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数字系统设计与VHDL(第二版)
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数字系统设计与VHDL(第二版)

  • 作者:罗斯( Charles H.Roth (美国)Jr.) (美国)Lizy Kurian John 金
  • 出版社:电子工业出版社
  • ISBN:9787121067280
  • 出版日期:2008年01月01日
  • 页数:453
  • 定价:¥55.00
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    内容提要
    《数字系统设计与VHDL(第二版)》是为本科生和研究生撰写的数字系统设计**课程教材,它把工业标准硬件描述语言VHDL和数字系统设计融为一体。作者首先复习了数字系统设计的基本原理,然后从VHDL语言的基础知识开始,覆盖了许多基于VHDL语言的数字系统设计**专题。学生了解基本原理之后,学习数字系统设计的*好方法是通过实际例子。因此本书中包含了丰富的设计实例,从简单的二进制加法器到复杂的微处理机设计,书中都进行了详细的介绍。《数字系统设计与VHDL(第二版)》的*大特点不是把VHDL语言作为单纯的程序语言来讲解,而是把**放在VHDL语言在数字系统设计中的实际应用上。
    文章节选
    这一章节将回顾许多逻辑设计的一些基本原理,这些内容一般在逻辑设计初级课程中讲授,也会提到一些将在以后的章节里引用的例子。对本章节里讨论的内容如果想多了解一些,读者可查阅经典的逻辑设计基础教程,例如《逻辑设计基础》第五版(Roth,Fundamentals of Logic Design,5th Edition. Thomson Brooks/Cole.2004)。首先,我们复习组合逻辑电路,随后复习时序逻辑。组合逻辑中没有存储单元,所以其当前输出只与当前输入有关。时序逻辑中有存储单元,所以其当前的输出不仅与当前的输入有关而且与以前的输入也有关。本章中介绍的时序电路时序和同步设计的内容很重要,只有熟练掌握了时序的相关内容,才能更好地进行数字系统设计。
    1.1组合逻辑电路图
    1.1中列举了一些逻辑电路中常用的基本逻辑门符号。如果没有另外说明,我们指定逻辑��量取值为O和1两种。通常,我们使用正逻辑,即低电平对应逻辑O,高电平对应逻辑1。相对地,当使用负逻辑时,低电平对应逻辑1,高电平对应逻辑O。
    2001年7月间,电子工业出版社的领导同志邀请各高校十几位通信领域方面的老师,商量引进国外教材问题。与会同志对出版社提出的计划十分赞同,大家认为,这对我国通信事业、特别是对高等院校通信学科的教学工作会很有好处。
    教材建设是高校教学建设的主要内容之一。编写、出版一本好的教材,意味着开设了一门好的课程,甚*可能预示着一个崭新学科的诞生。20世纪40年代MIT林肯实验室出版的一套28本雷达丛书,对近代电子学科、特别是对雷达技术的推动作用,就是一个很好的例子。
    我国领导部门对教材建设一直非常重视。20世纪80年代,在原教委教材编审委员会的领导下,汇集了高等院校几百位富有教学经验的专家,编写、出版了一大批教材;很多院校还根据学校的特点和需要,陆续编写了大量的讲义和参考书。这些教材对高校的教学工作发挥了极好的作用。近年来,随着教学改革不断深入和科学技术的飞速进步,有的教材内容已比较陈旧、落后,难以适应教学的要求,特别是在电子学和通信技术发展神速、可以讲是日新月异的今天,如何适应这种情况,更是一个必须认真考虑的问题。解决这个问题,除了依靠高校的老师和专家撰写新的符合要求的教科书外,引进和出版一些国外优秀电子与通信教材,尤其是有选择地引进一批英文原版教材,是会有好处的。 一年多来,电子工业出版社为此做了很多工作。他们成立了一个“国外电子与通信教材系列”项目组,选派了富有经验的业务骨干负责有关工作,收集了230余种通信教材和参考书的详细资料,调来了100余种原版教材样书,依靠由20余位专家组成的出版委员会,从中精选了40多种,内容丰富,覆盖了电路理论与应用、信号与系统、数字信号处理、微电子、通信系统、电磁场与微波等方面,既可作为通信专业本科生和研究生的教学用书,也可作为有关专业人员的参考材料。此外,这批教材,有的翻译为中文,还有部分教材直接影印出版,以供教师用英语直接授课。希望这些教材的引进和出版对高校通信教学和教材改革能起一定作用。
    在这里,我还要感谢参加工作的各位教授、专家、老师与参加翻译、编辑和出版的同志们。各位专家认真负责、严谨细致、不辞辛劳、不怕琐碎和精益求精的态度,充分体现了中国教育工作者和出版工作者的良好美德。
    随着我国经济建设的发展和科学技术的不断进步,对高校教学工作会不断提出新的要求和希望。我想,无论如何,要做好引进国外教材的工作,一定要联系我国的实际。教材和学术专著不同,既要注意科学性、学术性,也要重视可读性,要深入浅出,便于读者自学;引进的教材要适应高校教学改革的需要,针对目前一些教材内容较为陈旧的问题,有目的地引进一些先进的和正在发展中的交叉学科的参考书;要与国内出版的教材相配套,安排好出版英文原版教材和翻译教材的比例。我们努力使这套教材能尽量满足上述要求,希望它们能放在学生们的课桌上,发挥一定的作用。
    *后,预祝“ 国外电子与通信教材系列”项目取得成功,为我国电子与通信教学和通信产业的发展培土施肥。也恳切希望读者能对这些书籍的不足之处、特别是翻译中存在的问题,提出意见和建议,以便再版时更正。
    目录
    第1章 逻辑设计基本原理简介
    1.1 组合逻辑电路
    1.2 布尔代数与代数式的化简
    1.3 卡诺图
    1.3.1 用卡诺图中嵌入的变量进行化简
    1.4 用与非门和或非门进行设计
    1.5 组合电路中的冒险
    1.6 触发器和锁存器
    1.7 MEALY时序电路设计
    1.7.1 MEALY时序电路设计例子1:序列检测器
    1.7.2 MEALY时序电路设计例子2:BCD码一余3码转换器
    1.8 MOORE时序电路设计
    1.8.1 MOORE电路例子1:序列检测器
    1.8.2 MOORE电路设计例子2:非归零码-曼彻斯特码转换器
    1.9 等价状态和状态表化简
    1.10 时序电路的时序
    1.10.1 传输延迟、建立时间和保持时间
    1.10.2 *大时钟工作频率
    1.10.3 时序条件
    1.10.4 时序电路中的毛刺
    1.10.5 同步设计
    1.11 三态逻辑和总线
    习题
    第2章 VHDL简介
    2.1 计算机辅助设计
    2.2 硬件描述语言
    2.2.1 如何学习一种语言
    2.3 组合逻辑电路的VHDL描述
    2.4 VHDL模块
    2.4.1 四位全加器
    2.4.2 BUFFER模式的使用
    2.5 顺序语句和进程语句
    2.6 用进程语句模拟触发器
    2.7 含有WAIT语句的进程
    2.8 两种VHDL延迟:传输延迟和惯性延迟
    2.9 VHDL代码的编译、仿真与综合
    2.9.1 多进程仿真
    2.10 VHDL数据类型和运算符
    2.10.1 数据类型
    2.10.2 VHDL语言的运算符
    2.11 简单综合示例
    2.12 多路选择器的VHDL设计
    2.12.1 并发语句的使用
    2.12.2 进程的使用
    2.13 VHDL语言的库
    2.14 用VHDL进程语句模拟寄存器和计数器
    2.15 VHDL的行为和结构描述方式
    2.15.1 时序机建模
    2.16 变量、信号和常数
    2.16.1 常数
    2.17 数组
    2.17.1 矩阵
    2.18 VHDL中的循环语句
    2.19 ASSERT和REPORT语句
    习题
    第3章 可编程逻辑器件简介
    3.1 可编程逻辑器件简介
    3.2 简单可编程逻辑器件
    3.2.1 只读存储器
    3.2.2 可编程逻辑阵列
    3.2.3 可编程阵列逻辑
    3.2.4 可编程逻辑器件/通用阵列逻辑
    3.3 复杂可编程逻辑器件
    3.3.1 CPLD示例:XILINX公司的COOLRUNNER系列芯片
    3 2 2 可编程逻辑阵列
    3.2.3 可编程阵列逻辑
    3.2.4 可编程逻辑器件, 通用阵列逻辑
    3.3 复杂可编程逻辑器件
    3.3.1 CPLD示例:Xilinx公司的CoolRunner系列芯片
    3.4 现场可编程门阵列
    3.4.1 FPGA的结构
    3.4.2 FPGA编程技术
    3.4.3 可编程逻辑模块的结构
    3.4.4 可编程互联
    3.4.5 FPGA中的可编程I/O模块
    3.4.6 FPGA中的专用元件
    3.4.7 FPGA的应用
    3.4.8 FPGA设计流程
    习题
    第4章 设计举例
    4.1 BCD码-七段显示译码器
    4.2 BCD加法器
    4.3 32位加法器
    4.3.1 先行进位加法器
    4.4 交通灯控制器
    4.5 控制电路状态图
    4.6 记分板和控制器
    4.6.1 数据通道
    4.6.2 控制器
    4.6.3 VHLD模型
    4.7 同步与去抖动
    4.7.1 单脉冲发生器
    4.8 相加-移位结构乘法器
    4.9 阵列结构乘法器
    4.9.1 VHDL编程
    4.10 有符号整数/分数的乘法
    4.11 键盘扫描器
    4.11.1 扫描器
    4.11.2 去抖动器
    4.11.3 译码器
    4.11.4 控制器
    4.11.5 VHDL代码
    4.11.6 键盘扫描器的测试平台
    4.12 二进制除法器的设计
    4.12.1 无符号数除法器
    4.12.2 有符号数除法器
    习题
    第5章 SM图与微程序
    5.1 状态机流程图
    5.2 SM图的推导
    5.2.1 二进制乘法器
    5.2.2 掷骰子游戏
    5.3 SM图的实现
    5.3.1 二进制乘法器控制器的实现
    5.4 掷骰子游戏的实现
    5.5 微程序
    5.5.1 双地址微代码
    5.5.2 单限制量、单地址微代码
    5.5.3 掷骰子游戏控制器的微程序实现
    5.6 链接状态机
    习题
    第6章 FPGA设计实例
    第7章 浮点数算数
    第8章 VHDL语言的**议题
    第9章 RISC微处理器设计
    第10章 硬件测试和可测试性设计
    第11章 设计实例补充
    附录A VHDL语言小结
    附录B IEEE标准库
    附录C TEXTIO包集合
    附录D 专题设计项目
    索引
    参考文献

    ……
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