Programmable Logic Controllers (2nd Edition) pdf epub mobi txt 電子書 下載 在線閱讀 2026

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出版者:Prentice Hall

作者:James A. Rehg

出品人:

頁數:624

译者:

出版時間:2008-08-27

價格:USD 112.20

裝幀:Hardcover

isbn號碼:9780135048818

叢書系列:

圖書標籤:

• PLC
• Programmable Logic Controllers
• Industrial Automation
• Control Systems
• Engineering
• Electronics
• Automation
• Robotics
• Manufacturing
• Electrical Engineering

深入探索現代電子設計與製造的基石 圖書名稱：《數字係統設計與硬件描述語言實踐指南》 作者： [虛構作者名，例如：李明、張華] 齣版社： [虛構齣版社名，例如：精密電子工業齣版社] 齣版年份： [虛構年份，例如：2023年] --- 內容提要： 本書旨在為電子工程、計算機科學以及相關領域的學生、工程師和技術人員提供一套全麵、深入且高度實用的現代數字係統設計與驗證的知識體係。它側重於從基礎的邏輯門電路原理齣發，係統性地引導讀者掌握如何利用硬件描述語言（HDL）——特彆是 VHDL 和 Verilog——來高效地設計、仿真、綜閤和實現復雜的數字電路和係統。 在當今集成電路（IC）設計日益復雜，係統性能要求不斷攀升的背景下，傳統的純硬件布綫方法已難以為繼。本書緊密圍繞“基於抽象和硬件描述的自動化設計流程”這一核心理念展開，確保讀者不僅理解電路的功能，更能掌握如何將這些功能轉化為可被自動化工具高效處理的規範化代碼。 全書內容組織嚴謹，邏輯清晰，通過大量的實例和項目驅動的練習，將理論知識與實際工程應用緊密結閤。讀者將學習如何構建從基礎的組閤邏輯電路（如加法器、多路選擇器）到復雜的時序邏輯電路（如寄存器、有限狀態機FSM），乃至嵌入式係統中的核心模塊（如RISC處理器流水綫或高速數據通路）。 第一部分：數字邏輯基礎與設計方法學 本部分為後續高級主題奠定堅實的理論基礎。 第一章：數字邏輯基礎迴顧與現代設計範式 本章首先迴顧瞭布爾代數、邏輯門（AND, OR, NOT, XOR, 三態門等）以及標準邏輯族（TTL/CMOS）的特性。隨後，重點引入瞭現代數字設計流程的演變，強調瞭硬件描述語言在抽象層次、設計復用和可驗證性方麵帶來的革命性變革。討論瞭設計層次化、模塊化和自頂嚮下/自底嚮上的設計策略。 第二章：組閤邏輯電路的設計與實現 詳細講解瞭組閤邏輯電路的設計步驟，包括真值錶、卡諾圖（Karnaugh Map）簡化和布爾錶達式優化。重點分析瞭標準元件如譯碼器、編碼器、全加器和乘法器的工作原理。在HDL部分，本書教授如何使用連續賦值語句（`assign`）和過程賦值語句（`always`）來描述組閤邏輯，並強調瞭綜閤約束在確保代碼可綜閤性方麵的重要性，例如避免鎖存器（Latch）的意外産生。 第三章：時序邏輯電路與狀態機設計 本章深入探討瞭存儲元件（鎖存器與觸發器，特彆是D觸發器和JK觸發器）的工作機製及其在同步時序係統中的作用。時序邏輯的設計是數字係統的核心，本章花費大量篇幅講解瞭寄存器組、移位寄存器和計數器的構建。核心內容聚焦於有限狀態機（FSM）的設計：介紹瞭Mealy和Moore兩種模型的差異、狀態編碼的最佳實踐（如獨熱碼 One-Hot Encoding），以及如何使用HDL精確描述狀態轉移和輸齣邏輯。 第二部分：硬件描述語言精通（VHDL與Verilog） 本部分是本書的實踐核心，緻力於培養讀者熟練掌握兩種主流HDL。 第四章：VHDL：結構、行為與數據類型 係統介紹VHDL的語言結構，包括實體（Entity）、架構（Architecture）和庫的引用。詳細解析瞭VHDL中豐富的預定義和用戶自定義數據類型（如`BIT_VECTOR`, `STD_LOGIC_VECTOR`），並重點講解瞭`PROCESS`語句在描述時序和組閤行為上的應用。通過具體實例展示如何定義和使用配置（Configuration）和組件實例化（Component Instantiation）。 第五章：Verilog：結構化描述與過程並發 本章從Verilog的語言特性入手，介紹其模塊結構（`module`, `endmodule`）和端口定義。重點區分瞭連續賦值（`assign`）和過程塊（`initial`, `always`）的使用場景。特彆強調瞭Verilog在並發描述方麵的強大功能，以及如何使用不同的敏感度列錶（`posedge`, `negedge`, ``）來精確控製硬件行為，同時討論瞭Verilog-2001/2005的演進和SystemVerilog的引入。 第六章：高級HDL建模技術與約束 本章超越瞭基礎語法，講解瞭如何利用HDL的高級特性來描述復雜的係統級交互。內容包括：如何使用生成（`generate`）語句來參數化設計（例如自動生成大小可變的加法器陣列）；如何利用函數（Function）和任務（Task）進行代碼重用；以及如何定義和應用時序約束（Timing Constraints），這是將RTL代碼成功映射到物理硬件的關鍵步驟。 第三部分：係統級設計與驗證實踐 本部分將讀者帶入實際的集成電路或FPGA設計流程中。 第七章：同步與異步設計中的挑戰 深入分析瞭多時鍾域係統（Multi-Clock Domain）中常見的亞穩態（Metastability）問題。詳細講解瞭跨時鍾域信號傳輸（CDC）的常用同步電路，如握手協議、異步FIFO的設計原理與HDL實現。此外，還探討瞭時鍾域交叉的風險評估和消除技術。 第八章：測試平颱（Testbench）的構建與仿真 理論設計必須經過嚴格驗證。本章詳盡介紹瞭如何使用HDL本身或專業的仿真語言（如SystemVerilog中的UVM基礎概念）來構建驗證環境。重點教授如何編寫高效的激勵生成器、響應檢查器和時序/功能驗證的自動化流程。講解瞭波形查看、覆蓋率分析等關鍵的仿真調試技術。 第九章：從RTL到門級網錶：綜閤與布局布綫概述 本章將設計流程延伸至後端。解釋瞭邏輯綜閤（Logic Synthesis）的過程，即如何將高層次的HDL代碼轉換為目標工藝庫中的標準單元（Standard Cells）。闡述瞭靜態時序分析（STA）的基本原理，即如何通過檢查關鍵路徑的時序裕度來保證係統在目標頻率下穩定運行。最後，簡要介紹瞭布局布綫（Place and Route）對最終物理實現的影響。 第十章：應用實例：簡單處理器數據通路設計 作為綜閤實踐，本章引導讀者設計一個簡化版的ALU（算術邏輯單元）和一個小型指令譯碼器，並將其集成到一個基礎的單周期RISC處理器數據通路模型中。通過這一大型項目，讀者可以綜閤運用之前所學的HDL建模、FSM設計和係統集成知識。 --- 本書特色： 1. 工具與語言並重： 不局限於理論推導，而是將VHDL和Verilog作為核心設計工具進行深度講解。 2. 強調可綜閤性： 從第一章開始就融入瞭“如何寫齣能被硬件實現的HDL代碼”的理念，避免瞭純粹的仿真級建模陷阱。 3. 工程導嚮： 大量的章節聚焦於實際工程中遇到的難題，如時序收斂、跨時鍾域通信和驗證策略。 4. 層次化結構： 從基礎門電路到復雜的係統級數據通路，知識點層層遞進，結構清晰，適閤不同階段的讀者。 目標讀者： 電子信息工程、微電子學、計算機工程等專業本科生及研究生。 從事ASIC/FPGA設計、嵌入式係統開發和數字電路驗證的工程師。 希望係統學習現代數字設計流程的行業技術人員。

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作為一名在職的工程師，我深知技術更新換代的速度之快。尤其是在自動化領域，新技術、新應用層齣不窮。我目前的工作中，雖然接觸到一些自動化設備，但對PLC的理解仍然停留在比較錶麵的層麵。我希望能通過一本專業書籍，係統地提升自己在這方麵的知識和技能。《Programmable Logic Controllers (2nd Edition)》這個標題，首先讓我覺得它是一本比較經典的、經過市場檢驗的教材。第二版的更新，也讓我看到瞭它在內容上與時俱進的努力。我希望這本書能夠提供紮實的理論基礎，同時也能包含一些現代PLC應用的實例，讓我能夠更好地將所學知識應用於實際工作中，解決實際問題。

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這本書的標題是 Programmable Logic Controllers (2nd Edition)，一本關於可編程邏輯控製器（PLC）的經典教材。作為一名初涉自動化領域的學生，我懷著極大的興趣和一絲忐忑翻開瞭它。從封麵到扉頁，一切都透露著嚴謹與專業。我並非是那種在工廠車間裏摸爬滾打多年的老手，而是一個渴望將理論知識轉化為實踐能力的學習者。因此，我對於技術書籍的需求，更多的是清晰的邏輯、易懂的解釋以及能夠激發思考的深度。這本書的第二版，據說是經過瞭更新和修訂，這讓我對它能否跟上時代發展的步伐抱有更高的期待。我希望它不僅僅是一本枯燥的教科書，更是一本能夠引領我穿越PLC復雜世界的嚮導。

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作為一名對信息技術和物理世界交叉領域充滿熱情的研究生，我一直對工業自動化，特彆是PLC技術的發展趨勢非常關注。PLC作為工業控製的核心，其技術的演進直接關係到智能製造和工業互聯網的未來。在尋找能夠深入研究PLC的學術資源時，《Programmable Logic Controllers (2nd Edition)》這本書憑藉其經典地位和內容更新，成為瞭我的首選。我希望這本書不僅能夠提供堅實的理論基礎，還能夠觸及一些關於PLC的最新發展，例如在網絡化、智能化方麵的應用，以及與大數據、人工智能等技術的結閤。我期待它能為我的研究提供有力的支撐，啓發新的研究思路。

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在工程實踐中，PLC的應用範圍之廣，幾乎涵蓋瞭所有需要自動化控製的工業場景。我曾經在工作中遇到過一些與PLC相關的技術難題，雖然通過查閱資料和請教同事得以解決，但總感覺自己的知識體係存在一些“盲點”。我渴望擁有一本能夠係統梳理PLC知識的書籍，填補我在理論和實踐之間的鴻溝。《Programmable Logic Controllers (2nd Edition)》這本書，給我一種權威而全麵的感覺。我期待它不僅能夠詳細闡述PLC的基本原理和編程技巧，更希望它能夠提供一些在實際工程中可能遇到的典型應用案例，以及解決這些案例的思路和方法，讓我能夠更自信地應對工作中的挑戰。

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作為一個在校的工程專業學生，我對自動化技術一直充滿好奇，特彆是PLC在現代工業生産中所扮演的關鍵角色。在選修瞭相關課程後，我意識到理論知識的學習是必不可少的，而一本權威且內容翔實的教材，更是事半功倍。我之所以對《Programmable Logic Controllers (2nd Edition)》這本書情有獨鍾，很大程度上是因為它在學術界和工業界都享有很高的聲譽，被廣泛認為是學習PLC的首選讀物之一。我希望通過閱讀這本書，能夠係統地掌握PLC的基礎理論、硬件組成、軟件編程以及實際應用中的一些常見問題和解決方法，為我未來的畢業設計和職業發展打下堅實的基礎。

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第一次接觸到“可編程邏輯控製器”這個概念，是在一次關於工業自動化的講座上。當時，主講人提到瞭PLC在現代製造業中的核心地位，以及它如何賦能生産綫的智能化和高效化。然而，僅僅是概念性的介紹，對於像我這樣的初學者來說，未免有些太空泛。我急切地需要一本能夠深入淺齣地講解PLC原理、工作方式、以及編程語言的書籍。當我看到《Programmable Logic Controllers (2nd Edition)》這本書的書名時，我的內心是興奮的。我知道，這可能正是我所尋找的那本能夠為我打開PLC大門的鑰匙。我期待它能夠從最基礎的電氣原理講起，逐步深入到PLC的內部架構、指令集、以及實際應用場景。

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當我開始接觸工業自動化領域時，“PLC”這個詞匯就如同一個閃耀的燈塔，指引著我對這個神秘世界的探索。我瞭解到，PLC是現代工業的“神經係統”，是實現生産綫自動化和智能化的關鍵。然而，對於初學者來說，PLC的世界充滿瞭各種術語和復雜的概念。我急切地需要一本能夠為我撥開迷霧的書籍。《Programmable Logic Controllers (2nd Edition)》這個書名，給我一種嚴謹、權威的感覺。我期望它能夠從最基礎的電氣原理開始，循序漸進地講解PLC的硬件組成、工作流程、以及各種編程語言。我更希望它能夠包含一些實際應用案例，讓我能夠更好地理解理論知識在實際生産中的運用。

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我是一名對電子工程和自動化領域充滿好奇的愛好者，盡管我目前並沒有直接從事與PLC相關的工作，但我一直對其在現代工業中的重要作用感到著迷。我經常在網上瀏覽關於工業自動化的信息，PLC齣現的頻率之高，讓我意識到深入瞭解它的必要性。我喜歡從基礎學起，逐步構建自己的知識體係。因此，我對於《Programmable Logic Controllers (2nd Edition)》這本書抱有很高的期望。我希望它能夠用清晰易懂的語言，解釋PLC的基本概念，如輸入/輸齣模塊、CPU、內存等，並逐步引導我理解其指令集，以及如何編寫簡單的PLC程序來實現各種控製功能。

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在我開始對自動化控製産生興趣之前，我對PLC的認知幾乎為零。我所能想象到的“控製”，大多停留在簡單的開關和繼電器層麵。然而，隨著我接觸到更多關於工業4.0、智能製造等前沿概念，我意識到傳統控製方式已經遠遠不能滿足現代工業的需求。PLC作為實現自動化控製的核心設備，其重要性不言而喻。因此，我渴望找到一本能夠係統性介紹PLC知識的書籍，而《Programmable Logic Controllers (2nd Edition)》這本書的書名，立刻吸引瞭我的目光。我期待它能夠像一位經驗豐富的導師，為我揭示PLC的神秘麵紗，讓我從零開始，逐步理解它的工作原理和編程邏輯。

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我對PLC的初步瞭解，源於一次參觀自動化工廠的經曆。看著那些流暢運行的生産綫，精密的機械臂，以及指示燈在操作麵闆上此起彼伏地閃爍，我深深地被這種“看不見的智能”所吸引。我開始思考，是什麼在背後默默地驅動著這一切？PLC，這個詞匯開始在我腦海中留下深刻的印象。我瞭解到，PLC是實現這一切自動化的“大腦”。因此，我迫切地想找到一本能夠讓我深入理解PLC的書籍。《Programmable Logic Controllers (2nd Edition)》這個標題，無疑是我尋覓之旅中的一個重要目標。我期望它能夠從最基礎的電氣控製原理講起，逐步引導我理解PLC的硬件結構、指令係統，以及如何通過編程實現復雜的控製邏輯。

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