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出版者:电子科技大学出版社

作者:张明

出品人:

页数:213

译者:

出版时间:1999-11

价格:18.00元

装帧:

isbn号码:9787810652896

丛书系列:

图书标签:

• Verilog HDL
• 硬件描述语言
• 数字电路
• FPGA
• Verilog教程
• 电子工程
• 集成电路
• 设计
• 验证
• EDA工具

《数字逻辑设计与Verilog应用》 本书旨在为读者提供一个全面、深入的数字逻辑设计学习体验，特别侧重于Verilog硬件描述语言在现代集成电路设计中的实际应用。我们不追求对Verilog语法点进行的孤立讲解，而是将语言的掌握与数字系统设计方法论紧密结合，引导读者从概念到实践，逐步构建起扎实的数字逻辑设计能力。 核心内容概述： 本书的编排遵循由浅入深、循序渐进的原则，力求让每一位读者都能在最短的时间内掌握数字逻辑设计的核心概念，并能熟练运用Verilog语言进行电路描述、仿真和综合。 第一部分：数字逻辑基础回顾与Verilog入门 二进制数与逻辑门： 简要回顾二进制数系统、逻辑运算（AND, OR, NOT, XOR等）以及它们在数字电路中的基本应用。 组合逻辑电路设计： 详细介绍编码器、译码器、多路选择器、加法器、减法器等典型组合逻辑电路的设计原理，并展示如何使用Verilog描述这些电路。我们将重点讲解如何通过布尔表达式、真值表和状态图等方式来定义组合逻辑行为。 时序逻辑电路基础： 引入触发器（D触发器、JK触发器、T触发器）和寄存器的概念，解释时序逻辑电路的时钟信号、状态和时序约束的重要性。 Verilog HDL简介： 介绍Verilog HDL的基本语法结构，包括模块（module）、端口（port）、赋值语句（assign, always）、数据类型（reg, wire）等。通过简单的逻辑门实例，快速让读者熟悉Verilog代码的书写。 Verilog中的行为级建模： 深入讲解`always`块的使用，特别是`always @(posedge clk or negedge reset)`结构，这是描述同步时序逻辑的关键。我们会讲解不同类型的`always`块（组合逻辑`always`块和时序逻辑`always`块）的异同及其适用场景。 第二部分：Verilog建模与时序逻辑设计进阶 状态机（FSM）设计： 详细介绍有限状态机（FSM）的概念，包括Mealy型和Moore型状态机的区别与联系。通过图示和具体实例，演示如何设计和验证一个简单的状态机，如交通灯控制器、串行数据检测器等。 Verilog中的建模风格： 探讨数据流建模、行为级建模和结构化建模的优缺点，以及在不同设计场景下如何选择合适的建模方式。 寄存器传输级（RTL）设计： 重点讲解如何使用Verilog进行RTL设计，包括移位寄存器、计数器（同步计数器、异步计数器）、移位寄存器序列发生器等。我们将强调可综合性（synthesizability）的原则，即编写能够被综合工具转化为硬件电路的代码。 同步时序电路的时序分析： 介绍时钟周期、建立时间（setup time）、保持时间（hold time）等关键时序参数，并说明这些参数对电路稳定运行的影响。 Verilog中的参数化设计： 学习如何使用`parameter`关键字实现代码的可重用性和灵活性，例如设计一个可配置位宽的加法器或计数器。 第三部分：高级数字逻辑设计与Verilog应用实践 存储器接口设计： 讲解RAM（Random Access Memory）和ROM（Read Only Memory）的基本工作原理，以及如何使用Verilog描述对这些存储器的读写操作。 流水线（Pipeline）设计： 介绍流水线技术在提高电路吞吐量方面的作用，并演示如何通过Verilog实现一个简单的流水线结构。 算法级建模与DSP设计基础： 探讨如何使用Verilog描述数字信号处理（DSP）中的基本算法，如FIR滤波器、IIR滤波器等，并分析其硬件实现时的资源和性能考量。 FPGA/ASIC设计流程概述： 简要介绍从Verilog代码到最终硬件实现（FPGA配置或ASIC制造）的整个流程，包括仿真（simulation）、综合（synthesis）、布局布线（place and route）以及时序检查（timing verification）等关键阶段。 测试平台（Testbench）设计： 讲解如何编写有效的Verilog测试平台来验证设计的正确性。内容包括激励信号的生成、变量的监控、结果的比较以及错误信息的输出。我们将提供设计高效、可读性强的测试平台的最佳实践。 常用IP核的应用： 介绍一些在实际设计中常用的IP核（Intellectual Property core），如AXI总线接口、PLL（Phase-Locked Loop）等，以及如何在Verilog设计中调用和集成这些IP核。 本书特色： 案例驱动： 全书围绕一系列精心设计的、具有代表性的数字逻辑电路实例展开，让读者在解决实际问题的过程中学习Verilog。 强调可综合性： 贯穿始终的重点是编写可综合的Verilog代码，帮助读者避免陷入那些虽然在仿真器中表现良好，但无法转化为实际硬件的设计陷阱。 实践导向： 结合了大量的代码示例和详尽的讲解，旨在培养读者独立完成数字逻辑设计项目的能力。 系统性强： 不仅局限于Verilog语法，更注重数字逻辑设计的整体思路和方法论，为读者构建一个完整的知识体系。 通过学习《数字逻辑设计与Verilog应用》，您将不仅掌握一种强大的硬件描述语言，更能深刻理解数字系统的工作原理，为将来从事集成电路设计、嵌入式系统开发、FPGA应用等相关工作打下坚实的基础。

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我是一名有一定Verilog基础的工程师，之前主要依赖于零散的资料和项目经验来学习，总感觉体系不够完整。这本书的出现，恰好填补了我在这方面的空白。它对于Verilog高级特性的阐述，比如参数化模块、生成语句（generate statements）、任务（tasks）和函数（functions）的应用，以及有限状态机（FSM）的设计模式，都做得非常出色。作者并没有简单地罗列语法，而是深入剖析了这些高级特性在实际设计中的优势和应用场景，比如如何通过参数化提高代码的可重用性和灵活性，如何用generate语句优雅地处理循环实例化，以及如何结构化地设计复杂的状态机。最让我印象深刻的是关于时序设计的讨论，它详细讲解了时钟域交叉（clock domain crossing）的处理方法和潜在风险，以及如何进行静态时序分析（STA）的初步解读，这些都是保证大型FPGA项目成功的关键。书中的案例分析也很有代表性，涵盖了数据通路设计、控制逻辑设计等多个方面，让我看到了如何将各种Verilog特性融会贯通，构建出高效、可靠的数字系统。这本书让我对Verilog的理解上升到了一个新的高度，也让我对自己的设计能力更有信心。

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对于想要深入了解FPGA设计流程的同学来说，这本书绝对是一本不可多得的宝藏。它不仅仅是关于Verilog语言本身，更是将Verilog的学习融入到了整个数字逻辑设计和FPGA实现的过程中。从前端设计（RTL设计）的规范化，到综合（synthesis）的基本原理，再到布局布线（place and route）和时序约束（timing constraints）的重要性，作者都做了清晰的梳理。让我惊喜的是，它还介绍了如何编写良好的测试平台（testbench），如何进行功能仿真和时序仿真，以及如何理解和处理仿真报告中的关键信息。书中的一些章节，例如关于编写可综合Verilog（synthesizable Verilog）的原则和常见陷阱，对我的帮助尤其大，让我避免了很多在实际项目开发中可能遇到的问题。它还提到了关于功耗和面积优化的初步概念，虽然没有深入探讨，但已经为我打开了新的思路。这本书的价值在于它提供了一个完整的视角，让我明白Verilog代码不仅仅是功能的描述，更是通往最终硬件实现的桥梁，并且在这个过程中，我们需要考虑很多实际的工程因素。

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这本书简直是为我这种初学者量身定做的！刚拿到手的时候，我还担心会不会太理论化，难以理解，结果证明我的担忧完全是多余的。从最基础的概念讲起，比如什么是HDL，为什么需要它，到Verilog的基本语法，就像手把手教你写代码一样。书中的例子非常贴切，每一个小小的代码片段都解释得明明白白，让我知道为什么这么写，以及这样写能达到什么效果。而且，它并没有止步于简单的语法讲解，很快就深入到了组合逻辑和时序逻辑的设计，这对我来说是关键的突破。我以前总是在理论上卡壳，不知道如何将逻辑框图转化为实际的Verilog代码，这本书通过大量的实例，比如多路选择器、加法器、寄存器等等，循序渐进地展示了设计思路和代码实现，让我茅塞顿开。更重要的是，它还涉及了仿真和时序分析这些实际应用中必不可少的环节，并且讲解得很透彻，让我明白了如何验证自己的设计是否正确，以及如何优化性能。读这本书的时候，我感觉自己不再是孤军奋战，而是有一个经验丰富的老师在旁边耐心指导，学习的效率和乐趣都大大提升了。

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这本书的排版和插图也相当用心，每一个重要的概念都有对应的示意图，帮助我直观地理解。例如，在讲解逻辑门和基本电路时，书中的电路图清晰明了，让我能快速识别各个组件的功能。对于更复杂的时序图和状态转移图，插图也设计得非常直观，能够有效地辅助理解。此外，书中的代码示例都经过了精心的选择和优化，不仅能运行，而且具有一定的代表性，能够展示Verilog在不同场景下的应用。我注意到，书中的很多例子都考虑到了实际应用的细节，例如端口的命名规范、信号的复位机制等，这对于初学者养成良好的编码习惯非常有帮助。它还为我们提供了一些可以进一步学习的资源和方向，让我知道在掌握了这本书的内容后，还可以去探索哪些更深入的领域。总的来说，这本书在内容的深度和广度上都做得很好，同时在形式上也力求做到最佳，让我能够更轻松、更有效地进行学习。

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不得不说，这本书的叙述风格非常独特，它不像很多技术书籍那样枯燥乏味，而是带着一种探索的乐趣。作者善于用类比和生动形象的语言来解释抽象的概念，比如在讲解时序逻辑时，他会把寄存器比作一个“记忆盒”，把时钟信号比作“发令员”，这种方式让我一下子就抓住了核心。而且，书中的每一个章节都设置了“思考题”或者“实践练习”，这不仅仅是让我们巩固知识，更是在引导我们主动思考，去尝试解决问题。我特别喜欢的是，它没有回避Verilog中一些容易混淆的地方，比如阻塞赋值（blocking assignment）和非阻塞赋值（non-blocking assignment）的区别，以及仿真时序和实际硬件时序的差异，并且给出了清晰的解释和避免错误的方法。书中的错误排查和调试技巧部分也相当实用，让我不再害怕代码中的bug，而是能更有效地找到并解决它们。读这本书的过程，与其说是学习，不如说是一场与Verilog的精彩对话，让我对它的理解更加深刻，也更加充满兴趣。

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