Contemporary Logic Design pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Katz, Randy H.

出品人:

页数:710

译者:

出版时间:

价格:765.00元

装帧:

isbn号码:9780805327038

丛书系列:

图书标签:

• 逻辑设计
• 数字逻辑
• 计算机组成原理
• VLSI
• FPGA
• 数字电路
• 布尔代数
• 组合逻辑
• 时序逻辑
• 硬件描述语言

好的，这是一本关于电子系统设计与实现的书籍简介，其内容完全独立于您提到的《Contemporary Logic Design》。 --- 书籍名称：数字系统架构与前沿实现 内容简介 本书旨在为读者提供一个深入、系统且前沿的数字系统设计、架构、验证与优化方法的全面指南。它不仅涵盖了传统数字电路设计的基础原理，更着重于面向现代高性能计算和嵌入式系统的复杂设计流程与新兴技术应用。全书结构严谨，从最基本的逻辑门级抽象开始，逐步过渡到复杂的系统级集成，旨在培养读者将理论知识转化为实际工程能力的核心素养。 第一部分：数字系统基础与硬件描述语言 本书伊始，将系统地回顾数字逻辑设计的基础理论。不同于侧重传统组合逻辑与时序逻辑的教科书，本部分着重于形式化验证（Formal Verification）的思维引入和基于模型的系统级设计（Model-Based System Design）。 1. 现代布尔代数与抽象层次： 深入探讨了超越标准布尔代数的代数结构，如多值逻辑在容错计算中的应用潜力。重点分析了从物理层（晶体管开关）到算法层的抽象层次如何影响最终系统的性能和功耗。 2. 硬件描述语言（HDL）的高级应用： 重点教授SystemVerilog，不仅仅是作为RTL描述工具，而是将其作为一种强大的面向对象的设计范式。详细讲解了类（Class）、约束随机激励生成（Constrained Random Verification, CRV）环境的构建，以及如何使用SystemVerilog Assertions (SVA) 进行更精确的规范描述和时序检查。 3. 综合与映射： 剖析了从高级RTL代码到门级网表的综合过程，包括逻辑优化、状态编码优化、时序约束的解析。讨论了不同综合工具背后的算法原理，以及如何通过修改设计意图来指导综合结果，以适应特定的工艺库（Technology Library）特性。 第二部分：高性能计算架构与流水线技术 此部分聚焦于现代处理器和加速器设计的核心挑战——如何有效处理数据依赖、隐藏延迟并最大化并行性。 1. 高级流水线设计与分支预测： 详细解析了多级深流水线（Deep Pipelining）的冲突管理，包括数据冒险、控制冒险的硬件解决方案。对复杂的分支预测单元（如GShare, Tournament Predictor）的设计原理、实现细节及其对性能的影响进行了深入的数学建模和仿真分析。 2. 内存层次结构与缓存一致性： 系统阐述了多级缓存（L1, L2, L3）的设计哲学，特别是缓存替换策略（如LRU, Pseudo-LRU）的硬件实现。更重要的是，本书深入讲解了多核系统中的缓存一致性协议，如MESI、MOESI协议的细微差别、硬件开销以及在非对称架构（NUMA）下的性能考量。 3. 定点与浮点运算单元设计： 不仅仅是介绍标准乘法器（如Booth, Wallace Tree），而是探讨了在低延迟或低功耗约束下，如何设计高效的CORDIC算法实现单元或定制化的融合乘加运算器（FMA）。 第三部分：片上系统（SoC）设计与互连网络 本部分转向系统级集成，关注如何将不同的功能模块（处理器核、IP核、存储控制器）高效地集成到一个芯片上。 1. 片上总线与网络（NoC）： 彻底改变了对传统总线（如AMBA AXI）的认知，重点讲解了片上网络（Network-on-Chip, NoC）的设计，包括拓扑结构（2D Mesh, Torus）、路由算法（XY Routing, Wormhole Switching）和流量控制机制。书中提供了NoC性能建模的实用工具和方法。 2. 低功耗设计技术： 探讨了应对功耗墙问题的多种工程手段。包括时钟门控（Clock Gating）、电源门控（Power Gating）的实现与非功能性需求（Non-Functional Requirements）的权衡。特别引入了动态电压和频率调节（DVFS）在复杂系统中的调度策略。 3. 硬件加速与可重构计算： 介绍了现代硬件加速器（如GPU, TPU）的设计范式，并深入探讨了现场可编程门阵列（FPGA）的高级应用。重点在于如何使用高层次综合（High-Level Synthesis, HLS）工具将C/C++代码高效地映射到FPGA逻辑资源上，并优化其并行性。 第四部分：设计流程、验证与新兴趋势 本书的最后部分关注工程实践的严谨性以及面向未来的设计挑战。 1. 先进的验证方法论： 相比于传统的测试平台（Testbench），本书全面推广UVM（Universal Verification Methodology）在验证复杂SoC中的应用。详细讲解了工厂模式、覆盖率驱动的验证（Coverage-Driven Verification, CDV）的实施流程，以及如何构建可复用的验证IP。 2. 物理实现与时序收敛： 讨论了从逻辑网表到GDSII版图的关键步骤，包括布局规划（Floorplanning）、时钟树综合（CTS）和静态时序分析（STA）。强调了如何通过寄生参数提取和SI/PI分析来确保设计在实际物理世界中的功能正确性。 3. 面向未来的计算范式： 简要介绍了类脑计算（Neuromorphic Computing）的脉冲神经网络（SNN）硬件实现挑战，以及量子计算中关键的量子比特控制逻辑设计对现有电子系统的潜在影响。 --- 目标读者群： 本书适合已经掌握基础数字逻辑知识，希望深入研究高性能数字系统架构、SoC设计、高级验证方法论和硬件加速技术的电子工程、计算机工程专业学生，以及寻求提升专业技能的数字IC设计工程师和系统架构师。本书的深度和广度使其成为一本兼具理论深度与工程实战价值的参考著作。

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