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王金明 著

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• 数字系统设计
• Verilog HDL
• 数字电路
• FPGA
• Verilog
• 硬件描述语言
• 电子工程
• 计算机硬件
• 逻辑设计
• 可编程逻辑器件

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121300974

版次：6

商品编码：12080736

包装：平装

开本：16开

出版时间：2016-10-01

用纸：胶版纸

页数：392

字数：646000

正文语种：中文

内容简介

本书根据EDA课程教学要求，以提高数字设计能力为目的，系统阐述FPGA数字系统开发的相关知识，主要内容包括EDA技术概述、FPGA/CPLD器件、Verilog硬件描述语言等。全书以Quartus Prime、Synplify Pro软件为平台，以Verilog―1995和Verilog―2001语言标准为依据，以可综合的设计为重点，通过大量经过验证的数字设计实例，阐述数字系统设计的方法与技术，由浅入深地介绍Verilog工程开发的知识与技能。本书的特点是：着眼于实用，紧密联系教学实际，实例丰富。全书深入浅出，概念清晰，语言流畅。

作者简介

王金明，南京解放军理工大学通信学院教授，长期从事数字系数设计、电子电路设计方面课程的教学与科研工作。

目录

第1章 EDA技术概述 1
1．1 EDA技术及其发展 1
1．2 Top-down设计与IP核复用 4
1．2．1 Top-down设计 4
1．2．2 Bottom-up设计 5
1．2．3 IP复用技术与SoC 5
1．3 数字设计的流程 7
1．3．1 设计输入 7
1．3．2 综合 9
1．3．3 布局布线 9
1．3．4 仿真 10
1．3．5 编程配置 10
1．4 常用的EDA软件工具 10
1．5 EDA技术的发展趋势 14
习题1 15
第2章 FPGA/CPLD器件 16
2．1 PLD器件概述 16
2．1．1 PLD器件的发展历程 16
2．1．2 PLD器件的分类 17
2．2 PLD的基本原理与结构 19
2．2．1 PLD器件的基本结构 19
2．2．2 PLD电路的表示方法 20
2．3 低密度PLD的原理与结构 21
2．4 CPLD的原理与结构 26
2．4．1 宏单元结构 26
2．4．2 典型CPLD的结构 27
2．5 FPGA的原理与结构 30
2．5．1 查找表结构 30
2．5．2 典型FPGA的结构 32
2．5．3 Cyclone IV器件结构 35
2．6 FPGA/CPLD的编程元件 38
2．7 边界扫描测试技术 42
2．8 FPGA/CPLD的编程与配置 44
2．8．1 在系统可编程 44
2．8．2 FPGA器件的配置 45
2．8．3 Cyclone IV器件的编程 46
2．9 FPGA/CPLD器件概述 49
2．10 FPGA/CPLD的发展趋势 52
习题2 53
第3章 Quartus Prime使用指南 54
3．1 Quartus Prime原理图设计 55
3．1．1 半加器原理图设计输入 55
3．1．2 1位全加器设计输入 60
3．1．3 1位全加器的编译 61
3．1．4 1位全加器的仿真 63
3．1．5 1位全加器的下载 67
3．2 基于IP核的设计 71
3．2．1 模24方向可控计数器 71
3．2．2 4×4无符号数乘法器 78
3．3 SignalTap II的使用方法 84
3．4 Quartus Prime的优化设置与时序分析 88
习题3 93
实验与设计 95
3-1 简易数字钟 95
3-2 m序列发生器 97
3-3 8位带符号乘法器 97
3-4 用常量模块实现补码转换幅度码电路 101
第4章 Verilog设计初步 102
4．1 Verilog简介 102
4．2 Verilog模块的结构 103
4．3 Verilog基本组合电路设计 107
4．3．1 用Verilog设计基本组合电路 107
4．3．2 用Verilog设计加法器 107
4．4 Verilog基本时序电路设计 110
4．4．1 用Verilog设计触发器 110
4．4．2 用Verilog设计计数器 111
习题4 113
实验与设计 113
4-1 Synplify Pro综合器的使用方法 113
4-2 Synplify综合器的使用方法 117

第5章 Verilog语法与要素 119
5．1 Verilog语言要素 119
5．2 常量 120
5．2．1 整数（Integer） 120
5．2．2 实数（Real） 122
5．2．3 字符串（Strings） 122
5．3 数据类型 123
5．3．1 net型 123
5．3．2 variable型 124
5．4 参数 126
5．5 向量 128
5．6 运算符 130
习题5 134
实验与设计 135
5-1 用altpll锁相环宏模块实现倍频和分频 135
第6章 Verilog行为语句 140
6．1 过程语句 140
6．1．1 always过程语句 141
6．1．2 initial过程语句 144
6．2 块语句 145
6．2．1 串行块begin-end 145
6．2．2 并行块fork-join 146
6．3 赋值语句 147
6．3．1 持续赋值与过程赋值 147
6．3．2 阻塞赋值与非阻塞赋值 148
6．4 条件语句 149
6．4．1 if-else语句 150
6．4．2 case语句 151
6．5 循环语句 155
6．5．1 for语句 156
6．5．2 repeat、while、forever语句 157
6．6 编译指示语句 159
6．7 任务与函数 160
6．7．1 任务（task） 160
6．7．2 函数（function） 162
6．8 顺序执行与并发执行 166
习题6 167
实验与设计 167
6-1 4×4矩阵键盘检测电路 167
第7章 Verilog设计的层次与风格 170
7．1 Verilog设计的层次 170
7．2 门级结构描述 170
7．2．1 Verilog HDL内置门元件 171
7．2．2 门级结构描述 173
7．3 行为描述 174
7．4 数据流描述 175
7．5 不同描述风格的设计 176
7．5．1 半加器设计 176
7．5．2 1位全加器设计 177
7．5．3 4位加法器设计 179
7．6 多层次结构电路的设计 179
7．7 基本组合电路设计 182
7．7．1 门电路 182
7．7．2 编译码器 182
7．7．3 其他组合电路 184
7．8 基本时序电路设计 185
7．8．1 触发器 185
7．8．2 锁存器与寄存器 185
7．8．3 计数器与串并转换器 187
7．8．4 简易微处理器 188
7．9 三态逻辑设计 190
习题7 192
实验与设计 192
7-1 数字表决器 192
7-2 FIFO缓存器设计 195
第8章 Verilog有限状态机设计 199
8．1 有限状态机 199
8．2 有限状态机的Verilog描述 201
8．2．1 用三个过程描述 202
8．2．2 用两个过程描述 203
8．2．3 单过程描述方式 205
8．3 状 态 编 码 207
8．3．1 常用的编码方式 207
8．3．2 状态编码的定义 211
8．4 有限状态机设计要点 213
8．4．1 复位和起始状态的选择 213
8．4．2 多余状态的处理 213
习题8 215
实验与设计 215
8-1 流水灯控制器 215
8-2 汽车尾灯控制器 217
8-3 状态机A/D采样控制电路 218
8-4 用状态机实现字符液晶显示控制 219
第9章 Verilog设计进阶 226
9．1 加法器设计 226
9．1．1 级连加法器 226
9．1．2 数据流描述的加法器 227
9．1．3 超前进位加法器 228
9．1．4 流水线加法器 229
9．2 乘法器设计 230
9．2．1 并行乘法器 230
9．2．2 移位相加乘法器 232
9．2．3 布斯乘法器 234
9．2．4 查找表乘法器 237
9．3 奇数分频与小数分频 237
9．3．1 奇数分频 237
9．3．2 半整数分频与小数分频 239
9．4 VGA图像的显示与控制 241
9．4．1 VGA图像显示原理与时序 241
9．4．2 VGA图像显示与控制的实现 244
9．5 点阵式液晶显示控制 250
9．6 乐曲演奏电路 255
习题9 260
实验与设计 262
9-1 数字跑表 262
9-2 实用多功能数字钟 269
第10章 Verilog设计的优化 278
10．1 设计的可综合性 278
10．2 流水线设计技术 280
10．3 资源共享 284
10．4 过程 286
10．5 阻塞赋值与非阻塞赋值 288
习题10 292
实验与设计 292
10-1 小数分频 292
10-2 如何在FPGA设计中消除毛刺 294
10-3 消抖动电路 297
第11章 Verilog Test Bench与仿真 298
11．1 系统任务与系统函数 298
11．2 用户自定义元件 302
11．2．1 组合电路UDP元件 303
11．2．2 时序逻辑UDP元件 304
11．3 延时模型的表示 306
11．3．1 时间标尺定义`timescale 306
11．3．2 延时的表示与延时说明块 307
11．4 Test Bench测试平台 308
11．5 组合和时序电路的仿真 310
11．5．1 组合电路的仿真 310
11．5．2 时序电路的仿真 312
习题11 313
实验与设计 314
11-1 用ModelSim SE仿真8位二进制加法器 314
11-2 用ModelSim SE仿真乘累加器 322
第12章 Verilog语言的发展 324
12．1 Verilog―2001语法结构 324
12．1．1 语法结构的扩展与增强 324
12．1．2 设计管理 330
12．1．3 系统任务和系统函数的扩展 332
12．1．4 VCD文件的扩展 335
12．2 Verilog―2002语法结构 336
12．2．1 硬件单元建模 337
12．2．2 属性 340
12．2．3 编程语言接口 344
习题12 345
第13章 通信与信号处理设计实例 346
13．1 m序列发生器 346
13．1．1 m序列的原理与性质 346
13．1．2 m序列产生器设计 348
13．2 Gold码 350
13．2．1 Gold码的原理与性质 350
13．2．2 Gold码产生器设计 351
13．3 CRC校验码 353
13．4 FSK解调 355
13．5 数字过零检测与等精度频率测量 358
13．5．1 数字过零检测法 358
13．5．2 等精度频率测量 359
13．6 QPSK调制器的FPGA实现 362
13．7 FIR数字滤波器 365
习题13 369
实验与设计 369
13-1 信号音产生器 369
13-2 异步串行接口（UART） 376
附录A Verilog HDL（IEEE Std 1364―1995）关键字 382
附录B Verilog HDL（IEEE Std 1364―2001）关键字 383
附录C DE2―115介绍 384
附录D 有关术语与缩略语 386
参考文献 391

前言/序言

第6版前言

本书在第5版的基础上主要做了如下修订：

（1）将设计工具从Quartus II 9.0升级为Quartus Prime 16.0。从Quartus II 10.0开始，Quartus II软件取消了自带的波形仿真工具，转而采用专业第三方仿真工具ModelSim进行仿真；Quartus II 13.1之后Quartus II只支持64位操作系统（Windows 7，8，10）；从Quartus II 15.1开始Quartus II开发工具改称Quartus Prime；2016年5月Altera发布了Quartus Prime 16.0版本。Quartus Prime 16.0相比Quartus II 9.0，支持的器件更新，自带的免费IP更多，编译速度更快，支持System Verilog—2005和VHDL—2008，作为设计者我们应该积极地适应EDA设计工具的这种变化，并尽可能采用新版本。

（2）将实验板从DE2、DE2—70升级为DE2—115。从Quartus II 13.1版本开始，Quartus II软件已不再支持Cyclone I和Cyclone II器件（Cyclone I和Cyclone II业已停产），所以基于Cyclone II器件的DE2和DE2—70实验板，用Quartus II 13.1版本后的Quartus II已不能下载。DE2—115实验板基于Cyclone IV FPGA器件（EP4CE115F29），器件新，资源更丰富，同时，在外设和使用习惯等方面与DE2—70基本保持一致，所以本书将针对的实验板改为DE2—115。

（3）更新了有关ModelSim仿真的内容。本书介绍了两个版本的ModelSim的使用方法，一个是Altera的OEM版本ModelSim-Altera；同时在第11章中详细介绍了ModelSim SE进行功能和时序仿真的过程，ModelSim SE的功能更强更全面一些。

（4）更新了部分有关FPGA器件结构的内容，使之尽量反映FPGA器件的发展。

（5）更新和修正了设计案例，将设计案例基于DE2—115实验板重新做了修改和验证。

由于FPGA芯片和EDA软件的不断更新换代，同时因作者时间和精力所限，本书虽经不断改版和修正，仍不免有诸多疏漏和遗憾，一些案例也有继续发挥和改进的空间，同时一些新的例程限于篇幅未能在书中得到反映。基于本教材的慕课（MOOC）教学资源建设正在实施中，建成后将会在华信教育网推出。本书与作者的另一拙作《数字系统设计与VHDL》（即将修订改版）互为补充，前者以Verilog语言开发为主，后者则以VHDL语言的设计为重点。

感谢友晶科技的彭显恩经理和尹作娟女士，鑫合欣的王婷女士在本书写作过程中给予作者的大力支持；感谢美国威斯康星大学麦迪逊分校的Yu Hen Hu教授在作者访学期间在学术上和教学上给予作者的无私帮助与支持；感谢本书责任编辑窦昊先生与作者多年的鼎力合作。

本书疏漏与错误之处，希望读者和同行给予批评指正。

编著者

2016年8月于解放军理工大学

《数字系统设计与Verilog HDL（第6版）》图书简介 一、 内容概述 本书是一部关于数字系统设计及其相关硬件描述语言（Verilog HDL）的权威著作，致力于为读者提供一套全面、深入且与时俱进的学习体系。本书的第六版在前几版坚实的基础上，整合了最新的行业发展趋势、先进的设计方法论以及不断演进的EDA（电子设计自动化）工具链，旨在培养具备现代数字逻辑设计能力和Verilog HDL编程技能的工程师和研究人员。 本书内容涵盖了从基础的数字逻辑原理到复杂的系统级设计，再到前沿的FPGA（现场可编程门阵列）和ASIC（专用集成电路）设计流程。结构上，本书逻辑清晰，层层递进，确保读者能够循序渐进地掌握核心概念和实践技巧。 二、 核心内容详解 1. 数字逻辑基础（Foundation of Digital Logic）： 二进制数系统与编码（Binary Number Systems and Encoding）：深入讲解二进制、八进制、十进制、十六进制之间的转换，以及各种编码方式，如BCD码、格雷码、ASCII码等，为后续的学习奠定坚实的基础。 布尔代数与逻辑门（Boolean Algebra and Logic Gates）：系统介绍布尔代数的公理、定理和运算规则，详细阐述AND、OR、NOT、XOR、NAND、NOR、XNOR等基本逻辑门的特性和应用。 组合逻辑电路设计（Combinational Logic Circuit Design）：重点讲解组合逻辑电路的分析和综合方法，包括逻辑函数的化简（卡诺图、Quine-McCluskey方法）、编码器、译码器、多路选择器、数据选择器、加法器、减法器、比较器等核心功能模块的设计与实现。 时序逻辑电路基础（Sequential Logic Circuit Basics）：引入状态、时钟信号、触发器（SR、D、JK、T触发器）的概念，讲解触发器的特性、状态转移和输出方程。 时序逻辑电路设计（Sequential Logic Circuit Design）：深入分析寄存器、移位寄存器、计数器（同步、异步）、有限状态机（FSM）的设计方法，包括状态图、状态表、状态编码、状态转移逻辑的设计。 存储器系统（Memory Systems）：介绍RAM（随机存取存储器）和ROM（只读存储器）的基本结构、工作原理和分类，包括SRAM、DRAM、PROM、EPROM、EEPROM等，以及其在数字系统中的应用。 2. Verilog HDL 语言（Verilog HDL Language）： Verilog HDL 基础语法（Verilog HDL Basic Syntax）：详细介绍Verilog HDL的基本语法结构，包括模块（module）、端口（port）、信号类型（reg, wire）、参数（parameter）、赋值语句（assign, always）、运算符、表达式等。 行为级建模（Behavioral Modeling）：重点讲解使用`always`块、`if-else`、`case`、`casex`、`forever`等结构进行行为级建模，如何描述电路的动态行为和状态转移。 数据流建模（Dataflow Modeling）：讲解使用`assign`语句和连续赋值来描述组合逻辑电路，如何通过逻辑运算符和表达式直接映射硬件功能。 结构级建模（Structural Modeling）：介绍如何使用门级原语（gate primitives）和模块实例化来构建复杂的数字电路，模拟电路的物理连接。 时序控制（Timing Control）：深入讲解Verilog HDL中的时序控制机制，包括时延（delay）、敏感列表（sensitivity list）、事件控制（event control）、阻塞赋值（blocking assignment）和非阻塞赋值（non-blocking assignment）的区别与应用，对于正确建模时序逻辑至关重要。 任务（Tasks）与函数（Functions）：讲解如何定义和使用任务和函数来封装可重用的代码段，提高代码的可读性和维护性。 用户自定义原语（User-Defined Primitives, UDP）：介绍用户自定义原语的创建和使用，以支持特定的硬件功能。 生成语句（Generate Statements）：讲解`generate`语句的用法，用于生成重复的硬件结构，极大地简化了大型、规律性设计。 3. 高级数字系统设计（Advanced Digital System Design）： 计数器和移位寄存器的高级设计（Advanced Counter and Shift Register Design）：在基础知识之上，进一步探讨各种复杂计数器（如任意模计数器、移位寄存器计数器）和移位寄存器（如通用移位寄存器、环形计数器）的设计。 有限状态机（FSM）的综合与优化（FSM Synthesis and Optimization）：详细讲解 Moore 型和 Mealy 型 FSM 的设计、状态编码（如二进制编码、独热编码、格雷码编码）对综合结果的影响，以及 FSM 的优化策略。 异步电路设计（Asynchronous Circuit Design）：简要介绍异步逻辑的基本概念、分析方法和设计挑战，与同步设计形成对比。 算术逻辑单元（Arithmetic Logic Unit, ALU）：设计一个包含加法、减法、逻辑运算、比较等功能的ALU，是数字系统设计的经典案例。 数据通路与控制通路（Datapath and Control Path）：讲解如何将复杂的数字系统分解为数据通路和控制通路，并分别进行设计和实现。 4. FPGA与ASIC设计流程（FPGA and ASIC Design Flow）： EDA 工具链概述（Overview of EDA Toolchains）：介绍现代EDA工具（如Xilinx Vivado, Intel Quartus Prime, Synopsys Design Compiler, Cadence Genus等）在数字系统设计中的作用和基本流程。 功能仿真（Functional Simulation）：讲解如何使用Verilog HDL编写激励（testbench），对设计进行功能验证，确保逻辑功能正确。 综合（Synthesis）：介绍逻辑综合的概念，将HDL代码转换为网表（netlist），以及综合过程中需要注意的约束和优化。 实现（Implementation）：讲解布局（Place）和布线（Route）的过程，将网表映射到目标FPGA器件或ASIC工艺库。 时序分析（Timing Analysis）：详细阐述建立时间（setup time）、保持时间（hold time）、时钟偏移（clock skew）、最大工作频率等时序概念，以及如何通过时序报告来验证设计。 形式验证（Formal Verification）：介绍形式验证的概念和方法，用于数学上证明设计的正确性。 物理验证（Physical Verification）：对于ASIC设计，简要介绍DRC（设计规则检查）、LVS（版图与电路图一致性检查）等物理验证概念。 IP核（Intellectual Property, IP）：讲解IP核在现代设计中的重要性，以及如何使用和集成第三方IP。 5. 现代设计方法与实践（Modern Design Methodologies and Practices）： 可综合Verilog HDL（Synthesizable Verilog HDL）：强调编写可综合Verilog HDL代码的最佳实践，避免使用不利于综合的语句。 可测试性设计（Design for Testability, DFT）：简要介绍DFT的概念，如扫描链（scan chain），以提高芯片的可测试性。 低功耗设计（Low-Power Design）：介绍功耗在现代芯片设计中的重要性，以及一些基本的低功耗设计技术。 系统级设计（System-Level Design）：探讨如何从系统级角度进行设计，使用更高级别的抽象。 高级验证方法（Advanced Verification Methodologies）：简要介绍UVM（Universal Verification Methodology）等高级验证方法。 三、 特色与亮点 理论与实践紧密结合：本书不仅提供了扎实的理论基础，更通过大量的Verilog HDL代码示例，将理论知识转化为可执行的设计。每个概念的讲解都辅以相应的代码实现，便于读者理解和模仿。 与时俱进的更新：作为第六版，本书充分反映了当前数字设计领域的最新进展。例如，对FPGA设计流程的介绍紧跟主流EDA工具的更新，对高级验证方法和低功耗设计的提及也体现了行业的发展趋势。 丰富的实例和练习：书中包含精心设计的示例电路和项目，涵盖了从入门级到复杂系统的各类应用。每章末都附有详细的习题，帮助读者巩固所学知识，提升实践能力。 清晰的结构和逻辑：全书按照从基础到高级、从硬件到语言、从设计到验证的逻辑顺序组织，层次分明，易于读者理解和学习。 面向广泛读者群体：本书既适合初学者入门数字逻辑设计和Verilog HDL，也为有一定基础的工程师提供深入学习和提升的资源。 四、 适用人群 电子工程、计算机科学与技术、微电子学等相关专业的本科生和研究生。 从事FPGA/ASIC设计、嵌入式系统开发、SoC（System on Chip）设计的工程师。 对数字逻辑电路设计和硬件描述语言感兴趣的软硬件工程师。 希望系统学习和掌握现代数字系统设计技术的自学者。 五、 总结 《数字系统设计与Verilog HDL（第6版）》是一部集理论深度、实践广度、技术前沿性和教学系统性于一体的经典教材。它将带领读者踏上一段系统而充实的数字设计探索之旅，为读者在瞬息万变的电子技术领域中奠定坚实的基础，并赋予其创造未来的能力。本书是每一位数字系统设计爱好者和从业者不可或缺的参考工具。

评分☆☆☆☆☆

评价五： 这本书给我最深刻的印象是其“实践导向”的教学理念。它并非一本纯粹的理论书，而是将理论知识与实际应用紧密结合，让读者在学习理论的同时，能够立刻看到这些理论如何在工程实践中发挥作用。尤其是在介绍FPGA设计流程时，作者并没有回避其中的复杂性和挑战，而是详细地阐述了从RTL编码到比特流生成，再到硬件调试的每一个关键步骤，并针对每个步骤可能遇到的问题提供了解决方案。我尝试跟着书中关于ADC接口设计的章节，用Verilog语言实现了一个简单的ADC采样控制器，并将其移植到了FPGA板上。虽然过程中遇到了一些困难，但书中提供的详细思路和调试方法，让我最终成功完成了设计。这让我深刻体会到，理论知识只有与实践相结合，才能真正转化为解决问题的能力。Verilog HDL部分的讲解也极具前瞻性，作者不仅仅介绍了基础语法，还深入探讨了如何编写高效、可综合的代码，以及如何利用Verilog来描述复杂的硬件模块，如状态机、移位寄存器、乘法器等。我特别喜欢书中关于状态机设计的讲解，作者从有限状态机的基本概念出发，详细介绍了不同类型状态机的优缺点，并给出了多种Verilog实现方式，让我对如何用Verilog来控制复杂的系统流程有了更深刻的理解。此外，书中关于时钟域交叉（CDC）的讲解，也是我学习过程中遇到的一个难点，但通过这本书的详细阐述，我终于能够理解CDC的原理和风险，并学会了如何使用同步器等技术来规避这些风险。总而言之，这是一本能够真正帮助读者提升工程实践能力的书籍，对于有志于从事数字IC或FPGA设计的读者来说，绝对是一本不可多得的宝藏。

评分☆☆☆☆☆

评价七： 这本书的价值在于它不仅仅传授知识，更重要的是它教会了如何“思考”和“设计”。我尤其欣赏书中对“可综合性”的强调。作者反复提醒读者，编写Verilog代码不仅仅是为了仿真，最终的目标是能够被综合工具转化为实际的硬件电路。因此，在讲解每一个Verilog结构时，作者都会从可综合性的角度进行分析，例如，为什么某些`always`块的结构容易导致不可综合，或者如何优化代码以生成更高效的硬件。这让我避免了走很多弯路。书中对各种数字逻辑模块的讲解都非常到位，比如计数器、移位寄存器、译码器、编码器等，每一个模块都提供了清晰的定义、工作原理、真值表（或状态图），以及多种Verilog实现方式，并对各种实现方式的优劣进行了对比分析。我尤其喜欢书中关于状态机设计的讲解，作者通过一个实际的交通灯控制案例，详细演示了如何从需求分析到状态图绘制，再到Verilog代码实现，整个过程非常完整和细致，让我对状态机设计有了非常深刻的理解。此外，书中还涉及了如何利用Verilog HDL来实现一些常见的接口协议，比如UART、SPI等，这对于实际的嵌入式系统开发非常有帮助。我尝试着复现书中关于UART发送模块的设计，通过这个过程，我不仅学会了如何用Verilog来实现异步串行通信，还对数据发送的时序和校验有了更深入的认识。这本书的内容不仅有深度，更有广度，它为我打开了数字系统设计领域的一扇新大门。

评分☆☆☆☆☆

评价二： 这本书的深度和广度着实令人惊叹，对于有一定数字系统设计基础的读者来说，它提供了一个绝佳的进阶平台。我尤其欣赏书中对复杂数字系统架构的剖析。作者并没有停留在单个模块的讲解，而是着重于如何将这些模块有机地组合起来，形成一个完整、高效的系统。比如，关于微处理器设计的部分，从指令集架构的选取，到流水线的设计，再到缓存的引入，每一步都分析得非常透彻，让我得以窥见一个复杂处理器是如何一步步“生长”出来的。Verilog HDL部分的讲解也更加深入，不仅仅是语言本身，更多的是如何利用Verilog来实现各种高级的功能。诸如DMA控制器、中断控制器等关键IP核的设计思路和Verilog实现，都提供了宝贵的参考。我尝试复现书中关于DMA控制器的部分，通过阅读代码和参考讲解，我深刻理解了如何在Verilog中处理总线协议、数据传输的逻辑以及如何管理传输的起始和结束。书中对并行与串行通信接口的设计也进行了深入探讨，对于理解USB、SPI、I2C等实际接口的工作原理以及如何在Verilog中对其进行建模，提供了非常清晰的思路。此外，书中还涉及了一些重要的EDA工具的使用技巧，虽然不是详细的操作手册，但其提供的理念和方法论，对于提升我们的设计效率非常有帮助。我尤其喜欢书中关于代码风格和验证策略的建议，这些都是在实际项目中至关重要的经验之谈。总的来说，这本书为我打开了更广阔的视野，让我对数字系统设计的复杂性和精妙之处有了更深刻的认识，也为我日后深入研究特定领域打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

评价八： 这本书的知识体系构建得非常出色，能够将复杂的数字系统设计概念梳理得井井有条，让读者在浩瀚的知识海洋中不至于迷失方向。我尤其欣赏书中对“时序分析”的深入讲解。作者不仅仅停留在setup time和hold time这些基础概念，而是进一步探讨了时钟周期、延迟、时序违例等问题，并且提供了多种时序分析的方法和工具使用技巧。这对于确保设计在目标时钟频率下可靠运行至关重要。Verilog HDL的讲解也达到了“炉火纯青”的地步，作者对语言的每一个特性都进行了细致的剖析，并强调了其在硬件描述中的应用。我特别喜欢书中关于“同步器”（synchronizer）的讲解，作者详细解释了亚稳态产生的原因，以及如何通过不同阶数的同步器来降低亚稳态的发生概率，并给出了具体的Verilog实现代码。这对于处理跨时钟域信号是至关重要的。此外，书中还涉及了诸如总线协议、存储器接口、中断系统等关键数字系统组件的设计，这些内容对于理解和设计复杂的嵌入式系统非常有帮助。我尝试着复现书中关于一个简单中断控制器的设计，通过这个过程，我不仅学会了如何用Verilog来实现中断请求和响应的逻辑，还对中断优先级和中断向量有了更深入的认识。这本书的内容不仅有深度，更有温度，它让我感觉到作者在用心地将自己的经验传授给读者，让我能够更快地成长。

评分☆☆☆☆☆

评价一： 拿到这本书，我感觉像是挖到了一座宝藏，尤其是对于我这种刚接触数字系统设计的新手来说。它不仅仅是一本教科书，更像是一位经验丰富的老师，循循善诱地引导我一步步走进这个迷人的领域。第一遍翻阅，就被其条理清晰的结构深深吸引。从最基础的逻辑门、布尔代数，到复杂的时序逻辑、有限状态机，再到更高级的流水线设计、时钟域交叉，每一个概念都讲解得淋漓尽致。作者似乎预见了初学者可能遇到的每一个难点，并提前准备好了通俗易懂的解释和恰到好处的示例。尤其是书中对Verilog HDL的讲解，简直是教科书级别的。它不是简单地罗列语法，而是深入剖析了Verilog在数字系统设计中的应用场景，教会我们如何用它来描述硬件，如何通过仿真验证设计，如何优化代码以达到预期的性能。我印象特别深刻的是关于时序逻辑的部分，作者通过生动的比喻和图示，将D触发器、JK触发器等概念讲得不再抽象，让我能够真正理解它们的工作原理，而不是死记硬背。而且，书中提供的那些工程实践案例，更是让我眼前一亮。它们不是那种脱离实际的理论题，而是能够直接映射到实际项目中的设计思路和实现方法。我甚至已经开始尝试将书中的一些小型设计移植到FPGA开发板上进行验证，那种亲手实现复杂逻辑的成就感，是任何理论学习都无法比拟的。这本书给我最深刻的感受是，它不仅教授了“是什么”，更教会了“为什么”和“怎么做”，这种深度的讲解是我在其他同类书籍中很少见到的。总而言之，这是一本我愿意反复阅读、并将其视为案头必备的参考书。

评分☆☆☆☆☆

评价九： 这本书的优秀之处在于它将抽象的数字逻辑概念与Verilog HDL这门具体的硬件描述语言完美地结合起来，使得读者能够清晰地理解理论是如何映射到实际硬件的。我尤其被书中对“状态机”的讲解所吸引。作者没有仅仅停留在理论状态图，而是通过生动形象的例子，例如一个简单的自动售货机或者一个交通信号灯控制器，详细讲解了如何从需求分析出发，绘制状态图，然后将状态机转化为Verilog代码。并且，作者还对比了不同状态机编码方式（如独热码、二进制码）的优缺点，让我能够根据实际需求选择最合适的方式。Verilog HDL的讲解也非常到位，作者强调了“可综合性”的重要性，并详细讲解了哪些Verilog结构是可综合的，哪些是不可综合的，以及如何避免编写不可综合的代码。我尤其喜欢书中关于“阻塞赋值”与“非阻塞赋值”的讲解，作者通过详细的例子，清晰地说明了它们在组合逻辑和时序逻辑中的区别和应用，这对我避免很多常见的Verilog编程错误非常有帮助。此外，书中还涉及了诸如多周期路径、时钟域交叉等更高级的时序问题，并且提供了相应的解决方案。我尝试着复现书中关于一个简单的多周期路径处理的示例，通过这个过程，我不仅理解了多周期路径的风险，还学会了如何通过调整设计来规避这些风险。这本书的内容不仅有理论深度，更有实践指导意义，它为我打开了数字系统设计的广阔天地。

评分☆☆☆☆☆

评价三： 这本书的阅读体验非常流畅，尽管内容相当专业，但作者的叙述方式总是能抓住关键点，让我觉得学习过程一点都不枯燥。特别是在讲解组合逻辑和时序逻辑的根本区别时，作者运用了非常形象的比喻，比如将组合逻辑比作一个瞬间做出决定的“决策者”，而时序逻辑则是一个有“记忆”和“累积”能力的“思考者”，这种通俗的类比一下子就击中了要点，让我摆脱了纯粹的公式和符号带来的距离感。在Verilog HDL的部分，作者非常注重对“行为级”和“寄存器传输级”描述的区分，并且强调了它们在综合工具处理时的不同影响。这一点对我帮助非常大，因为我之前经常混淆这两种描述方式，导致综合出来的逻辑与我的预期不符。书中提供的针对不同场景的Verilog代码示例，都经过了精心的优化，不仅逻辑正确，而且在性能和资源利用率方面都有很好的考量，这让我学到了很多“实用”的技巧，而不是仅仅停留在“能用”的层面。我特别喜欢书中关于亚稳态（metastability）问题的讲解，作者不仅解释了其产生的原因，更重要的是提供了多种避免和处理亚稳态的方法，并且给出了具体的Verilog实现代码。这对于理解和设计可靠的同步器、跨时钟域处理模块至关重要。此外，本书在介绍FPGA设计流程时，也给了我不少启发。从RTL编码到仿真，再到综合、布局布线和下载，每个环节的要点都得到了充分的强调，让我对整个硬件实现过程有了更全面的认识。这本书的内容组织非常合理，学习起来就像在爬一座精心设计的楼梯，每一步都有扎实的支撑，并且能够清楚地看到下一步将要到达的高度，这种学习的连续性和成就感，是很多技术书籍难以提供的。

评分☆☆☆☆☆

评价四： 这本书给我的感觉就像是打开了一扇通往数字逻辑世界的“万能钥匙”。对于初学者来说，它无疑是最贴合实际需求的入门读物。从最简单的逻辑门电路，到复杂的微处理器体系结构，作者的讲解逻辑清晰，层层递进，几乎没有留下任何学习上的“盲区”。我尤其欣赏书中对每一个概念的“溯源”式讲解。比如，在介绍Verilog HDL的`always`块时，作者会先回顾组合逻辑和时序逻辑的基本原理，然后自然而然地引出如何用`always`块来描述这两种电路，并详细解释`posedge`和`negedge`的意义，以及`if`和`case`语句在不同场景下的应用。这种由表及里、深入浅出的讲解方式，让我能够真正理解Verilog代码背后所代表的硬件电路。在实操层面，书中提供的代码示例是极具价值的。每一个示例都配有详细的解释，并且很多示例都附带了仿真波形图，让我能够直观地看到代码是如何被执行的。我尝试跟着书中的例子，在自己的电脑上用EDA工具搭建了一个简单的计数器，从编写Verilog代码到仿真验证，整个过程都非常顺利，让我对数字系统设计产生了浓厚的兴趣。此外，书中对不同类型触发器（如D触发器、SR触发器、JK触发器、T触发器）的深入讲解，包括它们的真值表、时序图以及Verilog描述，都让我对它们的特性有了更清晰的认识。我曾以为这些是最基础的概念，但深入学习后才发现，即使是基础概念，也蕴含着许多值得探究的细节。这本书让我感觉，数字系统设计并非高不可攀，只要掌握了正确的方法和工具，每个人都能在其中找到乐趣并取得进步。

评分☆☆☆☆☆

评价十： 这本书给我的感觉是“实用”与“深度”的完美结合。它不仅能够让你理解数字系统的基本原理，更重要的是能够让你掌握使用Verilog HDL进行实际设计的技能。我尤其欣赏书中对“异步复位”与“同步复位”的讲解。作者详细解释了它们的原理、优缺点以及在不同场景下的适用性，并提供了相应的Verilog代码示例。这让我对如何设计健壮的数字系统有了更深刻的认识。Verilog HDL的讲解也非常详尽，作者不仅仅是罗列语法，而是深入剖析了Verilog的各个特性如何在硬件中实现，以及如何利用这些特性来描述复杂的数字电路。我特别喜欢书中关于“层级化设计”的讲解，作者强调了如何将大型设计分解成小的、可管理的模块，以及如何通过实例化和端口连接来构建复杂的系统。这对于提高代码的可读性和可维护性非常有帮助。此外，书中还涉及了诸如握手协议、流水线数据通路、指令译码器等关键数字系统组件的设计，这些内容对于理解和设计复杂的处理器或者嵌入式系统非常有价值。我尝试着复现书中关于一个简单流水线指令译码器的设计，通过这个过程，我不仅学会了如何用Verilog来实现指令的解析和译码逻辑，还对处理器的工作流程有了更深入的认识。这本书的内容不仅有理论的高度，更有实践的厚度，它是我数字系统设计学习道路上的宝贵财富。

评分☆☆☆☆☆

评价六： 这本书简直是我数字系统设计学习之路上的“指路明灯”，它系统而全面地覆盖了从基础理论到高级应用的各个层面，并且每一部分的讲解都深入浅出，引人入胜。我尤其被书中关于时序逻辑设计的严谨性所折服。作者在讲解触发器、寄存器、时钟分频、时钟倍频等概念时，不仅给出了清晰的定义和工作原理，还详细分析了这些电路在实际应用中可能遇到的问题，比如时钟抖动、占空比失真等，并提供了相应的解决方案。这让我明白，在数字系统设计中，细节决定成败。Verilog HDL的讲解也是这本书的一大亮点。作者不仅仅停留在语法层面，而是深入探讨了如何利用Verilog来描述真实的硬件电路，如何进行仿真验证，以及如何编写能够被综合工具高效处理的代码。我特别喜欢书中关于“时序约束”的讲解，作者详细解释了setup time、hold time等关键参数的意义，以及如何在Verilog代码和时序约束文件中进行设置，这对于确保设计在目标时钟频率下可靠运行至关重要。此外，书中还涉及了诸如并行处理、流水线设计、缓存一致性等高级话题，这些内容对于理解现代高性能处理器的工作原理非常有帮助。我尝试着复现书中关于一个简单流水线处理器的设计，通过这个过程，我深刻体会到了流水线技术在提升指令吞吐量方面的巨大优势。这本书的内容组织非常合理，学习起来就像是在攀登一座知识的高峰，每一步都有明确的目标和清晰的路径，让人感觉充满信心和动力。

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不错的一本书

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