数: 详细阐述布尔代数的基本公理与定理,卡诺图化简方法以及多值逻辑的应用。介绍各种标准逻辑门(如NAND, NOR)的扇入、扇出特性及噪声容限。 时序逻辑电路设计: 深入分析锁存器、触发器(D, JK, T型)的工作原理及其在同步和异步电路中的应用。重点讲解状态机的设计,包括有限状态机(FSM)的建模(Mealy和Moore模型)、状态分配与竞争冒险的消除。 微处理器系统架构: 剖析经典冯·诺依曼和哈佛架构的异同。详述指令集的RISC与CISC设计哲学,指令流水线的工作机制,中断处理流程与异常机制。内容涵盖Cache存储器层次结构、内存管理单元(MMU)的基本概念,为理解现代CPU性能瓶颈提供视角。 总线与接口技术: 介绍系统内数据传输的标准,包括并行总线(如PCIe的早期概念)和串行通信协议(如SPI, I2C, UART)的帧格式、时序要求和仲裁机制。 第三部分:模拟与混合信号电路设计 本部分聚焦于处理连续时间信号所需的关键电路模块,并探讨数字与模拟域的接口技术。 运算放大器(Op-Amp)的高级应用: 突破理想运放模型,讨论双极性和CMOS运放的内部结构(输入级、增益级、输出级)。分析实际运放的失调电压、共模抑制比(CMRR)和电源抑制比(PSRR)对电路性能的影响。 反馈与稳定性分析: 详细讲解负反馈对电路性能(增益、带宽、失真)的改善作用。运用波特图(Bode Plot)分析反馈系统的频率响应,并介绍相裕度和增益裕度概念,确保系统稳定工作。 数据转换器(ADC/DAC): 深入探讨模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)的结构与性能指标,如分辨率、采样率、积分非线性(INL)和微分非线性(DNL)。重点分析SAR型ADC和Sigma-Delta调制器的设计思路及其在不同应用场景下的适用性。 滤波器理论与实现: 区分模拟滤波器和数字滤波器的设计流程。详细介绍模拟滤波器设计中的巴特沃斯(Butterworth)、切比雪夫(Chebyshev)逼近法,并探讨其在有源RC电路中的具体实现。 第四部分:系统级设计与验证方法 本部分转向现代电子设计流程中至关重要的抽象、建模和验证环节。 硬件描述语言(HDL)实践: 详述VHDL和Verilog语言的核心语法结构,区分结构级、数据流级和行为级建模的适用场景。重点强调同步设计原则,并指导读者如何编写可综合(Synthesizable)的代码。 硬件系统级验证: 介绍仿真工具的使用,激励生成与测试平台搭建。讨论设计验证的穷举法局限性,引入随机测试、覆盖率分析(代码覆盖率、功能覆盖率)等高级验证技术。 系统级建模与仿真: 探讨如何使用高级抽象语言(如SystemC)对复杂的异构系统(CPU、内存、外设)进行快速架构探索和性能评估,以指导后续的RTL级具体设计。 低功耗设计策略: 介绍功耗在现代便携式和大规模集成电路中的重要性。分析动态功耗和静态功耗的来源,并详细阐述时钟门控、电压缩放、电源门控等主要的低功耗设计技术。 本书通过对上述四大模块的系统化讲解,旨在培养读者从器件层面到系统架构层面的全景式设计思维,为进入高集成度、高性能的电子产品开发领域做好充分准备。 ---

作者简介

目录信息

第一篇 CPLD概述
第二篇 VHDL编程技术
第三篇 软件操作
第四篇 数字系统设计方法及范例
参考文献
· · · · · · (收起)

读后感

☆☆☆☆☆

☆☆☆☆☆

☆☆☆☆☆

☆☆☆☆☆

☆☆☆☆☆

用户评价

☆☆☆☆☆

对于那些希望通过这本书实现项目驱动学习的读者来说,书末的综合项目实践部分是真正的宝藏。这些项目的设计难度梯度设置得非常科学,从一个简单的LED闪烁模块开始,逐步升级到更复杂的计数器、移位寄存器,直至最终可能涉及到一个简单的微处理器组件的雏形。最关键的是,作者在每个项目完成后,都会提供一个“自检清单”和“性能分析建议”,这迫使我们不仅仅停留在“代码能跑起来”的阶段,而是要开始思考如何优化时序、减少资源占用。我尝试着根据书中的指导搭建了一个小型状态机用于控制一个简单的通信协议的收发端,整个过程中,我对时钟域交叉(CDC)的理解得到了极大的深化,因为书中的案例恰好就遇到了这个问题,并且给出了标准的格雷码同步建议。这种实践导向的学习路径,确保了我们学到的知识能够真正转化为解决实际问题的能力,而不是停留在纸面上。

☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计真是让人眼前一亮,封面那种简洁又不失科技感的风格,让我这个刚接触数字电路的门外汉都能感受到它蕴含的专业性。翻开内页,纸张的质感非常舒服,印刷清晰度也很高,长时间阅读眼睛也不会感到疲劳。排版布局也十分合理,关键概念和重要公式都有用醒目的字体或方框标注出来,对于自学来说非常友好。我特别欣赏作者在章节过渡时的设计,每部分之间的逻辑衔接非常自然,让人在知识点之间跳转时不会感到突兀。比如,在前面对基本逻辑门和时序电路的介绍之后,紧接着就引出了同步和异步设计的核心区别,这种循序渐进的引导方式,极大地降低了初学者的入门难度。书中的图示部分也做得非常到位,那些逻辑图和波形图画得非常规范且直观,很多复杂的时序关系,光靠文字描述可能需要反复揣摩,但有了这些精良的配图,瞬间就能豁然开朗。总的来说,从物理感官体验到知识结构的呈现,这本书在细节上做足了功课,让人爱不释手,光是捧在手上翻阅,就已经是享受了。

☆☆☆☆☆

我过去尝试过几本关于FPGA或微控制器基础的书籍,但总觉得它们要么过于理论化,堆砌了大量的数学公式,让人望而生畏;要么就是只讲应用,却对底层硬件原理一笔带过,导致我无法真正理解为什么某个设计会失败。而这本读物给我的感觉是找到了一个绝佳的平衡点。它没有在那些深奥的数理逻辑上过多纠缠,而是巧妙地将理论知识融入到实际的设计流程之中。例如,在讲解如何构建一个状态机时,作者不是直接抛出一个Karnaugh图或真值表,而是先描绘一个具体的应用场景——比如一个简单的交通灯控制器,然后引导我们一步步地推导出状态转移图,再转化为实际的硬件描述语言(HDL)代码。这种“以用促学”的方法论,极大地激发了我动手实践的欲望。更重要的是,书中对设计中常见的“陷阱”和“误区”都有详尽的剖析,这些都是其他教材中很少提及的“软知识”,对于提高代码的健壮性和可靠性至关重要。

☆☆☆☆☆

这本书的叙事风格非常“接地气”,不像某些技术手册那样板着脸孔。作者似乎非常理解初学者的困惑点,常常用类比的方式来解释那些抽象的概念。比如,解释异步复位和同步复位在时序上的差异时,作者竟然拿排队买票和抢购限量版商品来做比喻,一下子就把那种“信号必须在时钟沿才能有效”的概念给讲明白了。这种富有人情味的表达,使得学习过程变得轻松愉快。我特别喜欢书中穿插的“工程师手记”或“历史视角”的小栏目,它们不仅补充了知识背景,比如某个关键电路的发明历程,还让我对整个数字系统设计领域产生了更深层次的兴趣,感觉自己不仅仅是在学习一门技术,而是在了解一门学科的演进。这种轻松又不失深度的文笔,是很多严肃技术书籍所欠缺的,它成功地将“枯燥”的技术学习转化成了一次有趣的探索之旅。

☆☆☆☆☆

在工具链和实际开发环境的介绍上,这本书的处理方式显得尤为务实和前沿。它并没有局限于讲解某一特定厂商的工具,而是给出了一个更宏观的视角,告诉你理解综合、布局布线这些流程背后的核心思想比死记硬背某个软件的操作按钮更重要。书中对硬件描述语言(HDL)的讲解也很有章法,它不是简单地罗列语法,而是侧重于“如何用HDL思维去思考硬件”,强调了并发性、并行性这些与软件编程思维的根本不同之处。我印象深刻的是,在讲解寄存器和锁存器的区别时,它通过一个形象的时序图演示,清晰地展示了数据在两个元件内部锁存和透传的机制,这对于我们刚从软件转向硬件描述的人来说,是至关重要的第一课。而且,它还非常前瞻性地提及了低功耗设计的一些基本原则,这在当今的嵌入式领域是越来越重要的课题,能在这本入门书中看到这些内容,着实让人感到惊喜。

☆☆☆☆☆

☆☆☆☆☆

☆☆☆☆☆

☆☆☆☆☆

☆☆☆☆☆