VHDL与数字电路设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:

作者:

出品人:

页数:193

译者:

出版时间:1970-1

价格:26.00元

装帧:

isbn号码:9787811301212

丛书系列:

图书标签:

• VHDL
• 数字电路
• 数字设计
• 硬件描述语言
• FPGA
• Verilog
• 电子工程
• 可编程逻辑器件
• 电路设计
• EDA

《硬件加速：FPGA与ASIC设计精要》 内容简介 在信息技术飞速发展的今天，计算性能的瓶颈日益凸显。无论是支撑起庞大的数据中心，还是驱动着前沿的人工智能算法，亦或是实现实时性要求极高的通信系统，传统的通用处理器已显得力不从心。数字电路设计，特别是基于现场可编程门阵列（FPGA）和专用集成电路（ASIC）的硬件加速技术，正成为突破计算极限、实现极致性能的关键。 本书《硬件加速：FPGA与ASIC设计精要》旨在为读者系统、深入地解析现代数字集成电路设计领域的核心理念、关键技术和实用方法。我们将从最基础的逻辑门原理出发，逐步引导读者掌握数字系统设计的抽象层级，理解从高层次的算法描述到最终物理实现的完整流程。本书不局限于某种特定的硬件描述语言（HDL）的语法细节，而是着重于如何利用HDL（例如Verilog或SystemVerilog）来高效、准确地建模硬件行为，并最终转化为可综合的逻辑网表。 核心内容概述： 数字系统设计基础与抽象建模： 组合逻辑与时序逻辑： 深入剖析组合逻辑电路（如加法器、多路选择器、译码器）和时序逻辑电路（如触发器、寄存器、计数器、状态机）的设计原理。我们将探讨如何通过状态转移图和时序图来精确描述电路行为，并学习如何将其转化为HDL代码。 数据通路与控制通路： 理解数据如何在数字系统中流动，以及控制信号如何 orchestrate 整个系统的运行。本书将通过大量实例，讲解如何设计复杂的数据通路，例如算术逻辑单元（ALU）、内存接口等，以及如何设计高效的控制单元来管理这些数据通路。 层次化设计与模块化： 强调良好的模块化设计是构建大型、复杂数字系统的基石。我们将学习如何进行功能划分，设计可重用的IP核，并理解模块之间的接口定义和通信协议。 算法级抽象与高层次综合（HLS）： 随着设计规模的增长，传统的HDL编写方式效率低下。本书将介绍如何利用高级语言（如C/C++）来描述硬件功能，并通过高层次综合工具将其转换为HDL代码。这将极大地加速设计进程，并使得算法工程师也能直接参与硬件设计。 FPGA设计流程与实践： FPGA架构解析： 深入理解FPGA的内部结构，包括可编程逻辑单元（CLB）、分布式RAM、DSP Slice、IO接口等。了解这些资源如何被映射和利用，是进行高效FPGA设计的前提。 综合（Synthesis）： 介绍将HDL代码转化为门级网表的逻辑综合过程。重点讲解如何优化代码以获得更好的时序和面积，避免综合陷阱，以及理解综合工具的工作原理。 布局与布线（Place & Route）： 讲解物理实现阶段，即将逻辑网表映射到FPGA物理资源上的过程。我们将探讨时序约束的重要性，如何进行时序收敛，以及如何处理布线拥塞等问题。 仿真与验证（Simulation & Verification）： 强调在设计流程中仿真和验证的不可或缺性。本书将介绍各种仿真方法，包括功能仿真、时序仿真，以及如何编写有效的测试平台，利用形式化验证技术来提高验证的完备性。 调试与性能优化： 提供FPGA设计中常用的调试技术，例如使用片上逻辑分析器（ILA），以及针对时序、面积、功耗进行性能优化的策略。 ASIC设计流程与挑战： ASIC设计流程概览： 介绍与FPGA设计相似但更具挑战性的ASIC设计流程，包括前端设计（RTL设计、综合）和后端设计（物理设计、版图布局、流片）。 物理设计： 深入讲解ASIC物理设计的核心环节，包括布局（Placement）、时钟树综合（CTS）、布线（Routing）和时序优化。强调在ASIC设计中，物理约束和物理可制造性（DFM）的重要性。 功耗、面积与性能（PPA）优化： ASIC设计最关注的指标是功耗、面积和性能。本书将探讨在各个设计阶段如何权衡和优化这三者，例如使用低功耗技术、面积优化技术以及提高时钟频率的技术。 良率与可靠性： 探讨ASIC设计中影响良率和可靠性的因素，以及如何通过设计和验证来规避潜在的问题。 硬件加速应用与前沿技术： 并行计算模型： 讲解如何将计算密集型任务分解成可并行执行的子任务，充分利用硬件并行性。 数据流架构： 介绍数据流计算模型在硬件加速中的应用，以及如何设计高效的数据流架构。 接口与互连： 探讨高速接口技术（如AXI、PCIe）在连接CPU与硬件加速器中的作用，以及多核与多加速器之间的通信挑战。 AI硬件加速： 专门章节深入分析当前最热门的AI硬件加速领域，包括神经网络（CNN、RNN、Transformer）在FPGA和ASIC上的实现方法，以及相关的算子优化和硬件架构设计。 嵌入式系统设计： 讨论如何将FPGA或ASIC作为核心处理器或协处理器，构建高性能的嵌入式系统。 本书特色： 理论与实践相结合： 本书不仅深入浅出地讲解理论知识，更注重通过大量的工程实例和设计方法来指导实践。 系统性与深度并存： 从基础概念到高级主题，本书构建了一个完整的数字硬件设计知识体系，并对关键技术进行了深入的剖析。 面向前沿技术： 紧跟行业发展趋势，重点关注AI硬件加速、高层次综合等前沿领域。 易于理解与阅读： 采用清晰的逻辑结构，循序渐进的讲解方式，并辅以大量的图示和伪代码，帮助读者高效掌握核心内容。 目标读者： 本书适合所有对数字集成电路设计、FPGA/ASIC开发、硬件加速技术感兴趣的读者。包括： 计算机科学、电子工程、自动化等相关专业的在校学生。 希望深入理解数字系统设计原理的硬件工程师、嵌入式系统开发者。 从事高性能计算、人工智能、通信、图像处理等领域的研发工程师。 有志于从事FPGA/ASIC设计、验证、前端/后端物理设计的技术人员。 通过学习《硬件加速：FPGA与ASIC设计精要》，读者将能够深刻理解现代数字集成电路的运行机制，掌握从算法到硬件实现的完整设计流程，并具备设计高性能、低功耗的FPGA和ASIC硬件加速器的能力，从而在瞬息万变的科技浪潮中占据先机。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆