具体描述
《国外电子与通信教材系列：Verilog HDL高级数字设计（第2版）》依据数字集成电路系统工程开发的要求与特点，利用Verilog HDL对数字系统进行建模、设计与验证，对ASIC/FPGA系统芯片工程设计开发的关键技术与流程进行了深入讲解，内容包括：集成电路芯片系统的建模、电路结构权衡、流水线技术、多核微处理器、功能验证、时序分析、测试平台、故障模拟、可测性设计、逻辑综合、后综合验证等集成电路系统的前后端工程设计与实现中的关键技术及设计案例。书中以大量设计实例叙述了集成电路系统工程开发须遵循的原则、基本方法、实用技术、设计经验与技巧。
作者简介
科罗拉多大学电气与计算机工程系教授。研究方向包括通过硬件描述语言进行数字系统的建模、综合与验证、系统级设计语言和fpga嵌入式系统。其著作还有digital design，fourth edition(其翻译版和影印版均由电子工业出版社出版)。作者曾在惠普、福特微电子和prisma等公司进行vlsi电路设计的研发工作，在数字系统和嵌入式系统研究、设计等领域有丰富的研发和教学经历。
目录信息
1．1 设计方法简介
1．1．1 设计规格
1．1．2 设计划分
1．1．3 设计输入
1．1．4 仿真与功能验证
1．1．5 设计整合与验证
1．1．6 预综合完成
1．1．7 门级综合与工艺映射
1．1．8 后综合设计确认
1．1．9 后综合时序验证
1．1．10 测试生成与故障模拟
1．1．11 布局与布线
1．1．12 物理和电气设计规则检查
1．1．13 提取寄生参量
1．1．14 设计完成
1．2 IC工艺选择
1．3 后续内容概览
参考文献
第2章 组合逻辑设计回顾
2．1 组合逻辑与布尔代数
2．1．1 ASIC库单元
2．1．2 布尔代数
2．1．3 狄摩根定律
2．2 布尔代数化简定理
2．3 组合逻辑的表示
2．3．1 积之和表示法
2．3．2 和之积表示法
2．4 布尔表达式的化简
2．4．1 异或表达式的化简
2．4．2 卡诺图（积之和形式）
2．4．3 卡诺图（和之积形式）
2．4．4 卡诺图与任意项
2．4．5 扩展的卡诺图
2．5 毛刺与冒险
2．5．1 静态冒险的消除（积之和形式）
2．5．2 消除两级电路静态冒险的小结
2．5．3 多级电路中的静态冒险
2．5．4 消除多级电路静态冒险的小结
2．5．5 动态冒险
2．6 逻辑设计模块
2．6．1 与非或非结构
2．6．2 多路复用器
2．6．3 多路解复用器
2．6．4 编码器
2．6．5 优先编码器
2．6．6 译码器
2．6．7 优先译码器
参考文献
习题
第3章 时序逻辑设计基础
3．1 存储元件
3．1．1 锁存器
3．1．2 透明锁存器
3．2 触发器
3．2．1 D触发器
3．2．2 主从触发器
3．2．3 J-K触发器
3．2．4 T触发器
3．3 总线与三态器件
3．4 时序机设计
3．5 状态转移图
3．6 设计举例： BCD码到余3码的转换器
3．7 数据传输的串行线码转换器
3．7．1 设计举例： 用Mealy型FSM实现串行线性码转换
3．7．2 设计举例： 用Moore型FSM实现串行线码转换
3．8 状态化简与等价状态
参考文献
习题
第4章 Verilog逻辑设计介绍
4．1 组合逻辑的结构化模型
4．1．1 Verilog原语和设计封装
4．1．2 Verilog结构化模型
4．1．3 模块端口
4．1．4 语言规则
4．1．5 自顶向下的设计和模块嵌套
4．1．6 设计层次和源代码结构
4．1．7 Verilog矢量
4．1．8 结构化连接
4．2 逻辑系统设计验证及测试方法
4．2．1 Verilog中的四值逻辑和信号解析
4．2．2 测试方法
4．2．3 测试平台的信号发生器
4．2．4 事件驱动仿真
4．2．5 测试模板
4．2．6 定长数
4．3 传播延时
4．3．1 惯性延时
4．3．2 传输延时
4．4 组合与时序逻辑的Verilog真值表模型
参考文献
习题
第5章 用组合与时序逻辑的行为级模型进行逻辑设计
5．1 行为建模
5．2 行为级建模的数据类型的简要介绍
5．3 基于布尔方程的组合逻辑行为级模型
5．4 传播延时与连续赋值
5．5 Verilog中的锁存器和电平敏感电路
5．6 触发器和锁存器的周期性行为模型
5．7 周期性行为和边沿检测
5．8 行为建模方式的比较
5．8．1 连续赋值模型
5．8．2 数据流/寄存器传输级模型
5．8．3 基于算法的模型
5．8．4 端口名称： 风格问题
5．8．5 用行为级模型仿真
5．9 多路复用器、 编码器和译码器的行为模型
5．10 线性反馈移位寄存器的数据流模型
5．11 用循环算法的数字机模型
5．11．1 IP（知识产权）的复用和参数化模型
5．11．2 时钟发生器
5．12 多循环操作状态机
5．13 设计文件中的函数和任务： 是精明还是愚蠢?
5．13．1 任务
5．13．2 函数
5．14 行为建模的算法状态机图
5．15 ASMD图
5．16 计数器、 移位寄存器和寄存器组的行为级模型
5．16．1 计数器
5．16．2 移位寄存器
5．16．3 寄存器组和寄存器（存储器）阵列
5．17 用于异步信号的去抖动开关、 亚稳定性和同步装置
5．18 设计实例： 键盘扫描器和编码器
参考文献
习题
第6章 组合逻辑与时序逻辑的综合
6．1 综合简介
6．1．1 逻辑综合
6．1．2 RTL综合
6．1．3 高级综合
6．2 组合逻辑的综合
6．2．1 优先级结构的综合
6．2．2 利用逻辑无关紧要条件
6．2．3 ASIC单元与资源共享
6．3 带锁存器的时序逻辑综合
6．3．1 锁存器的无意综合
6．3．2 锁存器的有意综合
6．4 三态器件和总线接口的综合
6．5 带有触发器的时序逻辑综合
6．6 显式状态机的综合
6．6．1 BCD码/余3码转换器的综合
6．6．2 设计举例： Mealy型NRZ码/Manchester线性码转换器的综合
6．6．3 设计举例： Moore型NRZ码/Manchester线性码转换器的综合
6．6．4 设计举例： 序列检测器的综合
6．7 寄存器逻辑
6．8 状态编码
6．9 隐式状态机、 寄存器和计数器的综合
6．9．1 隐式状态机
6．9．2 计数器综合
6．9．3 寄存器综合
6．10 复位
6．11 门控时钟与时钟使能的综合
6．12 预测综合结果
6．12．1 数据类型综合
6．12．2 运算符分组
6．12．3 表达式替代
6．13 循环的综合
6．13．1 不带内嵌定时控制的静态循环
6．13．2 带内嵌定时控制的静态循环
6．13．3 不带内嵌定时控制的非静态循环
6．13．4 带内嵌定时控制的非静态循环
6．13．5 用状态机替代不可综合的循环
6．14 要避免的设计陷阱
6．15 分割与合并： 设计划分
参考文献
习题
第7章 数据通路控制器的设计与综合
7．1 时序状态机的划分
7．2 设计实例： 二进制计数器
7．3 RISC存储程序机的设计与综合
7．3．1 RISC SPM： 处理器
7．3．2 RISC SPM： ALU
7．3．3 RISC SPM： 控制器
7．3．4 RISC SPM： 指令集
7．3．5 RISC SPM： 控制器设计
7．3．6 RISC SPM： 程序执行
7．4 设计实例： UART
7．4．1 UART的操作
7．4．2 UART发送器
7．4．3 UART接收器
参考文献
习题
第8章 可编程逻辑及存储器件
8．1 可编程逻辑器件
8．2 存储器件
8．2．1 只读存储器
8．2．2 可编程ROM（PROM）
8．2．3 可擦除ROM
8．2．4 基于ROM的组合逻辑实现
8．2．5 用于ROM的Verilog系统任务
8．2．6 ROM的比较
8．2．7 基于ROM的状态机
8．2．8 闪存
8．2．9 静态随机存储器（SRAM）
8．2．10 铁电非易失性存储器
8．3 可编程逻辑阵列（PLA）
8．3．1 PLA最小化
8．3．2 PLA建模
8．4 可编程阵列逻辑（PAL）
8．5 PLD的可编程性
8．6 复杂可编程逻辑器件
8．7 现场可编程门阵列
8．7．1 FPGA在ASIC市场中的角色
8．7．2 FPGA技术
8．7．3 Xilinx公司Virtex系列FPGA
8．8 片上系统（SoC）的嵌入式可编程IP核
8．9 基于Verilog的FPGA设计流程
8．10 FPGA综合
参考文献
相关网站
习题及基于FPGA的设计训练
第9章 数字处理器的算法和架构
9．1 算法、 循环嵌套程序和数据流图
9．2 设计实例： 半色调像素图像转换器
9．2．1 半色调像素图像转换器的原型设计
9．2．2 基于NLP的半色调像素图像转换器结构
9．2．3 半色调像素图像转换器的最小并行处理器结构
9．2．4 半色调像素图像转换器： 设计权衡
9．2．5 带反馈数据流图的结构
9．3 数字滤波器和信号处理器
9．3．1 FIR滤波器
9．3．2 数字滤波器设计过程
9．3．3 IIR滤波器
9．4 构建信号处理器的基本运算单元模型
9．4．1 积分器（累加器）
9．4．2 微分器
9．4．3 抽样和插值滤波器
9．5 流水线结构
9．5．1 设计实例： 流水线型加法器
9．5．2 设计实例： 流水线型FIR滤波器
9．6 环形缓冲器
9．7 异步FIFO――跨越时钟域的同步问题
9．7．1 简化异步FIFO
9．7．2 异步FIFO的时钟同步
参考文献
习题
第10章 算术处理器架构
10．1 数的表示方法
10．1．1 负整数的原码表示
10．1．2 负整数的反码表示方法
10．1．3 正数和负数的补码表示方法
10．1．4 小数的表示
10．2 加减法功能单元
10．2．1 行波进位加法器
10．2．2 超前进位加法器
10．2．3 上溢出和下溢出
10．3 乘法运算功能单元
10．3．1 组合（并行）二进制乘法器
10．3．2 时序二进制乘法器
10．3．3 时序乘法器设计： 层次化分解
10．3．4 基于STG的控制器设计
10．3．5 基于STG的高效二进制时序乘法器
10．3．6 基于ASMD的时序二进制乘法器
10．3．7 基于ASMD的高效二进制时序乘法器
10．3．8 基于ASMD数据通路和控制器设计的总结
10．3．9 精简寄存器时序乘法器
10．3．10 隐式状态机二进制乘法器
10．3．11 Booth算法时序乘法器
10．3．12 比特对编码
10．4 有符号二进制数乘法
10．4．1 有符号数的乘积： 被乘数为负， 乘数为正
10．4．2 有符号数的乘积： 被乘数为正， 乘数为负
10．4．3 有符号数的乘积： 被乘数、 乘数均为负
10．5 小数乘法
10．5．1 有符号小数： 被乘数、 乘数均为正
10．5．2 有符号小数： 被乘数为负， 乘数为正
10．5．3 有符号小数： 被乘数为正， 乘数为负
10．5．4 有符号小数： 被乘数、 乘数均为负
10．6 除法功能单元
10．6．1 无符号二进制数的除法
10．6．2 无符号二进制数的高效除法
10．6．3 精简寄存器时序除法器
10．6．4 有符号二进制数（补码）的除法
10．6．5 带符号的计算
参考文献
习题
第11章 后综合设计任务
11．1 后综合设计验证
11．2 后综合时序验证
11．2．1 静态时序分析
11．2．2 时序规范
11．2．3 影响时序的因素
11．3 ASIC中时序违约的消除
11．4 虚假路径
11．5 用于时序验证的系统任务
11．5．1 时序检查： 建立时间条件
11．5．2 时序检查： 保持时间约束
11．5．3 时序检查： 建立时间和保持时间约束
11．5．4 时钟检查： 脉冲宽度约束
11．5．5 时序检查： 信号偏移约束
11．5．6 时序检查： 时钟周期
11．5．7 时序检查： 恢复时间
11．6 故障模拟及制造测试
11．6．1 电路缺陷和故障
11．6．2 故障检测与测试
11．6．3 D标记法
11．6．4 组合电路的自动测试模板生成
11．6．5 故障覆盖和缺陷级别
11．6．6 时序电路的测试生成
11．7 故障模拟
11．7．1 故障解析
11．7．2 串行故障模拟
11．7．3 并行故障模拟
11．7．4 并发性故障模拟
11．7．5 概率性故障模拟
11．8 JTAG端口和可测性设计
11．8．1 边界扫描和JTAG端口
11．8．2 JTGA操作模式
11．8．3 JTAG寄存器
11．8．4 JTAG指令
11．8．5 TAP结构
11．8．6 TAP控制器状态机
11．8．7 设计实例： JTAG测试
11．8．8 设计实例： 内建自测试
参考文献
习题
附录A Verilog原语
附录B Verilog关键词
附录C Verilog数据类型
附录D Verilog运算符
附录E Verilog语言形式化语法(I)
附录F Verilog语言形式化语法(II)
附录G Verilog语言的附加特性
附录H 触发器和锁存器类型
附录I Verilog 2001， 2005
附录J 编程语言接口
附录K 相关网站
中英文术语对照表
· · · · · · (收起)
读后感
用户评价
这本书的出现，简直是我在数字设计领域探索之旅中的一座灯塔，虽然我目前还未深入研读，但仅仅是翻阅目录和章节介绍，就足以让我感受到其中蕴含的深厚功力。我一直对Verilog HDL的精髓之处充满好奇，特别是那些能够将理论转化为实践，并能优化性能、节省资源的高级技巧。书中提到的“参数化设计”、“面向对象的设计方法”、“高级状态机建模”以及“时序分析与约束”等章节，无不点燃了我学习的激情。我预感，这本书不会像市面上许多泛泛而谈的教材一样，仅仅停留在基础语法层面，而是会深入讲解背后的设计理念和工程实践。我特别期待书中关于“验证与调试策略”的部分，这部分往往是新手最容易遇到的瓶颈，如果能有系统性的指导，将极大提升我的开发效率。此外，对于“FPGA实现中的高级主题”，比如“并行处理”、“流水线设计”和“片上网络（NoC）”等概念的探讨，更是让我看到了这本书的格局之大，它似乎已经触及了现代数字系统设计的核心挑战。我迫不及待地想要潜心钻研，将书中的知识融会贯通，运用到我正在进行的实际项目中，希望能从中获得突破性的进展。这本书，注定将是我未来数字设计学习道路上不可或缺的重要参考。
我是一名刚刚接触数字IC设计领域的初学者，对于Verilog HDL的一切都充满着好奇。在学习了基础语法之后，我发现自己对如何编写出“好”的代码感到迷茫。我了解到，Verilog HDL的高级应用，对于一名合格的数字IC工程师来说至关重要。这本书的出现，正好填补了我知识上的空白。我注意到目录中有“层次化设计原则”、“总线接口设计”、“低功耗Verilog设计”等章节，这些都是我希望能够深入了解的内容。特别是“总线接口设计”，在实际的SOC系统中，各种总线接口的交互是核心，如果能掌握这部分的Verilog设计精髓，将极大地提升我的能力。此外，“低功耗Verilog设计”也是我非常感兴趣的领域，如何通过Verilog代码的优化来实现低功耗，这对我来说是一个全新的挑战，我期待在这本书中找到答案。
我是一名电子技术爱好者，虽然不是科班出身，但对数字逻辑设计有着极大的热情。我通过自学掌握了Verilog的基础语法，但常常感到自己在将想法转化为实际电路时，会遇到很多技术上的障碍，特别是当我想实现一些更复杂的逻辑功能时。这本书的出现，给了我继续深入学习的动力。我看到目录中有“高级状态机建模”、“数据路径与控制路径设计”、“片上调试技术”等内容，这些都是我之前在学习过程中，遇到的比较难以理解和掌握的部分。我希望能通过这本书，系统地学习如何设计出更健壮、更高效的状态机，如何清晰地划分和实现数据路径与控制路径，以及如何在实际的FPGA开发中进行有效的调试。这本书的语言风格，我预感会比较通俗易懂，而且会有大量的图示和实例，这将大大降低我学习的难度，让我能够更好地理解和掌握这些高级的数字设计概念。
我最近刚拿到这本《Verilog HDL高级数字设计（第二版）》，虽然我是一名有着多年数字电路设计经验的工程师，但每一次阅读新书，总能让我收获颇丰，而这本书，从目录来看，就充满了“干货”。我深知，随着技术的发展，数字设计的复杂度不断攀升，对于工程师的要求也越来越高。基础的Verilog语法固然重要，但真正决定设计成败的，往往是那些高级的设计理念和实现技巧。书中提到的“动态内存分配与管理”、“高级验证技术”、“系统级设计方法”等，都让我眼前一亮。特别是“动态内存分配与管理”，这在Verilog中可能不是一个常规的概念，但如果书中能够提供一些巧妙的实现方法，将有助于解决一些在复杂算法实现中遇到的内存限制问题。此外，“系统级设计方法”的引入，也预示着这本书不仅仅局限于RTL设计，而是将眼光放到了更高的层面，关注整个数字系统的架构和优化，这对于我来说，是非常宝贵的视野扩展。
作为一名在嵌入式系统开发领域工作多年的工程师，虽然我的主要工作是软件开发，但近年来，随着FPGA在嵌入式系统中的应用越来越广泛，我对硬件设计，特别是Verilog HDL，产生了浓厚的兴趣。我了解到，许多高性能的嵌入式系统，都需要通过FPGA来实现一些硬件加速或者定制化的功能。我希望通过这本书，能够系统地学习Verilog HDL的高级技巧，以便于我能够更好地理解和参与到FPGA相关的项目中。我特别关注到书中关于“IP核的开发与集成”、“时序收敛策略”、“可重用IP设计”等章节。我希望能通过学习，掌握如何自己开发可重用的IP核，以及如何将现有的IP核有效地集成到我的设计中。这不仅能提升我的技术能力，也能为我未来的职业发展提供更多的可能性。这本书，在我看来，是连接软件与硬件之间的桥梁。
作为一名数字信号处理（DSP）方向的研究生，我对Verilog HDL的应用有着很高的要求，尤其是在实现复杂的算法时，性能和效率至关重要。市面上很多Verilog书籍都侧重于硬件描述语言本身，而这本书的出现，让我看到了一个更广阔的视角。我看到目录中有“DSP算法的Verilog实现”、“高效的FIR/IIR滤波器设计”、“FFT算法的硬件加速”等章节，这简直是为我量身定做的。我一直苦于如何将我正在研究的DSP算法，高效地转化为Verilog代码，并优化其在FPGA上的性能。这本书似乎能提供具体的指导和实用的技巧，帮助我突破瓶颈。我尤其期待书中关于“DSP算法的Verilog实现”的讲解，它会如何引导我去考虑算法的并行性、流水线化以及资源的分配，这些都是我非常关心的。这本书不仅仅是关于Verilog语言本身，更是关于如何运用Verilog去解决实际的工程问题，这对我来说，价值非凡。
这本书在我书架上占了一个显眼的位置，虽然我还没来得及开始细读，但从其引人注目的书名和章节划分，我就能预感到它将为我打开一扇新的大门。我一直对Verilog HDL的“高级”部分充满敬畏，也充满渴望。在基础语法掌握之后，我发现自己陷入了一个瓶颈，即如何将这些语法工具有效地运用到复杂的数字系统中，如何写出优雅、高效、易于理解的代码。这本书的目录中，“层次化设计与模块化”、“状态机的高级设计与优化”、“并行处理与流水线技术”等章节，都深深地吸引了我。我尤其想了解书中是如何讲解“状态机的高级设计”，我常常在设计复杂的控制逻辑时，发现自己的状态机模型不够清晰，或者不够高效，导致后续的验证和调试都异常困难。如果这本书能提供一套行之有效的状态机设计方法论，那将对我意义重大。此外，“验证与调试策略”这一块，我也寄予厚望，毕竟在数字设计的整个生命周期中，验证占据了绝大部分的投入，掌握高效的验证方法，无疑能大大提高我的工作效率。
我最近刚入手了这本《Verilog HDL高级数字设计（第二版）》，虽然还没完全读透，但从初步的浏览来看，它显然不是一本普通的入门教程。我之前接触过一些Verilog的基础知识，但总感觉在实际项目中，设计出来的电路效率不高，而且bug也层出不穷，这让我意识到自己需要更深入地理解Verilog的设计哲学。这本书的亮点在于，它似乎不只是罗列语法，而是强调“如何写出高效、可维护、可综合的Verilog代码”。我看到目录里有关于“设计约束与优化”、“异步电路设计”、“低功耗设计技术”等章节，这些都是我在实际工作中常常感到力不从心的地方。尤其是“异步电路设计”这一块，我一直觉得它比同步电路更难理解和实现，如果书中能提供清晰的讲解和实用的案例，那将是巨大的福音。另外，关于“验证方法学”的章节，我感觉这部分会非常实用，因为在我看来，充分的验证是保证设计质量的关键。这本书的作者显然在数字设计领域有着丰富的经验，他们能够从工程实践的角度出发，将复杂的概念讲得深入浅出，这对于我这种渴望提升实践能力的读者来说，非常有价值。
拿到这本书，第一感觉就是厚重，不仅仅是页数，更是一种知识沉甸甸的分量感。我是一个在数字IC设计领域摸爬滚打了几年的工程师，虽然日常工作中离不开Verilog，但总觉得在某些高级的应用场景下，自己的功力尚浅。特别是当项目需求越来越复杂，对性能、功耗、面积的要求越来越严苛时，我常常感到力不从心。这本书的出现，正是我急需的一场“及时雨”。我粗略地翻阅了一下目录，其中“高级建模技术”、“可综合逻辑优化”、“并行与流水线设计”等章节，无不直击我的痛点。我尤其对“可综合逻辑优化”部分抱有很大的期待，毕竟在实际流片过程中，谁不想让自己的设计在面积和时序上都表现出色呢？而且，书中提到的“设计复用与IP集成”策略，也正是我在项目中经常需要考虑的问题，如何高效地利用现有的IP核，如何设计出易于复用的模块，这些都是提升工程效率的关键。这本书的语言风格和组织结构，我预感会比较严谨和系统，不像某些书那样零散，而是能提供一个完整的知识体系，让我能够有条不紊地学习和掌握。
我是一名在校的电子工程专业学生，对于数字IC设计有着浓厚的兴趣，也一直在努力学习相关的知识。市面上关于Verilog HDL的书籍并不少，但很多都停留在基础语法层面，对于我这种希望深入理解设计原理、掌握高级技巧的学生来说，往往不够“解渴”。当我看到《Verilog HDL高级数字设计（第二版）》时，我的眼前一亮。从书名就可以看出，它并非一本泛泛而谈的入门读物，而是直指Verilog的“高级”应用。我特别关注到书中关于“参数化设计”、“生成语句（generate statement）”、“面向对象的设计方法”等章节，这些都是我之前在学习过程中接触到但未能深入理解的概念。我迫切地希望通过这本书，能够真正掌握如何利用这些高级特性，写出更灵活、更易于维护、更具有可扩展性的Verilog代码。同时，书中关于“时序分析与约束”以及“FPGA实现中的高级主题”的讲解，也将极大地帮助我连接理论与实践，理解如何在实际的FPGA开发板上实现高性能的设计。
Verilog 的教材，写的还不错。
Verilog 的教材，写的还不错。
Verilog 的教材，写的还不错。
Verilog 的教材，写的还不错。
Verilog 的教材，写的还不错。
