清华版双语教学用书：数字逻辑与Verilog设计（第3版） [Fundamentals of Digital Logic With Verilog Design Third Edition] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 布朗（Stephen Brown），[美] 弗兰民斯克（Zvonko Vranesic） 著，罗嵘 译

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• 数字逻辑
• Verilog
• 清华大学
• 双语教学
• 电子工程
• 计算机科学
• 数字电路
• 逻辑设计
• 教材
• 第三版

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302366850

版次：3

商品编码：11521979

品牌：清华大学

包装：平装

丛书名： 清华版双语教学用书

外文名称：Fundamentals of Digital Logic With Verilog Design Third Edition

开本：16开

出版时间：2014-08-01##

编辑推荐

　　《清华版双语教学用书：数字逻辑与Verilog设计（第3版）》主要特点：
　　·全面讲解用于设计组合和时序逻辑电路的传统技术；
　　·强调逻辑电路设计的模块化方法——先引入基本电路模块，然后用它们实现更大规模的电路设计；
　　·以易于学生理解的方式，循序渐进地引入Verilog语言，作为本书内容不断深入的组成部分。
　　·强调在实际电路的设计和实现中使用Verilog和CAD工具
　　·提供丰富的实例，以培养良好的设计风格，更加适合于现代数字电路设计技术。

内容简介

　　《清华版双语教学用书：数字逻辑与Verilog设计（第3版）》是一本享誉全球的经典著作！两位作者分别是多伦多大学的Stephen Brown和Zvonko Vranesie教授，Stephen Brown教授还是Altera公司全球大学计划的总负责人。本书为“数学电路与逻辑设计”课程的教学提供了是为先进的理念与方法。该书将传统的电路设计方法和现代电子设计自动化技术充分地融合，利用简单的逻辑电路来引入基本概念，随后以自动化工具设计更复杂的实际电路。
　　《清华版双语教学用书：数字逻辑与Verilog设计（第3版）》包括11章正文和两篇附录。第1～6章介绍了数字逻辑的基础设计，全面讲述了传统数字电路设计的基本理论，此部内容可以作为一个学期的数字逻辑设计导论课程。第7～11章介绍了基于现代CAD工具的设计方法。此部分内容迎合了现代数字系统规模越来越大，采用计算机辅助设计工具完成数字电路设计的趋势。附录A给出了Verilog的总结；附录B详尽论述了实现技术。此外，本书各章都配有大量习题，以便于读者巩固所学知识。这种章节安排方式，循序渐进，潜移默化，有利于读者在学习过程中轻松掌握Verilog代码编写方法和技巧，极大地提高学习效果。

内页插图

目录

第1章 绪论
1.1 数字硬件
1.1.1 标准芯片
1.1.2 可编程逻辑器件
1.1.3 定制芯片
1.2 设计过程
1.3 计算机结构
1.4 本书中的逻辑电路设计
1.5 信息的数字表示
1.5.1 二进制数
1.5.2 十进制和二进制系统之间的转换
1.5.3 ASCII字符码
1.5.4 数字和模拟信息
1.6 理论和实践
习题
参考文献

第2章 逻辑电路导论
2.1 变量和函数
2.2 反相
2.3 真值表
2.4 逻辑门和网络
2.4.1 逻辑网络的分析
2.5 布尔代数
2.5.1 维恩图
2.5.2 符号和术语
2.5.3 操作的优先级
2.6 用与、或和非门进行综合
2.6.1 与或和或与形式
2.7 与非和或非逻辑网络
2.8 设计实例
2.8.1 三路灯光控制
2.8.2 多路选择器电路
2.8.3 数字显示
2.9 CAD工具简介
2.9.1 设计输入
2.9.2 逻辑综合
2.9.3 功能仿真
2.9.4 物理设计
2.9.5 时序仿真
2.9.6 电路实现
2.9.7 完整的设计流程
2.10 Verilog简介
2.10.1 逻辑电路的结构描述
2.10.2 逻辑电路的行为描述
2.10.3 层次化Verilog代码
2.10.4 如何不写Verilog代码
2.11 化简和卡诺图
2.12 化简策略
2.12.1 术语
2.12.2 化简过程
2.13 或与形式的最简
2.14 不完全确定函数
2.15 多输出电路
2.16 小结
2.17 问题求解案例
习题
参考文献

第3章 数的表示和算术电路
第4章 组合电路构件块
第5章 触发器、寄存器和计数器
第6章 同步时序电路
第7章 数字系统设计
第8章 逻辑函数的优化实现
第9章 异步时序电路
第10章 计算机辅助设计工具
第11章 逻辑电路测试

前言/序言

　　本书英文原著的作者是多伦多大学的Stephen Brown 和Zvonko Vranesic教授。他们长期从事相关教学和研究工作，具有丰富的经验。Stephen Brown教授还是Altera公司全球大学计划的总负责人。
　　译者曾多次和Stephen Brown教授交流，并在2010年通过Altera公司大学培训计划，由Stephen Brown教授授予该公司的工程师培训资格。
　　此次有幸接受清华大学出版社盛东亮编辑邀请选译本书，给出书中每节的导读和相关术语，又重温了一遍这本在国内外大学本科教育以及工程师培训中广泛使用的经典教科书。
　　本书共包括11章正文和两篇附录。为了让读者了解传统的人工进行数字设计的基本理论，前六章主要还是介绍数字逻辑的基础，且此部分内容可以作为一个学期的数字逻辑设计导论课程。由于数字系统的规模越来越大，采用计算机辅助设计工具来完成数字电路的设计势在必行，因此本书从第2章开始就将相关知识融入到基础理论中，让读者能在阅读和学习过程中潜移默化地掌握Verilog代码编写风格，达到事半功倍的效果。
　　此外，本书基本上每章正文最后都有问题求解案例，让读者了解如何求解典型的习题。因此，该书作为高等院校的本科数字逻辑设计课程的参考教材或者从事数字设计的工程师的参考书籍，是非常有效的。
　　该书第2版由夏宇闻等进行了全文翻译（2008年），本版书中的术语和定义的翻译参考了第2版。
　　罗嵘
　　2014年4月于清华大学
　　数字逻辑与Verilog设计（第3版）

综合电路分析与设计：现代电子系统核心技术精要 本书导言：洞悉电子世界的底层逻辑 在飞速发展的现代电子工程领域，对复杂系统的理解与设计能力是工程师不可或缺的核心竞争力。本书《综合电路分析与设计：现代电子系统核心技术精要》旨在为读者提供一个全面、深入且高度实用的知识体系，涵盖从基础的半导体器件物理到复杂的集成电路（IC）系统级架构的完整链条。它不仅仅是一本理论教科书，更是一本面向实际工程应用的工具手册，致力于将深奥的电子学原理转化为可操作的设计流程。 全书结构精心设计，旨在引导读者逐步建立起从微观到宏观的认知框架。我们聚焦于当代电子系统中最关键的几个技术支柱：半导体器件基础、模拟电路设计、数字电路基础架构、系统级验证方法，以及前沿的低功耗与高速信号处理技术。我们深知，脱离了对底层物理机制的理解，上层的系统设计往往会陷入“空中楼阁”的困境，因此，本书在开篇即为读者打下了坚实的物理学基础。 第一部分：半导体物理与器件基础——万物之源 本部分将深度剖析构成现代电子系统的基本单元——半导体器件的物理特性与工作原理。我们不会停留在传统的理想模型层面，而是深入探讨实际晶体管的非理想效应，这对于设计高性能、高可靠性的芯片至关重要。 晶体管的量子力学基础与能带理论： 详述了P型和N型半导体的形成机制，电子和空穴的输运特性，以及PN结的反向偏压、正向偏压下的电流-电压（I-V）特性曲线。重点分析了热载流子效应和隧道效应，这些在缩小制程后变得尤为突出。 MOSFET的详细剖析： 详细阐述了NMOS和PMOS晶体管的工作区划分（截止区、线性区、饱和区）。本书特别强调了亚阈值导电（Subthreshold Conduction）现象，这是当前低功耗设计中必须面对的关键挑战。我们引入了更精确的BSIM模型的概念，用于描述栅氧电容、沟道长度调制等对晶体管性能的实际影响。 CMOS基本结构与工艺影响： 探讨了互补金属氧化物半导体（CMOS）结构相对于早期的TTL/ECL逻辑的巨大优势。我们细致分析了版图设计对器件性能的影响，例如L/W比（长宽比）的选择如何影响开关速度和静态功耗。此外，对互连线寄生效应（电阻和电容）的建模方法进行了详尽的介绍，这是高速电路设计中不可规避的瓶颈。 第二部分：模拟电路设计精要——信号的忠实搬运者 模拟电路是连接真实世界（如传感器、射频信号）与数字处理核心的桥梁。本部分着重于设计具有高精度、高稳定性和宽动态范围的模拟模块。 基础放大器结构与反馈理论： 从单级放大器（共源、共射）开始，逐步扩展到双级运算放大器（OTA）。核心内容包括增益带宽积（GBW）、相位裕度（PM）的计算与优化。反馈理论部分，我们详细推导了负反馈对电路稳定性的影响，并介绍了频率补偿技术（如米勒补偿、导纳加载补偿）。 电流镜与偏置技术： 详细介绍了高精度匹配的电流镜设计，包括如何利用二极管连接晶体管实现精确的电流源和电压源。针对温度漂移和电源抑制比（PSRR）问题，本书提出了先进的自偏置技术和电流分配网络。 数据转换器（ADC/DAC）设计： 这是模拟与数字世界的交汇点。我们深入讲解了数模转换器（DAC）的线性度、失调误差和建立时间；在模数转换器（ADC）部分，重点分析了Flash型、逐次逼近寄存器型（SAR）和Sigma-Delta（Σ-Δ）架构的优缺点、采样理论以及量化噪声的控制方法。 第三部分：系统级数字逻辑与时序分析——构建信息处理的骨架 本部分跳出单个逻辑门层面的分析，聚焦于如何高效、可靠地构建大规模组合逻辑和时序逻辑电路。 组合逻辑优化与门级网表： 探讨了布尔代数简化在实际电路实现中的局限性。重点分析了多输入逻辑门（如多输入NAND/NOR）的扇入（Fan-in）和扇出（Fan-out）限制，以及如何通过逻辑分离（Decomposition）来优化延迟和功耗。 时序逻辑单元的建模与分析： 深入研究了锁存器（Latch）和触发器（Flip-Flop）的工作机制，特别是主从结构和透明锁存器的区别。建立时间（Setup Time）和保持时间（Hold Time）裕量的计算是本章的重中之重，通过实际路径分析，指导读者识别和消除时序违规。 同步时序系统与时钟网络设计： 阐述了同步电路设计的核心——全局时钟网络的构建。详细分析了时钟抖动（Jitter）、时钟偏移（Skew）对系统性能的负面影响。我们介绍了常用的时钟分配结构，如H形（H-tree）和梳形（Comb）网络，以及如何通过延迟平衡技术来最小化时钟偏差。 第四部分：低功耗设计与系统级验证方法 随着移动设备和物联网（IoT）的普及，能效比（Performance per Watt）已成为衡量芯片优劣的关键指标。同时，系统复杂性的爆炸性增长要求更严格的验证流程。 先进的低功耗技术： 系统地介绍了功耗分解——静态功耗（漏电）和动态功耗的来源。详细阐述了电压域划分（Voltage Scaling）、时钟门控（Clock Gating）、电源门控（Power Gating）等技术。对于漏电控制，本书深入探讨了多阈值电压（Multi-Vt）设计策略及其对芯片面积和性能的权衡。 系统级验证与仿真： 强调了验证在芯片开发周期中的重要性。介绍了形式验证（Formal Verification）与模拟仿真（Simulation）的互补关系。重点讲解了如何使用高级硬件描述语言（HDL）进行结构化建模，以及在设计后期如何利用时序签核（Timing Sign-off）工具来确保最终布局布线后的电路满足所有时序要求。 可靠性与鲁棒性设计： 探讨了瞬态效应，如闩锁效应（Latch-up）的预防措施。对于新兴的制造工艺，讨论了工艺、电压、温度（PVT）变化对电路性能的敏感性分析，确保设计在实际工作环境中的长期可靠运行。 结语：面向未来的工程实践 本书的内容紧密围绕当代电子系统设计的实际挑战展开，从晶体管的物理限制出发，延伸至复杂的系统级架构优化。读者通过研习本书，将能够掌握从电路原理到系统实现的完整设计流程，为未来在高性能计算、嵌入式系统、通信和传感器接口等前沿领域的发展奠定坚实的基础。每一章节都力求理论与实践紧密结合，辅以工程实例说明，确保读者不仅知其然，更能知其所以然，成为能够独立解决复杂电子系统问题的工程师。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简直是一场视觉盛宴，色彩搭配得恰到好处，既有学术的严谨感，又不失现代气息。拿到手里就能感觉到那种沉甸甸的分量，纸张的质感也相当不错，印刷清晰，拿在手里阅读起来非常舒适。我特别喜欢它字体选择的细腻考究，每一页的排版都经过了深思熟虑，使得长时间阅读也不会感到视觉疲劳。特别是那些复杂的电路图和波形图，在优质纸张的承载下显得格外清晰锐利，这对于我们这些需要仔细辨认细节的读者来说，简直是福音。很多教材的插图总是模糊不清，或者颜色暗淡，但这本完全没有这个问题，简直可以作为教材设计的典范来展示。翻开扉页，那种扑面而来的专业气息，让人立刻对接下来的学习内容充满了期待，仿佛已经能闻到实验室里散发出的电子元件的微弱气味。这本书的装帧坚固耐用，即使经常翻阅，也不用担心书脊会松脱，绝对是值得长期珍藏的精品。

评分☆☆☆☆☆

这本书的章节逻辑组织得真是太有条理了，它仿佛为初学者铺设了一条平坦且清晰的知识阶梯。从最基本的布尔代数概念开始，它没有急于抛出深奥的理论，而是通过一系列精心设计的、由浅入深的例子，引导读者一步步建立起对数字系统的直观理解。作者的叙事方式非常平易近人，即便是一些对逻辑电路感到头疼的读者，也能在流畅的文字引导下找到乐趣。我尤其欣赏它在引入新概念时所采用的“先宏观后微观”的策略，先建立整体框架，再深入探讨细节，这使得知识点的掌握不再是零散的碎片，而是一个完整的体系。每当我认为某个概念有点模糊时，往前翻几页，总能找到一个绝佳的比喻或一个巧妙的类比，瞬间豁然开朗。这种精心打磨过的行文结构，无疑大大降低了自学数字逻辑的门槛，让学习过程变成了一种探索与发现的享受。

评分☆☆☆☆☆

我必须得提一下这本书的习题设计，它们简直是检验学习成果的金标准。这些习题的难度梯度设置得非常科学合理，从基础的计算和证明题，到需要综合运用多个章节知识点的设计挑战题，涵盖了学习者可能遇到的所有知识点盲区。而且，这些题目明显不是那种为了凑数而堆砌的重复性练习，每一个都带有明确的考察目的，迫使你去深入思考背后的原理。我尝试做了几道后面的综合题，发现它们强迫我去整合前面学到的所有工具和方法，这比单纯的记忆知识点要有效得多。解答过程中遇到的困难，反而成为了我重新翻阅和理解教材的动力，这种“良性互动”的习题设置，是任何纯理论书籍都无法比拟的优势。做完一套题下来，感觉自己的知识体系不仅得到了巩固，而且还被强行“打磨”了一番。

评分☆☆☆☆☆

这本书在细节处理上的严谨态度，体现了作者深厚的学术功底和对读者的尊重。我注意到，无论是在术语的使用上，还是在公式的推导过程中，都保持了极高的一致性和精确性，这在技术类书籍中是难能可贵的品质。例如，作者在引入像竞争冒险（Hazard）这类容易混淆的概念时，总是会配上非常精确的时序图解，并清晰地区分不同类型的冒险，避免了初学者因概念混淆而产生的挫败感。这种对“灰色地带”的清晰界定和详尽阐述，显示了作者对教学难点的深刻洞察。对于需要精确理解每一个逻辑门操作的工程师或学生来说，这种教科书级别的精确度，是保证未来设计不出错的基石。读完感觉自己获得的不仅是知识，更是一种严谨的工程思维方式的熏陶。

评分☆☆☆☆☆

这本书中对实践操作的重视程度，远远超出了我的预期，它不仅仅停留在纸上谈兵的理论阐述。内容中嵌入了大量与实际硬件描述语言（HDL）设计紧密结合的部分，这对于培养真正的工程思维至关重要。我发现作者在讲解完一个逻辑功能后，紧接着就会提供相应的HDL代码示例，这种同步的教学方式极大地促进了理论与实践的融合。更棒的是，这些代码片段往往附带着详尽的解释，告诉我们为什么选择这种结构，以及它在硬件层面是如何映射的，而不是简单地丢一个“黑箱”代码在那儿。对于我们这些渴望从理论走向实际应用的学习者来说，这种边学边练的模式，简直是最高效的学习路径。它成功地将抽象的逻辑电路概念，转化为了可以在仿真器中运行、验证的具体成果，极大地增强了学习的成就感和动手能力。

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经典书籍，学习数字系统设计必备

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不错的书，参考用书，可以看看。

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全英文啊，估计要压箱底了，以为是有翻译，结果基本没有

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不错

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书不错，这个差评是给京东的图书包装的。也算是京东的老顾客了，最近在京东上买了一些书，发现每次的书都是什么保护层都没有，就随便塞在塑料袋里，好几次书皮（或书角）都有些磨损。希望京东能做中国的亚马逊，但还要努力呀，亚马逊的书是包装得很用心的。

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