数字设计 原理与实践(原书第4版)
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图文详情
- ISBN：7111206665
- 装帧：暂无
- 册数：暂无
- 重量：暂无
- 开本：暂无
- 页数：暂无
- 出版时间：2007-04-01
- 条形码：9787111206668 ; 978-7-111-20666-8
内容简介
本书结合作者严谨的学术风范与丰富的实践背景，讲述了插件板级和VLSI系统中的数字设计基本原理和实践需求，提供了广泛的逻辑设计实践，给出了大量实际应用，并配有丰富的练习题。全书共分9章，主要内容包括：数字设计介绍，数制和编码，数字电路，组合逻辑设计原理和实践，硬件描述语言（HDL），时序逻辑设计原理和实践，存储器、CPLD和FPGA。
本书条理清晰、简明易懂，可作为电气工程、计算机工程或计算机科学专业数字逻辑设计课程的教材，同时也可作为数字设计者的参考书。
目录
| 译者序 |
| 译者简介 |
| 前言. |
| 第1章引言1 |
| 1.1关于数字设计1 |
| 1.2模拟与数字2 |
| 1.3数字器件4 |
| 1.4数字设计的电子技术5 |
| 1.5数字设计的软件技术6 |
| 1.6集成电路8 |
| 1.7可编程逻辑器件10 |
| 1.8专用集成电路11 |
| 1.9印制电路板12 |
| 1.10数字设计层次12 |
| 1.11游戏名字15 |
| 1.12继续学习15 |
| 训练题16 |
| 第2章数制和编码17 |
| 2.1按位计数制17 |
| 2.2八进制和十六进制18 |
| 2.3常用按位计数制的转换20 |
| 2.4非十进制数的加法和减法21 |
| 2.5负数的表示23 |
| 2.5.1符号－数值表示法23 |
| 2.5.2补码数制24 |
| 2.5.3基数补码表示法24 |
| 2.5.4二进制补码表示法25 |
| *2.5.5基数减1补码表示法26 |
| *2.5.6二进制反码表示法26 |
| *2.5.7余码表示法27 |
| 2.6二进制补码的加法和减法27 |
| 2.6.1加法规则27 |
| 2.6.2图示法28 |
| 2.6.3溢出28 |
| 2.6.4减法规则29 |
| 2.6.5二进制补码与无符号二进制数29 |
| *2.7二进制反码加法和减法30 |
| *2.8二进制乘法31 |
| *2.9二进制除法32 |
| 2.10十进制数的二进制编码33 |
| 2.11格雷码35 |
| *2.12字符编码36 |
| 2.13动作.条件和状态的编码37 |
| *2.14n维体与距离39 |
| *2.15检错码和纠错码40 |
| 2.15.1检错码40 |
| 2.15.2纠错码与多重检错码41 |
| 2.15.3汉明码43 |
| 2.15.4循环冗余校验码44 |
| 2.15.5二维码45 |
| 2.15.6校验和码46 |
| 2.15.7n中取m码46 |
| 2.16用于串行数据传输与存储的编码47 |
| 2.16.1并行/串行数据47 |
| *2.16.2串行线路编码47 |
| 参考资料50 |
| 训练题51 |
| 练习题52 |
| 第3章数字电路54 |
| 3.1逻辑信号与门电路54 |
| 3.2逻辑系列58 |
| 3.3CMOS逻辑59 |
| 3.3.1CMOS逻辑电平59 |
| 3.3.2MOS晶体管59 |
| 3.3.3基本的CMOS反相器电路60 |
| 3.3.4CMOS“与非”门和“或非”门62 |
| 3.3.5扇入63 |
| 3.3.6非反相门64 |
| 3.3.7CMOS“与或非”门和“或与非”门65 |
| 3.4CMOS电路的电气特性66 |
| 3.4.1概述67 |
| 3.4.2数据表和规格说明68 |
| 3.5CMOS稳态电气特性69 |
| 3.5.1逻辑电平和噪声容限70 |
| 3.5.2带电阻性负载的电路特性71 |
| 3.5.3非理想输入时的电路特性75 |
| 3.5.4扇出76 |
| 3.5.5负载效应77 |
| 3.5.6不用的输入端77 |
| 3.5.7如何毁坏CMOS器件78 |
| 3.6CMOS动态电气特性79 |
| 3.6.1转换时间79 |
| 3.6.2传播延迟83 |
| 3.6.3功率损耗84 |
| 3.6.4电流尖峰与去耦电容器85 |
| 3.6.5电感效应85 |
| 3.6.6同时切换与地电平弹跳87 |
| 3.7其他CMOS输入和输出结构89 |
| 3.7.1传输门89 |
| 3.7.2施密特触发器输入89 |
| 3.7.3三态输出91 |
| *3.7.4漏极开路输出92 |
| *3.7.5驱动发光二极管93 |
| *3.7.6多源总线94 |
| *3.7.7线连逻辑95 |
| *3.7.8上拉电阻95 |
| 3.8CMOS逻辑系列97 |
| 3.8.1HC和HCT98 |
| 3.8.2AHC和AHCT98 |
| 3.8.3HC.HCT.AHC和AHCT的电气特性99 |
| *3.8.4AC和ACT102 |
| *3.8.5FCT和FCT-T103 |
| *3.8.6FCT-T的电气特性103 |
| *3.9低电压CMOS逻辑和接口104 |
| 3.9.13.3VLVTTL和LVCMOS逻辑104 |
| 3.9.25V容许输入105 |
| 3.9.35V容许输出106 |
| 3.9.4TTL/LVTTL接口小结107 |
| 3.9.5比3.3V低的逻辑电平107 |
| *3.10双极逻辑108 |
| 3.10.1二极管逻辑108 |
| 3.10.2双极结型晶体管109 |
| 3.10.3晶体管－晶体管逻辑111 |
| 3.10.4TTL逻辑电平和噪声容限114 |
| 3.10.5TTL扇出114 |
| 3.10.6TTL系列115 |
| 3.10.7一个TTL数据表116 |
| 3.10.8CMOS/TTL接口117 |
| 3.10.9发射极耦合逻辑118 |
| 参考资料120 |
| 训练题121 |
| 练习题124 |
| 第4章组合逻辑设计原理127 |
| 4.1开关代数128 |
| 4.1.1公理128 |
| 4.1.2单变量定理130 |
| 4.1.3二变量定理和三变量定理130 |
| 4.1.4n变量定理131 |
| 4.1.5对偶性133 |
| 4.1.6逻辑函数的标准表示法135 |
| 4.2组合电路分析138 |
| 4.3组合电路的综合141 |
| 4.3.1电路描述与设计142 |
| 4.3.2电路处理144 |
| 4.3.3组合电路*小化145 |
| 4.3.4卡诺图147 |
| 4.3.5*小化“积之和”表达式148 |
| 4.3.6其他*小化问题154 |
| 4.3.7程序化的*小化方法154 |
| *4.4定时冒险155 |
| 4.4.1静态冒险156 |
| 4.4.2利用卡诺图发现静态冒险157 |
| 4.4.3动态冒险158 |
| 4.4.4设计无冒险电路158 |
| 参考资料159 |
| 训练题160 |
| 练习题161 |
| 第5章硬件描述语言165 |
| 5.1基于HDL的数字设计166 |
| 5.1.1为什么用HDL166 |
| 5.1.2HDL工具组166 |
| 5.1.3基于HDL的设计流程167 |
| 5.2ABEL硬件描述语言169 |
| 5.2.1ABEL程序结构170 |
| 5.2.2ABEL编译器操作171 |
| 5.2.3when语句和等式块172 |
| 5.2.4真值表174 |
| 5.2.5范围.集合和关系175 |
| 5.2.6测试向量176 |
| 5.2.7ABEL的其他特点178 |
| 5.3VHDL硬件描述语言178 |
| 5.3.1程序结构178 |
| 5.3.2类型.常量和数组181 |
| 5.3.3函数和过程184 |
| 5.3.4库和包187 |
| 5.3.5结构形式的设计元素188 |
| 5.3.6数据流形式的设计元素191 |
| 5.3.7行为形式的设计元素193 |
| 5.3.8时间尺度197 |
| 5.3.9模拟..198 |
| 5.3.10测试平台199 |
| 5.3.11时序逻辑设计的VHDL特性201 |
| 5.3.12综合201 |
| 5.4Verilog硬件描述语言201 |
| 5.4.1程序结构202 |
| 5.4.2逻辑系统.网格.变量和常量205 |
| 5.4.3向量和操作符208 |
| 5.4.4数组210 |
| 5.4.5逻辑操作符和表达式211 |
| 5.4.6编译器指令212 |
| 5.4.7结构形式的设计元素213 |
| 5.4.8数据流形式的设计元素216 |
| 5.4.9行为形式的设计元素（过程代码）217 |
| 5.4.10函数和任务228 |
| 5.4.11时间尺度230 |
| 5.4.12模拟230 |
| 5.4.13测试平台231 |
| 5.4.14时序逻辑设计的Verilog特性233 |
| 5.4.15综合233 |
| 参考资料234 |
| 训练题235 |
| 练习题235 |
| 第6章组合逻辑设计实践238 |
| 6.1文档标准239 |
| 6.1.1方框图240 |
| 6.1.2门的符号241 |
| 6.1.3信号名和有效电平242 |
| 6.1.4引脚的有效电平243 |
| 6.1.5“圈到圈”逻辑设计245 |
| 6.1.6HDL程序中的信号命名247 |
| 6.1.7绘制布局图248 |
| 6.1.8总线250 |
| 6.1.9附带的图示信息251 |
| 6.2电路定时253 |
| 6.2.1定时图253 |
| 6.2.2传播延迟254 |
| 6.2.3定时规格说明255 |
| 6.2.4定时分析257 |
| 6.2.5定时分析工具258 |
| 6.3组合型PLD258 |
| 6.3.1可编程逻辑阵列258 |
| 6.3.2可编程阵列逻辑器件260 |
| 6.3.3通用阵列逻辑器件263 |
| 6.3.4复杂型可编程逻辑器件264 |
| *6.3.5CMOS型PLD电路265 |
| *6.3.6器件编程与测试267 |
| 6.4译码器268 |
| 6.4.1二进制译码器268 |
| 6.4.2大规模元件的逻辑符号269 |
| 6.4.33-8译码器74x138270 |
| 6.4.4级联二进制译码器273 |
| 6.4.5用ABEL和PLD实现译码器274 |
| 6.4.6用VHDL实现译码器279 |
| 6.4.7用Verilog实现译码器283 |
| *6.4.8七段译码器286 |
| 6.5编码器287 |
| 6.5.1优先级编码器288 |
| 6.5.2优先级编码器74x148289 |
| 6.5.3用ABEL和PLD实现编码器291 |
| 6.5.4用VHDL实现编码器293 |
| 6.5.5用Verilog实现编码器293 |
| 6.6三态器件294 |
| 6.6.1三态缓冲器294 |
| 6.6.2标准MSI三态缓冲器296 |
| 6.6.3用ABEL和PLD实现三态输出299 |
| *6.6.4用VHDL实现三态输出302 |
| *6.6.5用Verilog实现三态输出304 |
| 6.7多路复用器305 |
| 6.7.1标准MSI多路复用器306 |
| 6.7.2扩展多路复用器308 |
| 6.7.3多路复用器.多路分配器和总线310 |
| 6.7.4用ABEL和PLD实现多路复用器312 |
| 6.7.5用VHDL实现多路复用器314 |
| 6.7.6用Verilog实现多路复用器316 |
| 6.8“异或”门和奇偶校验电路317 |
| 6.8.1“异或”门和“异或非”门317 |
| 6.8.2奇偶校验电路318 |
| 6.8.39位奇偶校验发生器74x280319 |
| 6.8.4奇偶校验的应用319 |
| 6.8.5用ABEL和PLD实现“异或”门和奇偶校验电路321 |
| 6.8.6用VHDL实现“异或”门和奇偶校验电路321 |
| 6.8.7用Verilog实现“异或”门和奇偶校验电路323 |
| 6.9比较器325 |
| 6.9.1比较器结构325 |
| 6.9.2迭代电路326 |
| 6.9.3迭代比较器电路327 |
| 6.9.4标准MSI大小比较器327 |
| 6.9.5用HDL实现比较器330 |
| 6.9.6用ABEL和PLD实现比较器331 |
| 6.9.7用VHDL实现比较器331 |
| 6.9.8用Verilog实现比较器333 |
| *6.10加法器.减法器和ALU337 |
| 6.10.1半加器和全加器337 |
| 6.10.2串行进位加法器337 |
| 6.10.3减法器338 |
| 6.10.4先行进位加法器339 |
| 6.10.5MSI加法器341 |
| 6.10.6MSI算术逻辑单元343 |
| 6.10.7组间先行进位345 |
| 6.10.8用ABEL和PLD实现加法器346 |
| 6.10.9用VHDL实现加法器347 |
| 6.10.10用Verilog实现加法器349 |
| *6.11组合乘法器351 |
| 6.11.1组合乘法器结构351 |
| 6.11.2用ABEL和PLD实现乘法354 |
| 6.11.3用VHDL实现乘法354 |
| 6.11.4用Verilog实现乘法358 |
| 参考资料362 |
| 训练题363 |
| 练习题365 |
| 第7章时序逻辑设计原理371 |
| 7.1双稳态元件372 |
| 7.1.1数字分析373 |
| 7.1.2模拟分析373 |
| 7.1.3亚稳态特性373 |
| 7.2锁存器与触发器374 |
| 7.2.1S-R锁存器375 |
| 7.2.2S-R锁存器377 |
| 7.2.3具有使能端的S-R锁存器377 |
| 7.2.4D锁存器378 |
| 7.2.5边沿触发式D触发器379 |
| 7.2.6具有使能端的边沿触发式D触发器381 |
| 7.2.7扫描触发器382 |
| *7.2.8主从式S-R触发器383 |
| *7.2.9主从式J-K触发器384 |
| *7.2.10边沿触发式J-K触发器385 |
| 7.2.11T触发器386 |
| 7.3时钟同步状态机分析387 |
| 7.3.1状态机结构387 |
| 7.3.2输出逻辑388 |
| 7.3.3特征方程389 |
| 7.3.4使用D触发器的状态机分析389 |
| 7.4时钟同步状态机设计396 |
| 7.4.1状态表设计举例397 |
| 7.4.2状态*小化400 |
| 7.4.3状态赋值401 |
| 7.4.4采用D触发器的综合403 |
| *7.4.5采用J-K触发器的综合405 |
| 7.4.6采用D触发器的其他设计例子406 |
| 7.5用状态图设计状态机409 |
| *7.6用转移表综合状态机414 |
| 7.6.1转移方程414 |
| 7.6.2激励方程415 |
| 7.6.3其他方法415 |
| 7.6.4状态机的实现416 |
| 7.7另一个状态机设计举例416 |
| 7.7.1猜谜游戏416 |
| 7.7.2未用状态418 |
| 7.7.3输出编码状态赋值419 |
| 7.7.4“无关”状态编码420 |
| 7.8状态机的分解421 |
| *7.9反馈时序电路423 |
| 7.9.1基本分析424 |
| 7.9.2分析具有多个反馈回路的电路426 |
| 7.9.3竞争428 |
| 7.9.4状态表与流程表429 |
| 7.9.5CMOSD触发器分析430 |
| *7.10反馈时序电路设计431 |
| 7.10.1锁存器431 |
| 7.10.2设计基本模式流程表433 |
| 7.10.3流程表的*小化434 |
| 7.10.4无竞争状态赋值法435 |
| 7.10.5激励方程437 |
| 7.10.6本质冒险437 |
| 7.10.7小结439 |
| 7.11ABEL时序电路设计特性440 |
| 7.11.1寄存型输出440 |
| 7.11.2状态图441 |
| *7.11.3外部状态记忆445 |
| *7.11.4指定Moore型输出445 |
| *7.11.5用with语句指定Mealy型输出和流水线输出446 |
| 7.11.6测试向量448 |
| 7.12用VHDL设计时序电路450 |
| 7.12.1时钟电路450 |
| 7.12.2用VHDL设计状态机452 |
| 7.12.3VHDL状态机举例454 |
| 7.12.4VHDL中的状态赋值456 |
| 7.12.5VHDL中的流水线型输出457 |
| 7.12.6不用状态表的直接VHDL编程458 |
| 7.12.7更多VHDL状态机例子459 |
| 7.12.8用VHDL定义触发器461 |
| 7.12.9VHDL状态机测试平台462 |
| 7.12.10反馈时序电路465 |
| 7.13用Verilog设计时序电路466 |
| 7.13.1时钟电路466 |
| 7.13.2用Verilog设计状态机467 |
| 7.13.3Verilog状态机举例469 |
| 7.13.4Verilog中的流水线型输出471 |
| 7.13.5不用状态表的直接Verilog编程471 |
| 7.13.6更多Verilog状态机例子472 |
| 7.13.7用Verilog定义触发器474 |
| 7.13.8Verilog状态机测试平台476 |
| 7.13.9反馈时序电路478 |
| 参考资料478 |
| 训练题479 |
| 练习题483 |
| 第8章时序逻辑设计实践489 |
| 8.1时序电路文档标准489 |
| 8.1.1一般要求489 |
| 8.1.2逻辑符号490 |
| 8.1.3状态机描述490 |
| 8.1.4定时图和定时规格说明491 |
| 8.2锁存器和触发器494 |
| 8.2.1SSI型锁存器和触发器494 |
| *8.2.2开关消颤495 |
| *8.2.3*简单的开关消颤电路496 |
| *8.2.4总线保持电路497 |
| 8.2.5多位寄存器和锁存器497 |
| 8.2.6用ABEL和PLD实现寄存器和锁存器500 |
| 8.2.7用VHDL实现寄存器和锁存器503 |
| 8.2.8用Verilog实现寄存器和锁存器506 |
| 8.3时序型PLD507 |
| 8.3.1时序型GAL器件507 |
| 8.3.2PLD定时规格说明511 |
| 8.4计数器513 |
| 8.4.1行波计数器513 |
| 8.4.2同步计数器514 |
| 8.4.3MSI型计数器及应用514 |
| 8.4.4二进制计数器状态的译码518 |
| 8.4.5用ABEL和PLD实现计数器519 |
| 8.4.6用VHDL实现计数器521 |
| 8.4.7用Verilog实现计数器524 |
| 8.5移位寄存器526 |
| 8.5.1移位寄存器结构526 |
| 8.5.2MSI移位寄存器527 |
| 8.5.3移位寄存器计数器529 |
| 8.5.4环形计数器529 |
| *8.5.5Johnson计数器532 |
| *8.5.6线性反馈移位寄存器计数器533 |
| 8.5.7用ABEL和PLD实现移位寄存器536 |
| 8.5.8用VHDL实现移位寄存器542 |
| 8.5.9用Verilog实现移位寄存器545 |
| *8.6迭代电路与时序电路548 |
| 8.7同步设计方法549 |
| 8.8同步设计中的障碍552 |
| 8.8.1时钟偏移552 |
| 8.8.2选通时钟555 |
| 8.8.3异步输入556 |
| 8.9同步器故障和亚稳定性558 |
| 8.9.1同步器故障558 |
| 8.9.2亚稳定性分辨时间559 |
| 8.9.3可靠同步器设计559 |
| 8.9.4亚稳定的定时分析560 |
| 8.9.5更好的同步器562 |
| 8.9.6其他同步器设计563 |
| 8.9.7同步高速数据传输565 |
| 参考资料572 |
| 训练题574 |
| 练习题575 |
| 第9章存储器.CPLD和FPGA580 |
| 9.1只读存储器580 |
| 9.1.1ROM用于“随机”组合逻辑函数581 |
| *9.1.2ROM的内部结构583 |
| *9.1.3二维译码585 |
| 9.1.4商用ROM的类型587 |
| 9.1.5ROM的控制输入和定时590 |
| 9.1.6ROM的应用592 |
| 9.2读/写存储器596 |
| 9.3静态RAM597 |
| 9.3.1静态RAM的输入和输出597 |
| 9.3.2静态RAM的内部结构597 |
| 9.3.3静态RAM的定时599 |
| *9.3.4标准静态RAM600 |
| *9.3.5同步SRAM602 |
| 9.4动态RAM605 |
| 9.4.1动态RAM的结构605 |
| 9.4.2SDRAM的定时607 |
| 9.4.3DDRSDRAM609 |
| 9.5复杂可编程逻辑器件610 |
| 9.5.1XilinxXC9500CPLD系列611 |
| 9.5.2功能块体系结构612 |
| 9.5.3输入/输出块体系结构614 |
| 9.5.4开关矩阵615 |
| 9.6现场可编程门阵列617 |
| 9.6.1XilinxXC4000FPGA系列617 |
| 9.6.2可配置逻辑块618 |
| 9.6.3输入/输出块620 |
| 9.6.4可编程互连621 |
| 参考资料623 |
| 训练题624 |
| 练习题...624 |
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