Verilog数字系统设计教程（第4版）/普通高等教育“十一五”国家级规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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夏宇闻 著

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• Verilog
• 数字系统设计
• FPGA
• Verilog教程
• 数字电路
• 可编程逻辑器件
• 电子工程
• 高等教育
• 教材
• 第四版

出版社： 北京航空航天大学出版社

ISBN：9787512424692

版次：4

商品编码：12208777

包装：平装

丛书名： 普通高等教育“十一五”国家级规划教材

开本：16开

出版时间：2017-10-01

用纸：胶版纸

内容简介

　　本书讲述了利用硬件描述语言( Ve r i l ogHDL)设计复杂数字系统的方法。这种方法源自 20世纪90年代的美国在美国取得成效后迅速在其他先进工业国得到推广和普及。利用硬件 描述语言建模、通过仿真和综合技术设计出极其复杂的数字系统是这种技术的Z大优势。
　　本书从算法和计算的基本概念出发讲述如何用硬线逻辑电路实现复杂数字逻辑系统的 方法。全书共五部分。第一部分Ve r i l og数字设计基础与第二部分Ve r i l og数字系统设计和验 证共18章;第三部分共12个上机练习实验范例;第四部分是Ve r i l og硬件描述语言参考手册 可供读者学习、查询之用;第五部分为Sys t emVe r i l og与UVM验证篇。本书第3版后在语 法篇中增加了IEEEVe r i l og l 364 2005标准简介以反映Ve r i l og语法的Z新变化。
　　本书的讲授方式以每2学时讲授一章为宜每次课后需要花10h来复习思考。完成10 章学习后就可以开始做上机练习从简单到复杂由典型到一般循序渐进地学习Ve r i l og HDL基础知识。按照书上的步骤可以使大学电子类及计算机工程类本科及研究生以及相 关领域的设计工程人员在半年内掌握Ve r i l ogHDL设计技术。
　　本书可作为电子工程类、自动控制类、计算机类的大学本科高年级及研究生教学用书亦 可供其他工程人员自学与参考。

《深入理解数字逻辑：原理、方法与实践》 本书并非对现有教材的简单复述，而是旨在为读者提供一个更深邃、更全面的数字系统设计视角。我们不局限于Verilog语言本身的功能演示，而是着力于揭示数字逻辑设计的底层原理，理解各种结构和算法背后的数学和逻辑基础。通过对组合逻辑和时序逻辑的深入剖析，读者将能构建出更高效、更可靠的数字电路。 第一部分：数字逻辑基石的重塑 我们将从最基本的逻辑门操作出发，但不会止步于此。通过引入卡诺图（Karnaugh Map）和Quine-McCluskey算法等多种化简方法，读者将学习如何系统性地最小化逻辑表达式，从而减少硬件资源消耗，提高电路速度。我们将探讨如何从真值表中推导出逻辑函数，以及如何将复杂的逻辑功能分解为更易于管理的子模块。 进入时序逻辑的世界，我们将详细讲解触发器（Flip-Flops）的不同类型（SR, JK, D, T）及其工作原理，深入理解时钟信号的作用以及建立时间和保持时间的重要性。本书将重点关注有限状态机（Finite State Machines, FSMs）的设计，从摩尔（Moore）型和米利（Mealy）型状态机的区别和联系，到状态编码（如二进制编码、格雷码编码）对电路性能的影响。我们将通过具体的例子，如序列检测器、交通灯控制器等，演示如何一步步地构建和验证FSM。 第二部分：高级设计技术的探索 告别简单的组合和时序逻辑，我们将转向更复杂的数字系统设计。寄存器传输级（Register Transfer Level, RTL）描述语言的精髓在于抽象，本书将指导读者如何有效地使用RTL进行设计，关注数据流和控制流的表示，以及如何将高层次的设计思想转化为可综合的硬件描述。 我们将深入研究流水线（Pipelining）技术，解释其如何通过并行处理来提升系统吞吐量，并分析流水线中的关键问题，如数据冒险（Data Hazards）和控制冒险（Control Hazards），以及相应的解决方法，如转发（Forwarding）和分支预测（Branch Prediction）。 算术逻辑单元（Arithmetic Logic Unit, ALU）的设计是数字系统中的核心部分。我们将从基本的加法器、减法器开始，逐步构建出能够执行多种算术和逻辑运算的ALU。本书还将探讨乘法器（Multipliers）和除法器（Dividers）的不同实现结构，如阵列乘法器（Array Multipliers）、波兰乘法器（Booth Multipliers）以及恢复余数法（Restoring Division）等，分析它们的性能特点和适用场景。 存储器（Memory）的设计也是本书的重要组成部分。我们将详细介绍寄存器文件（Register Files）、随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）的基本结构和工作原理，包括时序和接口设计。读者将了解不同类型的RAM（如SRAM, DRAM）及其特点。 第三部分：现代数字系统设计的考量 进入现代数字设计，时钟域（Clock Domains）的交互是不可避免的挑战。本书将详细讲解多时钟域同步（Multi-Clock Domain Synchronization）技术，特别是异步FIFO（Asynchronous FIFO）的设计，以避免亚稳态（Metastability）问题的发生，确保系统数据的正确传输。 功耗优化（Power Optimization）和时序收敛（Timing Closure）是现代数字设计中至关重要的环节。我们将探讨降低功耗的技术，如时钟门控（Clock Gating）、时钟频率调整（Dynamic Voltage and Frequency Scaling, DVFS）以及低功耗状态（Low-Power States）。对于时序收敛，我们将讲解如何进行时序分析（Timing Analysis），识别关键路径（Critical Paths），并提出优化策略，如逻辑复制（Logic Replication）、寄存器插入（Register Insertion）等。 测试与验证（Testing and Verification）在数字系统开发流程中占据核心地位。本书将介绍可测试性设计（Design for Testability, DFT）的概念，如扫描链（Scan Chains）的应用，以及内置自测（Built-in Self-Test, BIST）的基本原理。在验证方面，我们将讨论测试平台（Testbenches）的构建，验证方法学（Verification Methodologies）（如UVM），以及仿真（Simulation）和形式验证（Formal Verification）的应用。 第四部分：实践与案例分析 本书将穿插一系列精心设计的实践案例，这些案例将覆盖不同复杂度的数字系统。这些案例不是简单的代码展示，而是从需求分析、架构设计、模块划分、详细设计到最终验证的完整流程。例如，我们将构建一个简化的微处理器（Microprocessor）模型，包括指令解码、指令执行、寄存器访问等关键模块。另一个案例可能是一个数字信号处理器（DSP）中的基本运算单元，演示如何高效实现复杂的数学运算。 每个案例都将强调设计原则的实际应用，以及如何处理实际工程中遇到的问题。我们将鼓励读者动手实践，通过修改和扩展现有案例来加深理解。 总结 《深入理解数字逻辑：原理、方法与实践》致力于帮助读者建立坚实的数字逻辑理论基础，掌握系统化的设计方法，并熟悉现代数字系统设计的关键考量。本书旨在培养读者独立解决复杂数字系统设计问题的能力，为他们在集成电路设计、嵌入式系统开发等领域的发展奠定坚实的基础。我们将引导读者不仅学会“怎么做”，更能理解“为什么这样做”，从而成为一名更优秀的数字系统工程师。

评分☆☆☆☆☆

这本书的“案例驱动”式的讲解方式，是我学习过程中最大的亮点。我是一个动手能力比较强的人，但如果光讲理论，我会觉得枯燥乏味。《Verilog数字系统设计教程》（第4版）则将理论与大量的实际案例紧密结合，让我能够边学边练，边练边学。我尤其喜欢书中关于“数据通路”和“控制通路”的设计讲解，这些内容直接指导了如何构建一个实际工作的处理器。书中通过一个完整的CPU设计案例，将之前学到的Verilog语法、状态机设计、流水线技术等知识融会贯通，让我对整个设计流程有了非常清晰的认识。而且，书中对于每一个案例的讲解都非常深入，不仅仅是给出代码，更重要的是解释了代码背后的设计思路、权衡和取舍。我曾经在尝试自己设计一个简单的数据处理模块时，遇到了很多问题，而通过书中关于相似案例的分析，我才发现原来有更巧妙的设计方法，能够提高效率并降低功耗。这本书的案例覆盖面非常广，从简单的逻辑门到复杂的通信接口，都提供了相应的案例分析。这让我能够根据自己的兴趣和需求，选择性地深入学习。总而言之，这本书的案例丰富且实用，能够极大地激发我的学习兴趣，并帮助我快速掌握Verilog设计的核心技能。

评分☆☆☆☆☆

让我印象深刻的是这本书在细节处理上的极致追求。作为一本“国家级规划教材”，它的内容深度和广度无疑是巨大的，但更难能可贵的是，它在每一个细节上都力求做到完美。《Verilog数字系统设计教程》（第4版）的排版非常精美，代码的缩进、关键字的颜色高亮，都使得阅读体验非常舒适。而且，书中对于每一个代码示例的解释都极其到位，不仅仅是代码的逐行翻译，而是深入剖析了代码背后的设计意图和逻辑。我曾经遇到过一些Verilog代码，虽然能看懂语法，但总觉得难以理解其设计思路，而这本书通过对设计思想的深入剖析，让我能够更好地理解“为什么”要这样写代码。特别是在讲解同步时序逻辑时，作者非常强调时钟域的划分和亚稳态的处理，这些细节对于数字设计的稳定性至关重要，而书中对此的讲解非常透彻，让我受益匪浅。我曾经因为对时钟同步问题的忽视，导致了多次项目延期，而阅读了这本书后，我才真正理解了其重要性，并学会了如何规避这类风险。此外，书中还提供了关于低功耗设计和面积优化的相关内容，这对于嵌入式系统设计尤为重要。这些内容虽然不是Verilog语法的核心，但却是优秀数字系统设计不可或缺的一部分。这本书的深度和广度，使得它不仅适合初学者，也适合有一定经验的工程师进行深入学习和提升。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值远超我的预期。作为一名在工作中需要接触数字设计但缺乏系统性学习的工程师，我之前一直依赖于碎片化的资料和大量的试错来完成任务。这不仅效率低下，而且很难建立起扎实的理论基础。《Verilog数字系统设计教程》（第4版）的出现，彻底改变了我的学习方式。我被书中系统性的知识体系所吸引，从最基本的逻辑门电路在Verilog中的实现，到复杂的处理器指令集的设计，无不涵盖其中。作者在讲解过程中，非常注重理论与实践的结合，这一点我尤为看重。每一个概念的提出，都会伴随着清晰的代码示例，这些示例不仅仅是为了演示语法，更是为了展示如何将理论知识转化为实际可执行的设计。我尤其喜欢书中关于IP核复用和验证方法的章节，这对于我们工程实践至关重要。书中详细讲解了如何调用现有的IP核，以及如何有效地编写测试平台来验证设计的正确性。这大大提高了我的工作效率，也让我更加深入地理解了现代数字设计的流程。我曾经花费了大量时间去理解一个复杂的时序逻辑模块，但通过书中对时序分析的细致讲解，我终于找到了问题的症结所在，并能够准确地找出设计中的不足。这本书的结构设计也非常合理，每个章节都像是一个独立的模块，可以独立学习，但又相互关联，共同构建起一个完整的知识体系。通过这本书，我不仅掌握了Verilog的编程技巧，更重要的是，我学会了如何像一个真正的数字系统设计师那样去思考问题，去设计，去验证。

评分☆☆☆☆☆

这本书真的让我对Verilog有了全新的认识。作为一个之前对数字逻辑设计只有模糊概念的初学者，我一直被那些晦涩难懂的术语和复杂的电路图弄得焦头烂额。然而，当我翻开这本《Verilog数字系统设计教程》（第4版）时，我感觉自己像是在迷雾中找到了一盏明灯。作者的讲解循序渐进，从最基础的Verilog语法开始，一步步深入到实际的设计应用。我特别欣赏其中对每一个Verilog关键字的详细解释，它们不仅仅是简单的定义，而是结合了大量的实际代码示例，让我能够清晰地理解每个关键字在不同场景下的作用和用法。更重要的是，书中对于状态机的设计，特别是有限状态机的建模方法，简直是我的福音。我之前在其他地方学习状态机时，总是感觉概念不清，难以将理论与实践相结合，而这本书通过清晰的图示和分步的编码指导，让我豁然开朗，最终能够独立设计出复杂的状态机。从简单的时序逻辑到复杂的异步电路，这本书都给出了详尽的解析，并且在每个章节的末尾都精心设计了练习题，这些练习题的难度适中，能够有效地巩固我所学的知识。我甚至发现，通过完成这些练习题，我能够更好地理解书中提供的案例分析，并且能够举一反三，解决一些实际问题。这本书让我不再害怕Verilog，而是对其产生了浓厚的兴趣，并激发了我深入学习的动力。总的来说，这本书是一本真正为初学者量身打造的优秀教材，它不仅传授了知识，更重要的是培养了解决问题的能力和对数字系统设计的信心。

评分☆☆☆☆☆

这本书让我深刻地认识到，Verilog不仅仅是一门编程语言，更是一种思维方式，一种设计哲学。《Verilog数字系统设计教程》（第4版）在这方面做得非常出色。它不仅仅是教你如何写Verilog代码，更是教你如何用Verilog去思考和解决数字系统设计中的问题。作者在书中引入了大量的“设计模式”和“最佳实践”，这些内容让我受益匪浅。我曾经在设计一个复杂的控制器时，走了很多弯路，而看了书中关于状态机优化的章节后，我才发现原来有更简洁、更高效的设计方法。书中对于组合逻辑和时序逻辑的划分，以及如何正确地使用这两种逻辑来构建系统，都给出了非常清晰的指导。我尤其欣赏书中关于“自顶向下”和“自底向上”设计方法的讲解，这两种方法各有优劣，但作者都给出了如何在实际中灵活运用的建议。我曾经尝试过将这两种方法结合使用，以达到最佳的设计效果。而且，书中关于代码可读性和可维护性的强调，也让我受益匪浅。一个优秀的设计不仅仅在于功能的实现，还在于其清晰的结构和易于理解的代码。这本书让我认识到，编写高质量的Verilog代码，能够极大地提高团队协作的效率，并降低后期的维护成本。这本书的价值，在于它能够培养出具备良好工程素养的数字系统设计师。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的最大感受就是“实用性”。作为一名即将踏入社会的毕业生，我深知理论知识与实际应用之间的差距。很多学校的教材往往过于理论化，脱离实际生产环境。《Verilog数字系统设计教程》（第4版）则完全不同，它充满了工程化的思维和实际案例。作者在讲解时，始终围绕着如何解决实际问题展开，而不是单纯地罗列语法和概念。我特别喜欢书中关于“模块化设计”和“IP复用”的讲解，这与我未来工作中可能遇到的情况非常契合。书中提供了大量不同类型的模块设计实例，从简单的组合逻辑到复杂的接口控制器，这些实例都经过精心设计，不仅能够帮助我理解Verilog的编写技巧，更能让我学习到优秀的设计思路和编码规范。此外，书中还详细介绍了如何利用EDA工具进行仿真和综合，以及如何解读这些工具的输出结果。我曾经在仿真过程中遇到很多难以排查的bug，而书中关于仿真调试的章节，提供了一些非常有用的技巧和方法，让我能够快速定位问题并加以解决。这本书的学习曲线比较平缓，即便是之前没有接触过Verilog的读者，也能很快上手。我曾经尝试过阅读其他Verilog书籍，但总是因为语言过于枯燥而放弃。而这本书的语言风格更加贴近工程师的思维习惯，读起来也更具吸引力。总而言之，这本书是一本非常适合工程技术人员的学习教材，它能够帮助我们快速掌握Verilog设计的核心技术，并为我们未来的职业发展打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我买这本书之前，对“普通高等教育‘十一五’国家级规划教材”这个头衔并没有太在意，我更看重的是它在数字系统设计领域的口碑。拿到书后，我才真正体会到这种“国家级规划”的严谨和深度。这本书的内容非常全面，它不仅仅是一本Verilog的语法手册，更是一部数字系统设计的百科全书。从逻辑综合到时序分析，从DFT（可测性设计）到FPGA实现，这本书都给出了详尽的论述。我之前在其他教材中学习时，常常感觉对某些关键环节的讲解不够深入，比如如何进行有效的逻辑综合，如何优化时序，以及如何进行功耗分析。而这本书在这几个方面都做得非常出色。作者对于综合过程中的关键参数设置，以及如何解读综合报告，都有非常详细的指导。这对于我这种需要将设计快速高效地部署到FPGA上的开发者来说，简直是如获至宝。我尤其欣赏书中关于FPGA架构和时序约束的讲解，这让我能够更深刻地理解FPGA的工作原理，并能够编写出更符合FPGA特性的Verilog代码。这本书的语言风格比较正式，但逻辑清晰，条理分明，即使是复杂的概念，在作者的笔下也显得生动易懂。我发现，很多在工作中遇到的疑难杂症，都能在这本书中找到答案。它不仅仅是一本学习工具，更像是一个经验丰富的导师，为我指点迷津，让我少走了很多弯路。

评分☆☆☆☆☆

《Verilog数字系统设计教程》（第4版）最让我惊喜的是其对“前沿技术”的关注和融入。作为一本“国家级规划教材”，它并没有停留在陈旧的知识点上，而是积极地将一些前沿的数字设计技术融入到教学中。我看到书中提到了关于“高层次综合”（HLS）的一些初步概念，以及“软硬件协同设计”的趋势。这让我意识到，Verilog的学习并不是孤立的，而是整个数字设计生态系统中的一个重要环节。书中虽然没有对这些前沿技术进行过于深入的讲解，但它能够将这些概念引入，并与Verilog设计相结合，这让我对数字设计的未来发展有了更清晰的认识。我曾经尝试过将Verilog代码与C/C++代码结合进行仿真，以评估HLS的效果，而书中提供的相关信息，为我的探索提供了方向。此外，书中还提到了关于“低功耗设计”和“安全设计”的一些理念，这些都是当前数字芯片设计中非常重要的考量因素。总而言之，这本书的视野非常开阔，它不仅仅是一本Verilog教程，更是一扇通往数字设计前沿的窗口，让我能够保持对行业发展的敏锐度，并为未来的学习和工作做好准备。

评分☆☆☆☆☆

我必须强调这本书在“验证”这一关键环节上的专业性。《Verilog数字系统设计教程》（第4版）不仅仅教授如何编写Verilog代码，更重要的是，它教会了我如何对代码进行有效的验证。在数字设计领域，验证的质量直接关系到最终产品的可靠性，而这本书在这方面给予了我深刻的启示。我曾经在完成设计后，仅仅进行一些简单的功能仿真，结果导致了很多隐藏的bug在后期被暴露出来。而书中关于“测试平台”的编写，以及“覆盖率”的概念，让我认识到了充分验证的重要性。作者详细讲解了如何编写各种类型的测试激励，如何实现Assertion-based Verification，以及如何利用SystemVerilog的一些特性来提高验证的效率。我尤其欣赏书中关于“约束随机测试”的讲解，这是一种非常强大的验证方法，能够帮助我们发现那些难以通过手动编写测试激励来发现的bug。通过书中提供的案例，我学会了如何构建一个完整的测试平台，并能够有效地利用这个平台来验证我的Verilog设计。这本书让我明白，一个优秀的设计，必然是经过严格验证的设计，而这本教材，则为我提供了实现这一目标的方法和工具。

评分☆☆☆☆☆

对于我而言，这本书最大的价值在于它所提供的“体系化”的学习路径。在我学习Verilog之前，我总是感觉自己像是在大海中漂泊，缺乏明确的学习方向。而《Verilog数字系统设计教程》（第4版）则为我提供了一个清晰的“航海图”。它从最基础的Verilog语法开始，逐步深入到更复杂的设计概念，并将这些概念有机地串联起来，形成了一个完整的知识体系。我尤其喜欢书中关于“层次化设计”的讲解，它让我能够将一个复杂的系统分解成若干个可管理的子模块，从而更容易进行设计和验证。而且，书中对于每一个子模块的设计，都给出了详细的说明和示例。我曾经在设计一个复杂的总线接口时，遇到很多困难，而通过书中关于总线协议实现的章节，我才了解到如何将一个复杂的设计分解成若干个小的状态机和控制逻辑，并最终成功地实现了设计。这本书的知识点安排非常合理，每一个章节的学习都为后续内容的学习打下了基础。我发现，我能够很自然地将前面学到的知识应用到后面的学习中，并不断巩固和深化对Verilog的理解。这本书不仅仅是一本教材，更是一个完整的学习平台，它能够帮助我从零开始，逐步成为一名合格的Verilog设计工程师。

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帮别人买的，书不错，要是不用电子发票就好了，太麻烦。

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重新学习。上学时没学过。现在工作需要哈。

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送货速度超快，值得赞！

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还没开始看，印制还可以。

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老公买来学习的，京东多快好省呀！

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东西不错，也比较经典，是好书。

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东西可以，买了第二天降价，我直接申请退款了！

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送货速度超快，值得赞！

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本书从算法和计算的基本概念出发讲述如何用硬线逻辑电路实现复杂数字逻辑系统的 方法。全书共五部分。第一部分Ve r i l og数字设计基础与第二部分Ve r i l og数字系统设计和验 证共18章;第三部分共12个上机练习实验范例;第四部分是Ve r i l og硬件描述语言参考手册 可供读者学习、查询之用;第五部分为Sys t emVe r i l og与UVM验证篇。本书第3版后在语 法篇中增加了IEEEVe r i l og l 364 2005标准简介以反映Ve r i l og语法的Z新变化。