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出版者:西南交通大學齣版社

作者:王英

出品人:

頁數:217

译者:

出版時間:2000-8

價格:18.00元

裝幀:

isbn號碼:9787810574907

叢書系列:

圖書標籤:

• 模擬電子技術
• 電子技術
• 模擬電路
• 基礎電子學
• 電路分析
• 電子工程
• 模擬電子
• 電路原理
• 高等教育
• 教材

好的，這是一本關於《數字邏輯設計與VHDL實踐》的圖書簡介。 --- 《數字邏輯設計與VHDL實踐》 內容簡介 本書旨在為讀者提供一套全麵而深入的數字邏輯設計理論基礎，並結閤現代硬件描述語言VHDL（VHSIC Hardware Description Language）的實際應用，實現從概念到硬件的轉化。本書內容覆蓋瞭數字係統的設計流程、基本元件的特性分析以及復雜係統的高效實現方法，尤其側重於培養讀者的係統級思維和工程實踐能力。 第一部分：數字係統基礎與邏輯代數 本書首先從最基本的概念入手，係統地梳理瞭數字係統的基礎理論。我們將深入探討二進製、八進製、十六進製等不同數製的錶示與轉換，並詳細介紹邏輯代數的基本公理、定理以及布爾錶達式的化簡方法。卡諾圖（Karnaugh Map）和奎因-麥剋拉斯基（Quine-McCluskey）方法作為核心的組閤邏輯化簡工具，將在書中得到詳盡的講解和大量的實例演示。 接著，我們將引入實際的邏輯門電路，包括TTL和CMOS係列器件的工作原理、主要參數和使用注意事項。讀者將學習如何使用標準邏輯IC芯片搭建簡單的組閤邏輯電路，如加法器、譯碼器、多路復用器等。重點在於理解這些基本構建塊如何組閤成更復雜的運算單元。 第二部分：時序邏輯電路與狀態機設計 在掌握瞭組閤邏輯的基礎上，本書將轉嚮時序邏輯電路的分析與設計。觸發器（Flip-Flops）——包括SR、D、JK和T型觸發器——作為時序係統的基本記憶單元，其工作特性、激勵錶和狀態圖將進行細緻的剖析。 同步邏輯電路的設計是本書的重點之一。我們將詳細介紹同步時序係統的設計步驟，包括狀態圖的繪製、狀態編碼（如格雷碼編碼、獨熱編碼）以及反饋邏輯的推導。各種類型的計數器（如異步計數器、同步計數器、環形計數器）和寄存器（如移位寄存器）的設計與應用案例將被全麵覆蓋。通過對有限狀態機（FSM）設計方法的深入探討，讀者將能夠獨立完成復雜的序列檢測器、控製器等係統設計任務。 第三部分：可編程邏輯器件（PLD）與VHDL語言入門 隨著集成電路技術的發展，通用器件已逐漸被可編程邏輯器件（PLD）所取代。本書將介紹CPLD（復雜可編程邏輯器件）和FPGA（現場可編程門陣列）的基本結構、配置原理以及它們在數字係統實現中的優勢。 隨後，本書將引入硬件描述語言VHDL。我們將從VHDL的基本語法結構開始，詳細講解數據類型、運算符、結構化語句以及並發與順序執行的概念。設計流程中的層次化描述方法（行為級、寄存器傳輸級、門級）將被係統地闡述。 第四部分：VHDL建模與綜閤實踐 在掌握基礎語法後，本書將聚焦於利用VHDL進行高效的係統建模。我們將演示如何使用VHDL描述組閤邏輯和時序邏輯，特彆是如何利用`process`語句、信號賦值和時鍾驅動來精確控製電路的時序行為。 本書的特色在於對係統級抽象的強調。我們將教授讀者如何使用VHDL構建模塊化的、可重用的設計結構。例如，如何用VHDL描述一個完整的算術邏輯單元（ALU），如何實現一個同步FIFO（先進先齣）緩衝器，以及如何設計一個微處理器控製器原型。 針對綜閤和實現階段，本書將深入講解綜閤約束（Synthesis Constraints）的設置，如時鍾定義、輸入輸齣延遲設置等，這些是確保設計滿足速度和時序要求的關鍵步驟。讀者將學習如何分析綜閤後的網錶（Netlist）和時序報告，識彆潛在的設計瓶頸。 第五部分：高級主題與現代數字設計方法 最後，本書將觸及一些更貼近現代數字設計前沿的議題。我們將探討有限狀態機的設計優化技巧，如狀態壓縮和流水綫化設計，以提升係統性能。此外，還將介紹常見的總綫結構（如並行總綫、簡單串行通信協議）的VHDL實現方法，使讀者對嵌入式係統中的數字接口設計有一個初步的認識。 本書通過大量的代碼示例、詳細的仿真波形分析和工程實踐案例，確保讀者不僅理解理論，更能熟練運用VHDL工具鏈來設計、驗證和實現復雜的數字電路。本書適閤高等院校電子信息工程、計算機科學與技術等專業的學生，以及從事ASIC/FPGA設計和驗證的工程技術人員作為參考教材或實踐指南。 ---

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這本書的排版和用詞風格非常獨特，它仿佛擁有一種魔力，能將原本枯燥的數學推導變得引人入勝。我注意到，作者在引入新的概念時，總是先從一個實際生活中的應用場景或一個工程挑戰齣發，讓讀者立刻明白“我為什麼要學這個”。這種“需求驅動”的學習路徑，極大地激發瞭我的學習興趣。例如，當講解到雙極性晶體管的跨導特性時，作者沒有直接拋齣復雜的方程，而是通過對比場效應管的工作機製，巧妙地解釋瞭兩者在電流控製和電壓控製上的本質區彆，使我對器件的理解不再是孤立的知識點，而是一個相互關聯的技術體係。這本書的語言是如此的流暢和精確，幾乎沒有晦澀難懂的術語堆砌，即便是初次接觸模擬電路的讀者，也能在清晰的邏輯引導下，逐步建立起自己的知識大廈。讀起來完全沒有負擔，更像是在閱讀一本高質量的技術專著，而非應試教材。

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我必須指齣，這本書在對“極限”和“邊界條件”的探討上，展現齣瞭非同一般的洞察力。很多其他書籍隻告訴你電路“應該”如何工作，但這本書卻深入挖掘瞭電路在“不應該”工作時的錶現。它用非常細緻的筆墨描繪瞭當工作點偏離最佳區域時，信號會如何失真、參數會如何漂移。這種對係統魯棒性和可靠性的關注，是這本書最讓我感到驚喜的部分。例如，在處理溫度漂移和元件老化對精密放大電路的影響時，作者給齣的補償和校準方案非常具有實操性，而不是停留在理論推導的象牙塔中。它教你如何設計一個“健壯”的係統，而不是一個僅僅在理想條件下工作的係統。這種“工程師的智慧”被巧妙地融入瞭每一個章節，使得這本書的價值遠超齣瞭單純的理論參考書範疇，更像是一本實戰經驗的總結和提煉。

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老實說，我一開始抱著懷疑的態度拿起這本書的，畢竟市麵上關於電子技術的書籍浩如煙海，大多數都停留在理論介紹的層麵，缺乏實際操作的指導性。然而，這本書徹底顛覆瞭我的看法。它的齣色之處在於，它將理論與實踐的距離縮短到瞭極緻。書中每一個重要的電路拓撲，比如運算放大器的各種經典應用（積分、微分、有源濾波器等），都配有詳細的仿真結果截圖和實測數據的對比分析。這種嚴謹的態度讓我非常欣賞。更難得的是，作者沒有迴避那些“臭名昭著”的非綫性效應和寄生參數帶來的實際問題，而是直接將其納入分析框架，教我們如何用工程的眼光去權衡和優化設計。我尤其喜歡它在處理噪聲抑製和電源去耦設計上的章節，這些往往是教科書裏一筆帶過的內容，但在實際産品開發中卻是決定成敗的關鍵。這本書的深度，足以讓一個初級工程師快速成長為能獨立解決復雜問題的中堅力量，它教給我的不是公式的記憶，而是解決問題的思維模型和方法論。

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如果用一個詞來形容閱讀這本書的感受，那就是“酣暢淋灕”。對我個人而言，這本書最大的貢獻在於它徹底打通瞭我對“綫性化”和“非綫性”電路的認知壁壘。在很長一段時間裏，我總是在綫性近似和真實世界的非綫性之間搖擺不定，無法做齣清晰的設計判斷。但這本書係統地闡述瞭如何識彆電路中的非綫性源，如何通過反饋機製將其“馴服”，以及何時必須接受並利用非綫性特性。書中的自洽性分析，特彆是對反饋網絡的穩定性分析，深入到瞭令人震撼的程度，涉及到瞭根軌跡和Nyquist判據的實際工程應用，而非僅僅是公式的羅列。它不僅教會瞭我“如何設計”，更重要的是，教會瞭我“為什麼這樣設計是對的，而那樣設計是錯的”。讀完之後，我感覺自己對信號完整性和失真控製有瞭全新的視角，這對於我後續進行高性能模擬前端設計工作，無疑是具有決定性意義的提升。

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這本書的封麵設計得非常引人注目，那種深沉的藍色調和簡潔的字體搭配，立刻讓人感受到一股嚴謹而專業的學術氣息。我翻開第一頁，就被作者深入淺齣的講解方式所摺服。他對基本概念的闡述，比如晶體管的物理結構和工作原理，絕非那種乾巴巴的教科書式描述，而是像一位經驗豐富的導師在耳邊細語，用你能理解的比喻和清晰的邏輯，將復雜的半導體物理學粘閤得天衣無縫。尤其是在介紹放大電路時，書中的波特圖分析部分，簡直是點睛之筆。我過去總是對頻率響應的計算感到頭疼，但這本書通過大量的實例和清晰的圖示，讓我對帶寬、增益和相位裕度的理解達到瞭一個前所未有的高度。我甚至能想象齣那些電子元件在不同工作狀態下的微觀粒子運動。這本書的結構安排也十分閤理，從基礎的元器件到復雜的反饋網絡，層層遞進，絕不留給讀者任何“似懂非懂”的空隙。讀完它，我感覺自己像是攀登瞭一座技術高峰，視野豁然開朗，對整個電子世界的運行機製有瞭更宏觀的把握。它不僅僅是一本工具書，更像是一扇通往更高階電子學殿堂的入門鑰匙，推薦給所有想真正掌握電路“內功心法”的工程師和學生。

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