Verilog HDL數字集成電路設計原理與應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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蔡覺平 著

圖書標籤:

• Verilog HDL
• 數字集成電路
• 集成電路設計
• 硬件描述語言
• 數字電路
• Verilog
• HDL
• 電路設計
• 電子工程
• FPGA
• ASIC

店鋪： 智博天恒圖書專營店

齣版社： 西安電子科技大學齣版社

ISBN：9787560641102

商品編碼：29344072446

包裝：平裝

齣版時間：2016-08-01

圖書基本信息
圖書名稱	Verilog HDL數字集成電路設計原理與應用
作者	蔡覺平
定價	35.00元
齣版社	西安電子科技大學齣版社
ISBN	9787560641102
齣版日期	2016-08-01
字數
頁碼
版次	2
裝幀	平裝
開本	16開
商品重量	0.4Kg

內容簡介

作者簡介

目錄

章 Verilog HDL數字集成電路設計方法概述 1 1.1 數字集成電路的發展和設計方法的演變 1 1.2 硬件描述語言 3 1.3 Verilog HDL的發展和國際標準 3 1.4 Verilog HDL和VHDL 5 1.5 Verilog HDL在數字集成電路設計中的優點 6 1.6 功能模塊的可重用性 8 1.7 IP核和知識産權保護 9 1.8 Verilog HDL在數字集成電路設計流程中的作用 10 本章小結 11 思考題和習題 11 第2章 Verilog HDL基礎知識 12 2.1 Verilog HDL的語言要素 12

編輯推薦

文摘

序言

《數字集成電路設計：理論與實踐》 引言 在信息技術飛速發展的今天，數字集成電路（Integrated Circuit, IC）已成為現代電子設備的核心，從掌上電腦、智能手機到高性能服務器、通信基站，無處不在的芯片構成瞭數字世界的基石。理解並掌握數字集成電路的設計原理與實現技術，是電子工程、計算機科學等相關領域從業者和研究者的必備技能。本書旨在為讀者提供一個全麵、深入的數字集成電路設計學習路徑，涵蓋從基礎理論到高級應用的各個方麵，理論與實踐相結閤，力求培養讀者獨立進行復雜數字係統設計的能力。 第一部分：數字集成電路設計基礎 這一部分將為讀者奠定堅實的理論基礎，為後續深入學習做好鋪墊。 第一章：數字集成電路概述 集成電路的起源與發展：簡述集成電路的發明曆程，以及半導體技術的演進如何推動瞭集成電路的集成度和性能提升。 數字集成電路的分類與特點：區分數字IC、模擬IC、混閤信號IC，重點介紹數字IC的二進製邏輯特性、高集成度、低功耗、高速度等關鍵優勢。 數字集成電路設計流程概述：從需求分析、係統設計、邏輯設計、物理設計到製造、測試，勾勒齣數字IC設計的全貌，讓讀者對整個流程有一個宏觀的認識。 摩爾定律及其影響：探討摩爾定律對集成電路産業的深遠影響，以及其麵臨的挑戰和未來趨勢。 數字集成電路設計中的關鍵技術挑戰：引入功耗、時序、信號完整性、可靠性等在實際設計中需要重點關注的問題。 第二章：數字邏輯基礎與數製係統 二進製數製與運算：深入講解二進製、八進製、十六進製數製及其相互轉換，以及二進製的加、減、乘、除運算。 邏輯門及其基本運算：詳細介紹AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR等基本邏輯門的功能、符號和真值錶。 布爾代數與邏輯化簡：講解布爾代數的公理、定理，以及使用卡諾圖（Karnaugh Map）等方法對邏輯錶達式進行化簡，以優化電路設計。 組閤邏輯電路設計：講解編碼器、譯碼器、多路選擇器（MUX）、數據選擇器、加法器、減法器等典型組閤邏輯電路的設計原理與應用。 時序邏輯電路基礎：引入觸發器（Flip-Flop）的概念，包括SR, JK, D, T觸發器，以及它們的工作原理和狀態轉換。 第三章：數字邏輯設計方法 狀態機（Finite State Machine, FSM）設計：講解Mealy型和Moore型狀態機的區彆與聯係，以及如何通過狀態轉移圖和狀態錶設計狀態機。 同步與異步邏輯設計：區分同步和異步邏輯設計的特點、優缺點，以及在實際設計中如何選擇和處理。 時鍾與時序分析基礎：介紹時鍾信號的作用，建立時間（Setup Time）和保持時間（Hold Time）的概念，以及時序違例（Timing Violation）的産生原因與影響。 硬件描述語言（HDL）入門：初步介紹硬件描述語言（如Verilog或VHDL）在描述數字邏輯和係統結構中的作用，為後續章節的學習做鋪墊。 第二部分：數字集成電路設計實現 這一部分將聚焦於如何將理論知識轉化為實際的電路設計，並探討實現過程中涉及的關鍵技術。 第四章：組閤邏輯電路的實現 使用邏輯門實現復雜組閤邏輯：通過具體實例，演示如何利用基本邏輯門構建復雜的組閤邏輯功能，例如多位加法器、ALU（算術邏輯單元）等。 組閤邏輯電路的優化：討論麵積、速度、功耗等設計指標之間的權衡，以及如何通過結構優化和邏輯化簡達到設計目標。 流水綫（Pipelining）技術在組閤邏輯中的應用：介紹流水綫技術如何提高組閤邏輯電路的吞吐量，以及其在提高性能方麵的作用。 第五章：時序邏輯電路的實現 寄存器（Register）與移位寄存器（Shift Register）：講解寄存器的基本結構和工作原理，以及移位寄存器在數據存儲和傳輸中的應用。 計數器（Counter）設計：介紹同步計數器和異步計數器的設計方法，包括加法計數器、減法計數器、任意模計數器等。 時序邏輯電路的時序分析與優化：深入探討建立時間和保持時間的計算，如何識彆和解決時序路徑問題，以及時鍾分頻、時鍾門控等優化技術。 有限狀態機（FSM）的硬件實現：將前麵學習的狀態機設計轉化為具體的硬件電路，包括狀態寄存器、組閤邏輯和時鍾控製部分。 第六章：存儲器與可編程邏輯器件 RAM（Random Access Memory）與ROM（Read-Only Memory）：介紹RAM和ROM的基本原理、結構和分類（SRAM, DRAM, Flash Memory等），以及它們在數字係統中的應用。 可編程邏輯器件（PLD）：介紹PLA（Programmable Logic Array）、PAL（Programmable Array Logic）等早期PLD，以及FPGA（Field-Programmable Gate Array）和CPLD（Complex Programmable Logic Device）的工作原理和結構。 FPGA與CPLD在設計中的應用：講解如何利用FPGA和CPLD快速實現數字電路原型，以及其在小批量生産和産品研發中的優勢。 第七章：硬件描述語言（HDL）進階 Verilog HDL/VHDL 語言特性：深入講解HDL的語法、數據類型、運算符、行為級和結構級建模。 模塊化設計與層次化設計：介紹如何通過模塊化和層次化的方法管理復雜的設計，提高代碼的可讀性和可維護性。 綜閤（Synthesis）與仿真（Simulation）：解釋綜閤工具如何將HDL代碼轉換為門級網錶，以及仿真工具如何在設計早期驗證邏輯功能。 時序約束（Timing Constraints）：講解如何在HDL代碼中或通過約束文件指定設計的時間要求，以指導綜閤和布局布綫工具。 高級HDL建模技術：介紹參數化設計、生成式語句（Generate Statements）、任務（Tasks）和函數（Functions）等高級特性。 第三部分：數字集成電路設計流程與高級主題 這一部分將帶領讀者深入瞭解現代數字IC設計的完整流程，並探討一些高級設計理念和技術。 第八章：數字集成電路設計流程詳解 前端設計（Front-End Design）：包括需求定義、架構設計、RTL（Register Transfer Level）編碼、功能仿真、邏輯綜閤、靜態時序分析（STA）等。 後端設計（Back-End Design）：包括布局（Placement）、布綫（Routing）、時鍾樹綜閤（CTS）、功耗分析、信號完整性分析、版圖驗證（DRC/LVS）等。 物理驗證與可測試性設計（DFT）：講解如何進行設計規則檢查（DRC）、版圖與原理圖一緻性檢查（LVS），以及引入可測試性設計技術，如掃描鏈（Scan Chain）、內建自測試（BIST）。 流片（Tape-out）與製造：簡述芯片流片的過程，以及晶圓製造、封裝和測試等環節。 第九章：低功耗數字集成電路設計 功耗的來源與分類：分析動態功耗、靜態功耗（漏電功耗）及其影響因素。 低功耗設計技術：介紹時鍾門控（Clock Gating）、功率門控（Power Gating）、多電壓域（Multi-Voltage Domain）、動態電壓頻率調整（DVFS）等降低功耗的技術。 低功耗分析與功耗建模：講解如何使用工具進行功耗估計和分析，以及功耗建模的重要性。 第十章：高性能數字集成電路設計 超深亞微米技術下的挑戰：探討短溝道效應、互連綫電阻電容增加等對高性能設計帶來的挑戰。 時序優化技術：深入講解流水綫技術、關鍵路徑修復、重定時（Retiming）、時鍾偏斜（Clock Skew）管理等。 高速信號傳輸與接口設計：介紹差分信號、低壓差分信號（LVDS）、串行鏈路（如PCIe, USB）等高性能接口的設計考量。 處理器與SoC（System-on-Chip）設計簡介：初步介紹微處理器架構、指令集，以及將多個功能模塊集成到單個芯片上的SoC設計理念。 第十一章：數字集成電路的驗證與測試 驗證方法學：介紹驗證的重要性，以及功能驗證、形式驗證（Formal Verification）、覆蓋率分析等驗證方法。 測試的挑戰與方法：講解芯片製造過程中麵臨的測試挑戰，以及結構測試、功能測試、ATE（Automatic Test Equipment）的應用。 可測試性設計（DFT）在測試中的作用：重申DFT技術如何簡化測試過程，提高測試效率和故障覆蓋率。 第四部分：數字集成電路設計應用與發展趨勢 本部分將帶領讀者瞭解數字IC在各個領域的廣泛應用，並展望未來的發展方嚮。 第十二章：典型數字集成電路應用實例 微處理器與嵌入式係統：分析CPU、GPU等核心處理器的設計要點，以及在消費電子、汽車電子、工業控製等領域的嵌入式係統應用。 通信與網絡芯片：介紹無綫通信、有綫通信、網絡交換等領域的專用集成電路（ASIC）設計。 數字信號處理器（DSP）：講解DSP在音頻、視頻處理、通信信號處理等方麵的獨特優勢。 FPGA在原型驗證與特定應用中的角色：結閤實際案例，展示FPGA如何加速産品開發和實現定製化解決方案。 第十三章：數字集成電路設計發展趨勢 異構計算與SoC集成：探討CPU、GPU、AI加速器等不同計算單元在單個SoC上的集成趨勢。 人工智能（AI）與機器學習（ML）芯片：分析AI/ML芯片的設計挑戰與創新，例如張量處理器（TPU）、神經網絡處理器（NPU）等。 先進工藝節點的挑戰與機遇：展望7nm、5nm及以下工藝節點的物理限製和設計難度，以及新的材料和設計技術。 Chiplet與先進封裝技術：介紹Chiplet技術如何通過模塊化設計和先進封裝提升集成度和降低成本。 安全性與可靠性設計：探討在芯片設計中如何應對安全威脅和提高可靠性。 結論 本書通過理論講解、原理剖析、實例分析，係統地介紹瞭數字集成電路設計的方方麵麵。從最基礎的邏輯門到復雜的係統級設計，從理論概念到實際的工藝流程，本書力求為讀者構建一個完整、清晰的學習圖景。掌握數字集成電路設計，不僅是理解現代電子技術的核心，更是推動未來科技進步的關鍵。希望本書能成為讀者探索數字IC設計世界的有益指南，激發創新思維，引領您在數字集成電路的廣闊天地中揚帆遠航。

評分☆☆☆☆☆

我是一名大學裏的硬件實驗課程的教師，每次在給學生介紹Verilog HDL時，都麵臨著如何將抽象的數字邏輯概念與具體的代碼實現相結閤的挑戰。看到《Verilog HDL數字集成電路設計原理與應用》這個書名，我立刻聯想到它很可能是我一直在尋找的理想教材。我希望這本書的內容能夠既有嚴謹的理論深度，又不失實踐的可操作性，能夠很好地銜接理論教學和動手實驗。我設想書中應該能夠清晰地講解數字邏輯的基本原理，如組閤邏輯和時序邏輯，並通過Verilog HDL的語法來展示這些原理如何被實現。更重要的是，我希望書中能夠提供大量結構清晰、易於理解的Verilog代碼示例，這些示例最好能從小規模的邏輯門電路，逐步過渡到復雜的數字係統模塊，並配以詳細的講解，讓學生能夠模仿、修改，並最終獨立完成實驗任務。我對書中“應用”部分的期待尤為強烈，我希望它能包含一些實際的電路設計案例，例如簡單的微處理器、數據通路、或者通信接口的Verilog實現，這樣學生們就能在學習Verilog的同時，對集成電路設計有一個更直觀的認識，激發他們對這一領域的學習熱情。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在FPGA領域摸爬滾打瞭幾年的工程師，我總是渴望找到一本能夠幫助我提升設計效率和代碼質量的寶典。《Verilog HDL數字集成電路設計原理與應用》這個書名，無疑觸動瞭我內心深處的需求。我深知Verilog HDL的強大之處，但如何在實際項目中寫齣高效、可綜閤、易於調試的Verilog代碼，始終是我不斷追求的目標。我希望這本書能夠不僅僅停留在基礎語法的講解，而是能夠深入探討Verilog HDL在實際項目中的高級應用技巧，例如如何進行模塊化設計、如何優化時序、如何處理異步邏輯、以及如何利用Verilog進行IP核的開發和集成。我期待書中能夠分享一些業界常用的設計方法學和最佳實踐，幫助我規避常見的陷阱，寫齣更具工程價值的代碼。對於“數字集成電路設計原理”的強調，也讓我感到欣慰，這意味著作者並非僅僅在教授一門編程語言，而是在引導讀者理解數字電路設計的底層邏輯，從而能夠從更宏觀的層麵去思考和解決問題。我希望這本書的案例能夠覆蓋一些我工作中經常遇到的場景，例如總綫接口設計、狀態機實現、以及一些常見的IP核實現，這樣我就可以直接從中汲取經驗，加速項目進展。

評分☆☆☆☆☆

對於追求技術深度和設計創新的工程師而言，一本能夠提供前沿視角和實戰技巧的書籍總是彌足珍貴的。《Verilog HDL數字集成電路設計原理與應用》這個書名，隱約透露著一股紮實的技術功底和對實際應用的高度重視。我期待這本書能夠超越基礎的Verilog語法教程，深入探討高級的設計模式和優化策略。我非常關注書中關於“數字集成電路設計原理”的闡述，希望它能對現代數字係統設計中的挑戰，如功耗、麵積、速度之間的權衡，以及如何在高層次綜閤（HLS）和寄存器傳輸級（RTL）設計之間找到最佳平衡點，提供深刻的見解。另外，“應用”部分也讓我充滿瞭想象，我渴望書中能夠包含一些針對特定領域的應用案例，例如高性能計算、嵌入式係統、或者通信領域的數字邏輯設計，並詳細分析這些案例中Verilog HDL的設計思路、關鍵技術點以及所麵臨的挑戰。我希望這本書能提供一些在實際流片過程中需要注意的細節，以及如何利用Verilog HDL有效地進行驗證和調試，最終幫助我設計齣性能卓越、質量可靠的集成電路。

評分☆☆☆☆☆

我一直對微電子領域充滿好奇，雖然我的專業背景並非直接與集成電路設計相關，但《Verilog HDL數字集成電路設計原理與應用》這個書名，卻深深地吸引瞭我，讓我産生瞭深入瞭解的興趣。我希望能通過這本書，係統地學習Verilog HDL這門在芯片設計領域舉足輕重的語言，並且不僅僅是停留在語法層麵，我更希望能夠理解它在實際的集成電路設計流程中扮演的角色和功能。我對“原理”的關注，是因為我想瞭解數字信號是如何通過邏輯電路進行處理的，以及Verilog HDL是如何將這些抽象的邏輯轉化為可以被製造齣來的物理電路。我希望這本書的敘述方式能夠更加通俗易懂，即使是對非專業背景的讀者，也能逐步建立起對數字集成電路設計的認知。我特彆期待書中能夠有一些生動形象的比喻或者類比，來幫助我理解一些比較復雜的概念，例如時序邏輯的時鍾同步、狀態機的設計思路等等。如果書中還能包含一些簡單的項目實戰，讓我能夠親手嘗試編寫和仿真Verilog代碼，那將是錦上添花。

評分☆☆☆☆☆

這本書的名字叫做《Verilog HDL數字集成電路設計原理與應用》，雖然我還沒有真正深入閱讀這本書，但僅僅從它的書名和它所覆蓋的領域來看，我就已經對它充滿瞭期待。我是一名初入數字IC設計領域的研究生，對於Verilog HDL這個行業標準語言以及數字集成電路的設計流程，我一直有著濃厚的學習興趣。目前市麵上相關的書籍不少，但《Verilog HDL數字集成電路設計原理與應用》這個名字給我一種紮實、係統、並且注重實踐的感覺。我尤其看重“原理”和“應用”這兩個詞的結閤，這意味著這本書不僅僅會介紹Verilog的語法和特性，更會深入講解其背後的數字邏輯設計原理，以及如何將這些原理通過Verilog語言轉化為實際的硬件電路。對於我這樣的新手來說，理解“為什麼”和“怎麼做”同樣重要。我希望這本書能幫我建立起堅實的理論基礎，並且通過書中豐富的實例，讓我能夠將理論知識融會貫通，直接上手進行一些基礎的數字模塊設計，為我未來的論文研究和職業發展打下堅實的基礎。我希望這本書的講解能夠循序漸進，從最基本的邏輯門電路描述到復雜的時序邏輯電路設計，都能有清晰的脈絡和易於理解的示例。