數字電路邏輯設計題解 葉曉慧,李小瑉 9787560936215 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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葉曉慧，李小瑉 著

圖書標籤:

• 數字電路
• 邏輯設計
• 電路分析
• 電子技術
• 高等教育
• 教材
• 葉曉慧
• 李小瑉
• 9787560936215
• 電子工程

店鋪： 天樂圖書專營店

齣版社： 華中科技大學齣版社

ISBN：9787560936215

商品編碼：29700081311

包裝：平裝

齣版時間：2006-01-01

基本信息

書名：數字電路邏輯設計題解

定價：17.80元

作者：葉曉慧,李小瑉

齣版社：華中科技大學齣版社

齣版日期：2006-01-01

ISBN：9787560936215

字數：304000

頁碼：394

版次：1

裝幀：平裝

開本：

商品重量：0.381kg

編輯推薦

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內容提要

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本書是與王毓銀主編的《數字電路邏輯設計》（第三版）配套的習題解答，以作為教師從事該課程教學的輔助及學生學習的輔導用書。編者依照教學基本要求，在總結瞭自己教學經驗的基礎上，細化瞭教學基本要求。每章按知識要點、重點與難點、例題精選、習題解答的順序編寫。對每章的知識、重點、難點均作瞭明確細緻的歸納，例題精選有的取材於學生常見的錯誤，有的取材於實際應用中的實例，它既緊扣教材的重點、難點，有力配閤教學需求，同時又注意拓寬知識麵，注重知識的綜閤應用。對教材的習題解答不僅有詳細解答過程，同時還注重解題方法的研究，以達到啓迪思維、培養能力的目的。
本書不僅是從事《數字電路邏輯設計》課程教與學的師生不可缺少的輔導讀物，同時也可作為其他從事《數學電路》或《數字邏輯》教學的讀者作為學習參考資料使用。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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《集成電路芯片設計與實現》 內容簡介： 本書旨在為讀者提供一個全麵、深入的學習平颱，幫助他們掌握現代集成電路（IC）芯片設計與實現的全流程。從最基礎的邏輯設計原理，到復雜的物理實現技術，再到係統級的驗證和測試，本書力求覆蓋IC設計領域的關鍵環節，為有誌於投身這一前沿科技領域的工程師和研究人員提供紮實的理論基礎和實踐指導。 第一部分：數字邏輯設計基礎與高級概念 本部分將從數字邏輯設計的基石——布爾代數和邏輯門電路入手，詳細闡述其基本原理、運算規則以及常用邏輯函數的錶示方法。我們將係統介紹組閤邏輯電路的設計與分析，包括門電路的化簡、譯碼器、多路選擇器、編碼器、比較器以及常用的加法器、減法器等算術邏輯單元的設計。通過豐富的實例，讀者將學習如何將抽象的邏輯需求轉化為具體的硬件電路。 接著，本書將深入探討時序邏輯電路，這是構建復雜數字係統的核心。我們將詳細講解觸發器（D觸發器、JK觸發器、T觸發器、SR觸發器）的工作原理、特性和設計應用，以及它們如何構成分頻器、計數器、移位寄存器等基本時序模塊。讀者將理解狀態機（有限狀態機，FSM）的設計方法，包括摩爾型和米利型狀態機的區彆、狀態轉移圖、狀態轉換錶以及狀態方程的推導，並學習如何利用這些工具設計控製器。 此外，本部分還將介紹先進的數字邏輯設計主題，如同步與異步時序設計、競爭與冒險的産生及消除、時鍾同步化、流水綫技術在提高性能方麵的應用，以及差分信號、低功耗設計等現代IC設計中不可或缺的理念。通過對這些概念的深入剖析，讀者將能夠設計齣更高效、更可靠的數字電路。 第二部分：硬件描述語言（HDL）與邏輯綜閤 在現代IC設計中，硬件描述語言（HDL）是連接抽象設計與物理實現的關鍵橋梁。本書將重點介紹兩種主流的HDL：Verilog和VHDL。我們將詳細講解它們的語法結構、數據類型、運算符、行為級建模、數據流建模以及結構級建模等。通過大量的代碼示例，讀者將學習如何使用HDL來描述數字電路的功能，並掌握使用HDL進行模塊化設計、層次化設計的思想。 本部分還將深入講解邏輯綜閤的概念和流程。邏輯綜閤是將高層次的HDL描述轉化為低層次的門級網錶的過程。我們將詳細介紹綜閤工具的工作原理，包括優化算法、約束設定（時序約束、麵積約束、功耗約束）以及如何通過調整綜閤選項來優化設計結果。讀者將學習如何編寫可綜閤的HDL代碼，以及如何理解和分析綜閤報告，從而有效地指導綜閤工具生成滿足性能、麵積和功耗要求的網錶。 第三部分：靜態時序分析（STA）與時序收斂 時序是數字IC設計中最具挑戰性的方麵之一。本部分將聚焦於靜態時序分析（STA），這是確保芯片在規定時鍾頻率下穩定運行的關鍵技術。我們將詳細講解STA的基本概念，包括時鍾周期、建立時間（setup time）、保持時間（hold time）、時鍾偏移（clock skew）、時鍾抖動（clock jitter）、輸入/輸齣延遲（input/output delay）等。 本書將係統介紹STA的分析方法，包括建立時間分析和保持時間分析，以及如何識彆和分析關鍵路徑。讀者將學習如何使用STA工具生成時序報告，並深入理解報告中的各項參數。更重要的是，我們將詳細講解時序收斂的策略和技巧。這包括但不限於：邏輯優化、流水綫設計、狀態機編碼優化、布局布綫對時序的影響分析、以及時鍾樹綜閤（CTS）在時序收斂中的作用。通過掌握STA和時序收斂的知識，讀者將能夠有效解決數字IC設計中的時序問題，確保芯片按設計目標運行。 第四部分：物理實現（布局布綫）與版圖設計 邏輯綜閤和STA之後，IC設計進入物理實現階段，即根據門級網錶和布局布綫約束，在矽片上生成實際的物理版圖。本部分將詳細介紹物理實現的關鍵步驟。 首先，我們將講解物理設計流程，包括： 導入網錶與約束： 將綜閤後的網錶以及時序、功耗、麵積等約束信息導入物理設計工具。 宏單元放置： 放置預先設計好的標準單元庫和宏單元（如RAM、ROM、PLL等），閤理規劃芯片的整體布局。 時鍾樹綜閤（CTS）： 設計和實現能夠將時鍾信號以最小偏差和抖動分發到芯片所有時鍾端口的時鍾網絡，這是保證芯片時序穩定性的關鍵。 標準單元放置： 在宏單元之間和周圍，以密集的方式放置大量的標準單元（如AND、OR、INV、FF等），以實現芯片的功能。 布綫： 在標準單元和宏單元之間，利用多層金屬布綫來連接各個邏輯單元，形成完整的電路。 時鍾門控與功耗優化： 應用各種技術，如門控時鍾（clock gating），來降低芯片的動態功耗。 物理驗證（DRC/LVS）： 在版圖生成後，進行設計規則檢查（DRC）和版圖與網錶一緻性檢查（LVS），確保版圖符閤製造工藝要求且與邏輯設計一緻。 本書將詳細闡述這些步驟的原理和常用技術，並介紹物理設計工具的基本操作和設計思想。讀者將理解物理實現對芯片性能、功耗和麵積的影響，以及如何通過閤理的物理設計來優化最終的芯片質量。 第五部分：芯片驗證與測試 芯片設計完成後，驗證和測試是確保芯片功能正確性和質量的最後一道關卡。本部分將深入探討芯片驗證的理念和方法。 我們將介紹不同層次的驗證方法，包括： 仿真驗證： 使用HDL仿真器對RTL設計進行功能驗證，確保設計行為符閤規格。 形式驗證： 利用數學方法證明電路的邏輯等價性，無需生成測試嚮量，能夠覆蓋所有可能的輸入組閤。 係統級驗證： 在更高級彆的抽象上進行驗證，如使用C++、SystemC等語言進行模型驗證，或者使用UVM（Universal Verification Methodology）等框架構建復雜的驗證環境。 硬件驗證： 利用FPGA等硬件平颱對芯片設計進行加速驗證。 讀者將學習如何構建有效的驗證平颱，編寫高質量的驗證激勵和檢查器，以及如何進行覆蓋率分析，以衡量驗證的完備性。 在測試方麵，我們將介紹芯片測試的基本原理，包括： 測試嚮量生成： 如何為芯片設計生成能夠覆蓋其功能和時序缺陷的測試嚮量。 可測試性設計（DFT）： 引入掃描鏈（scan chain）、內建自測試（BIST）等技術，以降低測試難度並提高測試覆蓋率。 故障模型： 理解常見的硬件故障模型，如短路、開路、橋接故障等。 測試設備與流程： 簡要介紹ATE（Automatic Test Equipment）在芯片量産測試中的應用。 通過本部分的學習，讀者將能夠全麵理解芯片驗證與測試的重要性，掌握相關的技術和方法，為成功量産高質量的芯片打下堅實基礎。 總結： 《集成電路芯片設計與實現》力求成為一本集理論深度與實踐廣度於一體的權威指南。本書以清晰的邏輯、嚴謹的論證和豐富的案例，引導讀者逐步掌握從邏輯設計到物理實現，再到驗證測試的IC設計全流程。無論您是正在學習數字邏輯設計的學生，還是希望深入瞭解IC設計過程的工程師，本書都將為您提供寶貴的知識和實用的技能，助您在蓬勃發展的集成電路領域取得成功。

評分☆☆☆☆☆

真正讓我感到驚喜的是它對基礎概念的梳理深度和廣度。我過去在學習某些章節時，總是感覺教材講得有些跳躍，理論推導過程一筆帶過，等到做題時纔發現自己對“為什麼是這樣”的理解還停留在錶麵。然而，這本書的解題思路往往是從最底層的邏輯原理齣發，層層遞進地剖析問題。它不僅僅是給齣瞭正確答案的推導過程，更重要的是，它會穿插解釋為什麼選擇這種特定的方法或者簡化步驟，這對於建立嚴密的邏輯思維鏈條非常有幫助。比如，在涉及到組閤邏輯電路的化簡部分，它會詳細對比不同化簡工具（比如卡諾圖和布爾代數）的適用場景和效率，而不是簡單地使用最常見的那一種。這種深入淺齣的講解方式，讓我感覺自己不是在看一個標準答案的復述，而是在跟隨一位經驗豐富的老師進行一對一的輔導，把那些看似玄奧的電路原理變得觸手可及，極大地增強瞭我的自信心。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和印刷質量給我留下瞭非常深刻的印象。拿到實體書的時候，就能感受到紙張的厚度和質感，內頁的墨色清晰，綫條和圖錶的展示都非常到位，即便是像邏輯門電路圖這樣的細節，也能夠看得非常清楚，不會齣現模糊不清的情況。這對於學習數字電路這種需要大量圖形輔助理解的學科來說，簡直是太重要瞭。很多教科書為瞭節省成本，在圖錶上總是做得比較敷衍，結果學生在學習過程中光是辨認電路符號都要費一番功夫，更彆提理解其背後的邏輯關係瞭。但是這本題解在這一點上做得非常專業和細緻，可以看齣齣版方對知識傳播的認真態度。而且，書脊的裝幀也比較牢固，即便是頻繁翻閱查找特定章節的習題解析，也不會有鬆動的感覺，這對於經常需要翻閱參考的書籍來說，無疑是大大增加瞭它的耐用性。整體來看，這是一本讓人願意長期保存和反復研讀的優秀教材輔助讀物，單從物理屬性上，就已經贏得瞭讀者的好感。

評分☆☆☆☆☆

從我個人的學習體驗來看，這本書的結構安排非常貼閤實際教學進度。我發現它收錄的習題類型和難度分布，與我們學校使用的教材的章節設置高度吻閤，這使得我在課堂學習和課後鞏固之間能夠實現完美的銜接。很多時候，教材上的習題我們自己獨立解決起來很吃力，但對照這本書的詳盡解析後，很多原本晦澀難懂的知識點立刻豁然開朗。特彆是那些涉及到多級組閤電路化簡和狀態轉移圖繪製的部分，這本書提供的多種解法和優化思路，極大地拓寬瞭我的思路。它並沒有把所有東西都簡化成一種“標準答案”的模式，而是鼓勵讀者去探索不同的、同樣有效的邏輯實現路徑。這種開放性的思維引導，對於培養我們未來在工程實踐中靈活運用所學知識至關重要，可以說，它為我打牢瞭堅實的數字邏輯基礎，讓我對後續的微機原理和嵌入式係統學習充滿瞭信心。

評分☆☆☆☆☆

這本書在細節處理上的嚴謹性也令人印象深刻，特彆是對於那些容易混淆的概念和公式。在解析涉及到時序電路的同步與異步復位問題時，作者不僅清晰地區分瞭兩種復位的效果，還配上瞭專門的圖示來對比觸發時序的細微差彆，這一點在很多其他參考書上都是一帶而過的。此外，對於一些高級的主題，比如有限狀態機的設計，這本書似乎額外花費瞭筆墨去講解狀態編碼的優化策略，這對於後續學習更復雜的數字係統設計打下瞭非常堅實的基礎。可以明顯感覺到作者是站在一個非常高屋建瓴的角度來編寫這份解析的，他們似乎能預判到學生在學習過程中最容易在哪裏卡住，並在關鍵節點上設置瞭詳細的“避坑指南”。這種對學習者睏境的深刻理解，使得這本書的實用價值遠遠超齣瞭一個簡單的“題解”範疇，更像是一本“疑難點攻剋手冊”。

評分☆☆☆☆☆

在習題的難度梯度設置上，這本書的處理簡直是教科書級彆的典範。它並沒有一股腦地堆砌那些讓人望而生畏的復雜難題，而是非常巧妙地構建瞭一個循序漸進的學習路徑。開始的幾章，習題的難度非常基礎，主要目的是鞏固最基本的邏輯門操作和真值錶分析，確保讀者對最核心的概念沒有絲毫的理解偏差。隨著章節深入，它開始引入一些中等難度的綜閤性題目，要求綜閤運用多個知識點，比如時序邏輯的設計與分析。最令人稱道的是，在每一章的末尾，總會穿插幾道真正考驗思維深度的“挑戰題”。這些題目往往沒有直接的套路可循，需要讀者自己去靈活組閤所學的理論和技巧。這種設計極大地鍛煉瞭我們解決未知問題的能力，避免瞭“會做題但不會設計”的尷尬局麵，讓學習過程充滿瞭節奏感和成就感。