數字係統設計 鄒彥 9787801839183 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

鄒彥 著

圖書標籤:

• 數字係統設計
• 數字電路
• 計算機組成原理
• 邏輯設計
• Verilog
• FPGA
• VHDL
• 電子工程
• 高等教育
• 教材

店鋪： 天樂圖書專營店

齣版社： 航空工業齣版社

ISBN：9787801839183

商品編碼：29462825273

包裝：平裝

齣版時間：2007-02-01

基本信息

書名：數字係統設計

定價：33.50元

作者：鄒彥

齣版社：航空工業齣版社

齣版日期：2007-02-01

ISBN：9787801839183

字數：478000

頁碼：294

版次：1

裝幀：平裝

開本：

商品重量：0.459kg

編輯推薦

---

內容提要

---

本書主要闡述瞭數字係統設計方法和可編程邏輯器件的應用，較係統地介紹瞭PLD器件、HDL設計語言、流行的EDA設計軟件和數字係統設計方法等內容，力求涵蓋數字係統開發設計所涉及到的主要方麵，並在內容上進行瞭精心編排，以著眼於綜閤開發能力的提高。
全書共分為五個部分：部分詳細地闡述瞭數字係統設計，包括數字係統的組成、描述方法、設計方法；第二部分介紹瞭可編程邏輯器件的基本結構和工作原理；第三部分較詳細地介紹瞭ABEL-HDL硬件設計語言，並配有大量的設計實例；第四部分主要介紹瞭EDA設計的開發軟件，包括Lattice公司的ispDesignEXPERT開發軟件和Ahera公司的MAX—PlusⅡ開發軟件，這兩種軟件是開發PLD廣泛使用的開發工具；第五部分介紹瞭基於EDA技術的現代數字係統設計方法，並列舉瞭設計實例和設計選題。
本書取材廣泛、內容新穎、重點突齣，並著眼於實用性，提供瞭豐富的實例，所有的實例均經過仿真和驗證。
本書可作為高等院校電子信息、通信工程、自動化和計算機應用等信息工程類及相近專業的本專科教學用書，或課程設計用書，也可作為從事電子設計工程技術人員的參考書。

目錄

---

作者介紹

---

文摘

---

序言

---

《數字邏輯與微處理器原理》 概述 本書旨在為讀者提供一個紮實的數字邏輯基礎，並將其與微處理器的工作原理相結閤。通過深入淺齣的講解和豐富的實例，幫助讀者理解數字電路的設計、分析和實現，以及微處理器內部結構、指令集和基本工作流程。全書內容涵蓋瞭數字邏輯的基本概念，如邏輯門、組閤邏輯和時序邏輯，進而過渡到更復雜的數字係統，最終聚焦於現代微處理器的核心技術。本書特彆強調理論與實踐的結閤，旨在培養讀者解決實際數字係統設計問題的能力。 第一部分：數字邏輯基礎 第一章：數字係統概述 本章將介紹數字係統的基本概念和重要性。我們將探討模擬係統與數字係統的區彆，以及數字係統在現代科技中的廣泛應用，例如計算機、通信設備、消費電子産品等。讀者將瞭解數字係統之所以如此強大的原因，包括其易於實現精確控製、存儲和處理信息的能力。本章還將簡要介紹數字係統設計的層次化方法，從基本的邏輯門電路到復雜的集成電路設計流程。 第二章：數字係統中的數製與編碼 數字係統的基礎是二進製數製。本章將詳細講解不同數製之間的轉換，包括二進製、十進製、八進製和十六進製。我們將深入探討有符號數和無符號數的錶示方法，以及它們在計算機運算中的應用。此外，本章還將介紹各種常用的數字編碼方案，如BCD碼、餘3碼、格雷碼以及ASCII碼等，並分析它們的特點和適用場景。理解這些基本概念是後續學習數字電路設計和計算機體係結構的關鍵。 第三章：布爾代數與邏輯門 布爾代數是數字邏輯設計的數學基礎。本章將詳細介紹布爾代數的基本公理、定理和運算規則，包括與、或、非、異或等基本邏輯運算。在此基礎上，我們將介紹構成數字係統的基本單元——邏輯門，包括AND門、OR門、NOT門、NAND門、NOR門、XOR門和XNOR門。讀者將學習如何使用邏輯門來實現任意布爾函數，並理解它們在電路實現中的基本原理。 第四章：邏輯函數的簡化與優化 在設計數字電路時，簡化邏輯函數以減少門電路的數量和提高電路的性能至關重要。本章將介紹多種邏輯函數簡化方法，包括代數法（利用布爾代數定律）和卡諾圖（Karnaugh Map）。卡諾圖是一種直觀且高效的邏輯簡化工具，我們將詳細講解其繪製和使用方法，涵蓋最小項、最大項以及實現相鄰分組以獲得最簡乘積之和（SOP）或和之積（POS）形式。此外，本章還將簡要介紹奎恩-麥剋拉斯基（Quine-McCluskey）算法，作為卡諾圖在高復雜度邏輯函數時的替代方案。 第五章：組閤邏輯電路 組閤邏輯電路由邏輯門構成，其輸齣僅取決於當前的輸入信號，不包含記憶功能。本章將詳細講解幾種重要的組閤邏輯電路的設計與應用，包括： 譯碼器（Decoder）：根據輸入地址選擇和激活唯一的輸齣綫。 編碼器（Encoder）：將多個輸入信號轉換為二進製代碼。 多路選擇器（Multiplexer, MUX）：根據選擇信號從多個輸入中選擇一個作為輸齣。 分路器（Demultiplexer, DEMUX）：將一個輸入信號路由到多個輸齣中的一個。 加法器（Adder）：實現二進製數的加法運算，包括半加器、全加器和帶進位的並行加法器。 減法器（Subtractor）：實現二進製數的減法運算，通常利用加法器和二進製補碼實現。 比較器（Comparator）：比較兩個二進製數的大小。 我們將通過實例說明這些電路的功能和設計方法。 第六章：時序邏輯電路 與組閤邏輯電路不同，時序邏輯電路具有記憶功能，其輸齣不僅取決於當前輸入，還取決於之前的輸入曆史，即電路的狀態。本章將深入介紹時序邏輯電路的基本構成單元——觸發器（Flip-Flop）和鎖存器（Latch）。 鎖存器：包括SR鎖存器、D鎖存器等，它們在時鍾信號的控製下進行狀態的翻轉。 觸發器：包括SR觸發器、JK觸發器、T觸發器和D觸發器，它們是構建更復雜時序邏輯電路的基礎。我們將詳細分析不同觸發器的特性、工作原理以及它們之間的轉換。 第七章：時序邏輯電路設計 本章將帶領讀者學習如何設計各種時序邏輯電路，包括： 寄存器（Register）：用於存儲一組二進製數，可以是並行輸入並行輸齣（PIPO）、串行輸入並行輸齣（SIPO）、並行輸入串行輸齣（PISO）或串行輸入串行輸齣（SISO）等類型。 計數器（Counter）：用於對時鍾脈衝進行計數，可以是同步計數器或異步計數器，還包括行波進位計數器和串行進位計數器。我們將介紹異步計數器（Ripple Counter）和同步計數器（Synchronous Counter）的設計，以及各種模數計數器的實現。 狀態機（Finite State Machine, FSM）：描述一個係統在不同狀態之間轉換的過程。我們將介紹摩爾（Moore）型和米利（Mealy）型狀態機的設計，包括狀態圖、狀態錶和狀態方程的繪製與推導。 第八章：存儲器 本章將介紹數字係統中常用的存儲器器件。我們將從最基本的半導體存儲器類型開始，包括： 隨機存取存儲器（RAM）：包括靜態RAM（SRAM）和動態RAM（DRAM），介紹它們的結構、工作原理和讀寫操作。 隻讀存儲器（ROM）：包括掩膜ROM（MROM）、可編程ROM（PROM）、可擦除可編程ROM（EPROM）和電可擦可編程ROM（EEPROM）。我們將重點介紹ROM在存儲固定程序和數據中的作用。 閃存（Flash Memory）：介紹其非易失性存儲特性以及在現代電子設備中的廣泛應用。 第九章：數字係統設計方法學 本章將介紹現代數字係統設計的基本方法和流程。我們將探討自頂嚮下（Top-Down）和自底嚮上（Bottom-Up）的設計策略。此外，還將介紹可編程邏輯器件（PLD）的概念，包括可編程隻讀存儲器（PROM）、可編程陣列邏輯（PAL）、通用陣列邏輯（GAL）以及現場可編程門陣列（FPGA）和復雜可編程邏輯器件（CPLD）等。我們將簡要介紹硬件描述語言（HDL），如Verilog或VHDL，作為設計和驗證數字電路的強大工具。 第二部分：微處理器原理 第十章：微處理器概述與基本結構 本部分將從數字邏輯的基礎過渡到微處理器的核心概念。本章將介紹微處理器的定義、曆史發展以及其在計算機係統中的核心地位。我們將深入剖析微處理器的基本組成部分，包括： 算術邏輯單元（ALU）：負責執行算術和邏輯運算。 控製器（Control Unit）：負責解釋指令並協調整個處理器的操作。 寄存器組（Register File）：用於存儲數據和指令的臨時副本。 總綫接口單元（Bus Interface Unit, BIU）：負責與內存和I/O設備進行數據交換。 我們將介紹微處理器的工作模型，以及指令周期（Fetch, Decode, Execute）的基本流程。 第十一章：指令集體係結構（ISA） 指令集是微處理器能夠理解和執行的命令的集閤。本章將詳細介紹指令集體係結構（ISA）的概念，包括： 指令格式：介紹不同類型的指令格式，如定長指令和變長指令，以及指令中包含的操作碼（Opcode）、地址碼（Address Code）和操作數（Operand）等字段。 尋址模式：講解各種尋址方式，如立即數尋址、寄存器尋址、直接尋址、間接尋址、變址尋址、基址尋址和相對尋址等，以及它們在訪問內存和數據時的不同特點。 指令類型：分類介紹各種指令，如數據傳輸指令、算術運算指令、邏輯運算指令、移位指令、跳轉指令、分支指令、子程序調用指令和輸入/輸齣指令等。 我們將通過一個典型的精簡指令集（RISC）或復雜指令集（CISC）體係結構的例子來具體說明。 第十二章：微處理器指令執行 本章將深入探討微處理器如何執行指令。我們將詳細分解指令周期中的各個階段： 取指令（Fetch）：CPU如何從內存中獲取下一條指令。 指令譯碼（Decode）：CPU如何解析指令的操作碼，確定要執行的操作以及操作數的位置。 執行指令（Execute）：ALU如何根據指令完成相應的算術或邏輯運算，或者控製器如何發齣控製信號。 訪存（Memory Access）：如果指令需要訪問內存，CPU如何進行讀寫操作。 寫迴（Write-back）：將運算結果或從內存讀取的數據寫迴到寄存器或內存中。 我們將介紹流水綫（Pipelining）技術，這是一種通過重疊指令執行過程來提高CPU效率的關鍵技術，並討論其可能帶來的挑戰，如結構冒險、數據冒險和控製冒險。 第十三章：存儲器管理與I/O接口 本章將關注微處理器如何與外部世界進行交互。 存儲器管理：介紹內存的組織方式，如分段和分頁，以及虛擬內存的概念，它允許程序使用比物理內存更大的地址空間。 I/O接口：講解CPU如何通過I/O端口與外部設備進行通信。我們將介紹程序控製I/O、中斷驅動I/O和直接內存訪問（DMA）等不同的I/O技術，並分析它們的優缺點。 第十四章：中斷與異常處理 中斷和異常是微處理器處理突發事件和錯誤的重要機製。本章將詳細講解： 中斷（Interrupt）：外部設備或內部事件（如定時器溢齣）觸發CPU暫停當前任務，轉而處理中斷服務程序（ISR）。我們將介紹中斷的發生過程、中斷嚮量錶以及中斷優先級。 異常（Exception）：由CPU執行過程中發生的錯誤引起，如除零錯誤、非法指令等。我們將解釋異常的種類以及CPU如何響應和處理異常。 第十五章：現代微處理器發展趨勢 本章將展望微處理器技術未來的發展方嚮。我們將介紹多核處理器、並行計算、低功耗設計、以及人工智能和機器學習在處理器設計中的應用。此外，還將簡要提及RISC-V等開源指令集架構的興起及其對行業的影響。 總結 本書通過係統性的講解，從數字邏輯最基本的構建塊開始，逐步深入到現代微處理器的復雜原理。讀者在完成本書的學習後，將能夠： 掌握數字邏輯電路的設計、分析和簡化技術。 理解組閤邏輯和時序邏輯電路的工作原理及其在數字係統中的應用。 熟悉微處理器的內部結構、指令集以及指令的執行流程。 瞭解微處理器如何與內存和I/O設備進行交互。 初步認識現代微處理器技術的發展趨勢。 本書適閤於電子工程、計算機科學、自動化等相關專業的學生，以及對數字係統設計和微處理器技術感興趣的工程師和技術人員。通過理論學習和案例分析，讀者將能夠為進一步深入研究數字集成電路設計、嵌入式係統開發和計算機體係結構打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本《數字係統設計》由鄒彥編著，書號為9787801839183。 拿到這本書的時候，我正處於一個技術探索的迷茫期。大學時雖然接觸過一些數字電路的基礎知識，但總覺得理論與實踐之間隔著一層模糊的紗。這本書的封麵和書名倒是給我一種務實的感覺，仿佛能為我撥開迷霧，指引方嚮。我翻開目錄，看到裏麵涵蓋瞭從基本的邏輯門電路原理，到組閤邏輯、時序邏輯的設計，再到復雜的係統級設計方法，諸如FPGA的應用等等，這讓我對它寄予瞭厚望。我尤其關注那些關於實際工程應用和案例分析的部分，希望能從中學習到前輩們的經驗，瞭解在實際項目開發中會遇到哪些問題，以及如何運用理論知識去解決它們。現在電子技術發展日新月異，如何跟上潮流，掌握最新的設計理念和工具，是每一個從業者麵臨的挑戰。我希望能從這本書中學到一些紮實的基本功，同時也能對當前主流的數字設計流程和技術有一個更清晰的認識。這本書的結構和內容安排，是否能夠幫助我建立起一個從宏觀到微觀的完整認知體係，這一點是我非常期待的。

評分☆☆☆☆☆

我對嵌入式係統開發中的數字邏輯部分非常感興趣，而這本書的書名恰好點齣瞭這個關鍵點。在嵌入式係統中，資源的限製往往要求我們設計齣高效且低功耗的數字電路。我希望這本書能夠提供一些關於如何權衡性能、功耗和麵積的設計方法。例如，在選擇不同的邏輯門類型或者設計不同的狀態機實現時，其對功耗和性能的影響是不同的，我希望能從中獲得一些指導。此外，對於一些常用的嵌入式數字接口，比如SPI、I2C等，我希望書中能夠有相關的設計講解，或者至少能提供理解這些接口邏輯的思路。這本書的齣版背景，讓我聯想到它是否與國內一些高校的教學體係緊密相關，以及它所介紹的知識和技術是否是當前行業內比較通用和認可的。我非常期待能通過這本書，進一步鞏固我在嵌入式數字設計方麵的基礎。

評分☆☆☆☆☆

對於數字係統設計領域，我一直抱有濃厚的興趣，並且希望能不斷提升自己的專業技能。這本書的標題給我一種全麵性的感覺，似乎能夠覆蓋從基礎到進階的整個過程。我尤其關注那些關於設計驗證和調試的章節。在實際的設計過程中，驗證工作占據瞭相當大的比重，一套有效的驗證流程和方法對於保證設計的正確性至關重要。我希望這本書能介紹一些主流的驗證技術，比如基於約束的隨機驗證，以及仿真和形式驗證的應用。此外，對於如何進行有效的硬件調試，找到並修復設計中的錯誤，我希望能獲得一些實用的技巧和建議。這本書的書摘中提到瞭一些關於係統級優化的內容，這讓我很感興趣，因為在實際應用中，性能和功耗往往是需要重點考慮的因素。我希望能從中學習到一些係統性地提升設計效率和性能的方法。

評分☆☆☆☆☆

我正在為一項新的項目尋找技術資料，其中涉及到對復雜數字邏輯的處理。這本書的章節設置，特彆是那些關於高級數字係統設計的部分，引起瞭我的興趣。我希望它能夠提供一些關於如何將大型設計分解成更小的模塊，以及如何進行模塊化設計和驗證的策略。在實際工作中，往往需要處理的代碼量非常大，邏輯也十分復雜，這時候良好的設計架構和清晰的模塊劃分就顯得尤為重要。我希望書中能夠給齣一些實際的工程案例，展示如何運用書中介紹的理論知識來解決實際問題。例如，在處理高速數字信號時，信號完整性問題是一個很大的挑戰，我希望這本書能夠有所涉及，或者提供一些相關的參考。同時，對於一些通用的設計模式和算法，例如流水綫、並行處理等，我希望能從中學習到如何更有效地實現它們。這本書的厚度和篇幅，似乎也暗示著它對相關主題會有比較深入的探討。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀和紙張質量給我留下瞭不錯的初步印象，閱讀起來體驗感還是比較舒適的。作為一個初學者，我在學習數字係統設計時，最大的睏難在於如何將抽象的邏輯概念與具體的硬件實現聯係起來。很多時候，即便我理解瞭某個邏輯門的功能，也難以想象它在實際電路中是如何工作的。我希望這本書能在這一點上有所突破，能夠用通俗易懂的語言，輔以清晰的圖示，來講解這些核心概念。比如，在講到時序邏輯時，我特彆期待作者能夠深入剖析觸發器的工作原理，以及如何利用它們來構建狀態機。此外，關於時序約束和時序分析的內容，對我來說也是一個難點。我希望能在這本書裏找到關於如何進行有效的時序規劃和優化，以確保設計能夠穩定可靠地運行的指導。這本書的齣版年份，也讓我思考它是否涵蓋瞭近些年數字設計領域的一些重要發展，比如軟硬件協同設計，或者對特定EDA工具的介紹，這些都是我關注的重點。