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☆☆☆☆☆

出版者:The MIT Press

作者:

出品人:

頁數:0

译者:

出版時間:1990-09-10

價格:USD 90.00

裝幀:Hardcover

isbn號碼:9780262132541

叢書系列:

圖書標籤:

post-digital
Design
電子設計
電路設計
EDA
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具體描述

《數字邏輯與電路設計實踐指南》全麵解析現代數字係統構建的基石 --- 圖書信息：書名：數字邏輯與電路設計實踐指南作者：資深工程師團隊齣版社：精工科技齣版社頁數：約 850 頁裝幀：精裝，附贈配套仿真軟件與在綫資源庫訪問權限 --- 內容概述《數字邏輯與電路設計實踐指南》是一本旨在彌閤理論學習與工程實踐之間鴻溝的權威著作。本書聚焦於現代電子係統設計中最核心、最基礎的數字邏輯層麵，為電子工程、計算機工程、自動化控製等領域的學生、初級工程師以及尋求知識更新的專業人士，提供瞭一套全麵、深入且極具實戰價值的學習路綫圖。全書結構清晰，從最基本的布爾代數和邏輯門開始，逐步深入到復雜的組閤邏輯、時序邏輯電路，直至現代大規模集成電路（IC）設計的基礎方法論。我們摒棄瞭純粹的理論推導，而是將重點放在如何運用這些原理來設計、仿真、驗證和調試真實世界中的數字係統。第一部分：數字係統的基石——從原理到實現本部分為後續高級內容奠定瞭堅實的基礎，強調對數字係統本質的理解。第一章：二進製世界與布爾代數數字係統的錶示：詳細闡述不同進製（二進製、八進製、十六進製）之間的轉換，以及有符號數和無符號數的編碼方式，包括原碼、反碼和補碼的原理與應用，尤其關注溢齣問題的識彆與處理。布爾代數與邏輯函數：係統介紹德摩根定律、分配律等布爾代數的基本公理，並深入探討如何使用邏輯圖（真值錶、卡諾圖K-Map、Quine-McCluskey法）對復雜的邏輯函數進行最小化。強調最小項和最大項的優化策略。第二章：基礎邏輯門與標準邏輯族基本邏輯門：深入分析與門、或門、非門、異或門的工作原理，並輔以晶體管級實現示意圖，幫助讀者理解其物理基礎。邏輯門電路族群：全麵對比分析TTL（Transistor-Transistor Logic）和CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）兩大主流邏輯電平的特性，包括扇入（Fan-in）、扇齣（Fan-out）、噪聲容限（Noise Margin）和功耗特性。重點講解亞穩態（Metastability）的産生原因及規避方法。集成電路器件選型：介紹74係列（LS, HC, HCT, AHC等）不同版本的適用場景和電氣特性對比。第三章：組閤邏輯電路的設計與應用本章是實踐的核心，通過大量的實例驅動設計流程。譯碼器與編碼器：不僅講解基礎的2-to-4、3-to-8譯碼器，更擴展到利用譯碼器實現任意組閤邏輯功能的方法。多路復用器（MUX）與解復用器（DEMUX）：深入探討如何用MUX實現數據選擇和數據處理，以及“級聯”和“擴展”多路復用器以處理更多輸入通道的設計技巧。加法器與算術邏輯單元（ALU）基礎：從半加器、全加器開始，構建串行加法器和並行（快進）加法器。設計一個簡易的四位ALU，實現加法、減法（補碼運算）、邏輯與、邏輯或等基本運算，並討論進位傳播延遲（Carry Propagation Delay）的優化。第二部分：時序邏輯與狀態機設計本部分側重於電路的“記憶”功能和動態行為，是構建控製器和數據存儲係統的關鍵。第四章：基本存儲單元與鎖存器 SR鎖存器：詳細分析其工作機製，並討論如何避免和解決“禁止狀態”問題。 D觸發器與主從結構：重點講解電平觸發和邊沿觸發的區彆，以及D觸發器作為基本存儲單元在數據同步中的不可替代性。第五章：寄存器、計數器與存儲器移位寄存器：講解串入並齣（SISO）、並入串齣（PISO）、串入串齣（SISO）等不同類型的移位寄存器及其在數據格式轉換中的應用。計數器設計：從異步計數器到同步計數器，區分環形計數器和杜弗（Johnson/Twisted-Ring）計數器。引入“有限狀態機”（FSM）的概念，指導如何設計任意模N計數器。靜態隨機存取存儲器（SRAM）原理：介紹SRAM單元的基本結構、讀寫時序要求，以及存儲器陣列的解碼機製。第六章：有限狀態機（FSM）的建模與實現本章是數字係統控製邏輯的核心。狀態圖與狀態錶：規範化描述FSM的輸入、輸齣、狀態和轉移條件。 FSM設計方法學：深入講解摩爾（Moore）模型和米利（Mealy）模型的優缺點及適用場景。重點演示如何進行狀態編碼（二進製編碼、格雷碼編碼等）以最小化後續組閤邏輯的規模。時序控製與時鍾域：討論係統時鍾的産生、分配和同步問題。強調跨時鍾域（CDC）信號處理的重要性，介紹異步FIFO和握手協議在數據傳輸中的應用。第三部分：硬件描述語言與係統級實踐本部分將理論設計提升到現代EDA（Electronic Design Automation）工具的使用層麵。第七章：Verilog HDL基礎與建模語言結構：介紹Verilog的基本語法、數據類型（`reg`, `wire`）、模塊實例化和端口連接。行為級、數據流級和結構級建模：詳細對比這三種建模方式的適用性，尤其強調`always`塊的使用，區分組閤邏輯和時序邏輯的正確描述方法。關鍵設計構造：演示如何用Verilog高效地描述加法器、多路選擇器和寄存器等基礎電路。第八章：使用Verilog進行係統設計與驗證時序邏輯的Verilog實現：強調使用`posedge clk`來描述觸發器，並正確使用`initial`塊進行仿真初始化。有限狀態機的HDL描述：提供基於狀態編碼的、清晰可讀的FSM編碼範例（包括狀態寄存器、轉移邏輯和輸齣邏輯三個獨立部分），確保綜閤工具能生成最優化的硬件。 Testbench與仿真驗證：介紹如何編寫規範的Testbench來對設計模塊進行功能驗證和時序檢查，這是確保設計可靠性的關鍵步驟。附錄與延伸閱讀附錄A：常用CMOS邏輯電路的詳細DC/AC特性參數錶。附錄B：復雜邏輯函數的卡諾圖和Q-M法解題步驟詳解。延伸閱讀：推薦學習可編程邏輯器件（CPLD/FPGA）的映射原理與布局布綫基礎。 --- 本書特色： 1. 強實踐導嚮：每章末尾均附有“工程挑戰”環節，要求讀者運用所學知識，設計一個小型但功能完整的係統模塊（如一個簡單的總綫仲裁器或一個數據壓縮器）。 2. 工具友好：全書的例子均可通過主流的EDA仿真工具（如ModelSim或Vivado/Quartus的內置仿真器）進行復現和驗證。 3. 深度解析：不僅停留在“是什麼”，更深入講解“為什麼”和“如何避免錯誤”，特彆關注功耗優化和時序約束的實際工程考量。通過研讀《數字邏輯與電路設計實踐指南》，讀者將能夠自信地從零開始構建復雜數字電路的底層結構，為後續的微處理器、SoC設計或嵌入式係統開發打下不可動搖的專業基礎。

作者簡介

目錄資訊

讀後感

评分☆☆☆☆☆

**評論二：** 坦白講，這本書的寫作風格實在是過於學術化和冗長，仿佛在進行一場無休止的哲學辯論，而非講解電子設計中的核心技術。每一段文字都堆砌著大量修飾詞和復雜的從句，使得核心論點被淹沒在語言的迷霧之中。我花瞭近兩周時間纔勉強讀完前三分之一，但感覺自己並沒有真正“吸收”到任何有價值的知識。例如，在討論某個關鍵器件的工作原理時，作者花費瞭三頁篇幅來鋪陳曆史背景和理論基礎，卻遲遲不給齣最直接的等效電路模型，這對於急需解決實際問題的工程師來說，無疑是一種摺磨。我更喜歡那種直截瞭當、注重效率的錶達方式，能夠快速定位問題、找到解決方案。這本書顯然是為那些有大把時間進行純理論研究的人準備的，對於追求效率和實戰能力的讀者，它提供的價值極其有限，甚至可以說是一種時間的浪費。我寜願去看一些包含大量實際案例分析和代碼實現的在綫教程，它們來得更為直接有效。

评分☆☆☆☆☆

**評論一：** 這本書的結構布局簡直是一場災難，我從第一章就開始感到睏惑。作者似乎預設瞭讀者擁有深厚的專業背景知識，對很多基本概念隻是輕描淡寫地帶過，完全沒有為初學者提供一個平滑的入門路徑。我花瞭大量時間在搜索引擎上查閱那些書中隻字未提的背景知識，這極大地打斷瞭我的閱讀體驗。更糟糕的是，文字描述與圖示之間的對應關係也常常混亂不清，有時候圖示獨立存在，讓人摸不著頭腦，有時候圖示又過度簡化，根本無法闡明復雜的原理。如果作者想寫一本麵嚮廣大工程師群體的實用指南，那麼這種信息密度的把控是極其失敗的。我原本期望能從中學到一些具體的、可操作的設計流程和技巧，但最終得到的隻是一堆晦澀難懂的理論堆砌，連帶著那些排版粗糙的插圖，讓人讀完後隻剩下一頭霧水，對實際工程應用幾乎沒有指導意義。這本書更像是某位資深學者在沒有顧及受眾的情況下，將自己腦海中的知識點隨意傾倒齣來的記錄，而不是一本精心編纂的教材或參考書。

评分☆☆☆☆☆

**評論四：** 從內容的前後連貫性來看，這本書存在著嚴重的邏輯斷層。不同章節之間的銜接顯得非常生硬，好像是把幾篇獨立撰寫的、針對不同受眾的講義強行拼湊在一起。比如，第十章突然引入瞭基於某種特定FPGA架構的優化方案，但在此之前，書中從未對該架構做過任何鋪墊或介紹，這使得讀者在理解該優化方案時，必須跳躍式地去尋找缺失的前置知識，打斷瞭思維的流暢性。這種拼湊感讓這本書讀起來像是一個鬆散的知識點集閤，而非一個統一的知識體係。專業書籍的核心價值在於構建一個邏輯自洽的認知框架，引導讀者從基礎到高階穩步前進。很遺憾，這本書在這方麵做得非常不到位，它更像是興趣使然的知識點羅列，缺乏專業編輯和結構設計上的嚴謹把控，讀完後，讀者得到的可能是一堆孤立的知識碎片，而不是一個完整的設計方法論。

评分☆☆☆☆☆

**評論三：** 這本“巨著”的裝幀質量也令人不敢恭維。紙張薄得像報紙，印刷的清晰度極差，尤其是在處理那些細小的電路符號和波形圖時，細節完全糊在瞭一起。我懷疑齣版社在發行前是否經過瞭任何質量控製。更彆提索引和目錄的設計瞭，完全是反人類的。想要查找某個特定的術語或公式，我必須依靠直覺在厚厚的書頁中摸索，耗費大量精力，這種體驗在如今這個信息唾手可得的時代，顯得尤為落伍。一本技術書籍的價值，很大程度上取決於其作為工具的易用性，而這本書在物理層麵和邏輯組織層麵都未能達標。想象一下，在進行緊張設計評審的時候，你翻開一本讓人閱讀起來都感到吃力的書，那種挫敗感是難以言喻的。我期待的是一本可以被隨時翻閱、方便標記重點的可靠參考資料，而不是一本需要戴著放大鏡，在昏暗燈光下纔能勉強辨認文字的印刷品。

评分☆☆☆☆☆

**評論五：** 這本書對於前沿技術的追蹤似乎嚴重滯後瞭。我在書中尋找關於當前主流的低功耗設計方法，特彆是近兩年新興的動態電壓和頻率調節（DVFS）的深度討論，卻發現其內容還停留在十年前的靜態功耗分析層麵，充斥著大量已經不再是行業主流的晶體管級優化細節。在快速迭代的電子工程領域，一本技術參考書若不能及時反映最新的工藝節點和設計範式，其價值會迅速貶值。我希望這本書能夠提供一些關於係統級功耗預算和現代EDA工具鏈如何集成這些新技術的實踐指導，而不是沉溺於那些教科書式的、理論上完美但實踐中已不常采用的優化手段。對於那些需要緊跟行業步伐、關注下一代産品研發的工程師而言，這本書提供的參考價值非常有限，它更像是一份曆史文獻，而非指導未來的藍圖。選擇它，意味著你可能會錯過真正能提升效率的關鍵技術點。

評分☆☆☆☆☆