Verilog HDL数字集成电路设计原理与应用(第二版) 蔡觉平 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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蔡觉平 著

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• 数字集成电路设计
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• 电子工程

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出版社： 西安电子科技大学出版社

ISBN：9787560641102

商品编码：29432263976

包装：平装

出版时间：2016-08-01

基本信息

书名:Verilog HDL数字集成电路设计原理与应用(第二版)

定价：35.00元

售价：26.6元,便宜8.4元,折扣76

作者:蔡觉平

出版社：西安电子科技大学出版社

出版日期：2016-08-01

ISBN：9787560641102

字数：

页码：

版次：2

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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目录

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章 Verilog HDL数字集成电路设计方法概述 1
1.1 数字集成电路的发展和设计方法的演变 1
1.2 硬件描述语言 3
1.3 Verilog HDL的发展和国际标准 3
1.4 Verilog HDL和VHDL 5
1.5 Verilog HDL在数字集成电路设计中的优点 6
1.6 功能模块的可重用性 8
1.7 IP核和知识产权保护 9
1.8 Verilog HDL在数字集成电路设计流程中的作用 10
本章小结 11
思考题和习题 11

第2章 Verilog HDL基础知识 12
2.1 Verilog HDL的语言要素 12

作者介绍

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文摘

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序言

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《数字集成电路设计：原理与实践》 引言 数字集成电路（IC）是现代电子技术的核心，它们驱动着我们日常生活中几乎所有的电子设备，从智能手机、电脑到汽车、通信系统，乃至航空航天和医疗设备。本书旨在深入探讨数字集成电路的设计原理，并结合实际应用，为读者提供全面、系统的知识体系。我们将从最基础的数字逻辑概念出发，逐步深入到复杂的集成电路设计流程、高级设计技术以及前沿的研究方向。本书适合电子工程、计算机科学、自动化等相关专业的本科生、研究生，以及从事集成电路设计、FPGA开发、嵌入式系统开发等工作的工程师作为参考。 第一部分：数字逻辑基础与硬件描述语言 在深入集成电路设计之前，扎实的数字逻辑基础是必不可少的。本部分将从最基本的逻辑门（AND, OR, NOT, XOR等）开始，讲解组合逻辑和时序逻辑电路的设计方法。我们将详细介绍卡诺图、布尔代数化简等逻辑优化技术，以及触发器（D, JK, T, SR）、寄存器、计数器、状态机等时序电路的基本构成和工作原理。 为了能够有效地描述和设计复杂的数字电路，硬件描述语言（HDL）是必不可少的工具。我们将重点介绍Verilog HDL，作为当前业界广泛应用的两种主流HDL之一。本书将详细讲解Verilog HDL的语法、数据类型、运算符、行为级建模、数据流建模和结构级建模。我们将通过大量的实例，演示如何使用Verilog HDL来描述组合逻辑、时序逻辑、有限状态机（FSM）以及常用的数字模块，如加法器、乘法器、移位寄存器、存储器接口等。此外，我们还会简要介绍VHDL，并讨论Verilog和VHDL在设计中的异同点和应用场景。 第二部分：集成电路设计流程与前端设计 理解数字集成电路的设计流程是掌握IC设计关键。本部分将详细阐述从系统级需求到最终芯片制造的完整流程，包括： 系统级设计与规范定义： 如何将复杂的系统需求分解为可管理的硬件模块，并定义模块间的接口和功能。 算法设计与高层建模： 介绍如何在更高层次（如C/C++、SystemC）进行算法验证和功能建模，为后续的HDL设计奠定基础。 RTL（Register Transfer Level）设计： 这是使用Verilog HDL等语言进行具体电路描述的核心阶段。我们将深入讲解如何编写高质量、可综合的RTL代码，并介绍一些设计原则，如模块化、层次化、时钟域管理和复位策略。 逻辑综合： 介绍逻辑综合的原理和流程，如何将HDL代码映射到目标工艺库中的基本逻辑门和触发器。我们将讨论综合工具的工作方式，以及如何通过编写优化的RTL代码和设置综合选项来获得更好的综合结果（面积、速度、功耗）。 静态时序分析（STA）： 详细讲解STA的概念，包括时钟周期、建立时间、保持时间、时钟偏斜、时钟抖动等。我们将介绍STA工具的报告解读，以及如何通过调整设计或综合选项来满足时序要求。 功能仿真与验证： 强调功能验证的重要性，介绍仿真环境的搭建，以及各种验证方法，如事后仿真、预仿真。我们将讨论验证平台的构建，包括testbench的设计、激励生成、覆盖率收集等。 第三部分：后端设计与物理实现 前端设计完成后，将进入物理实现阶段，即后端设计。本部分将深入探讨芯片物理设计的各个环节： 逻辑门级网表（Netlist）的理解： 解释逻辑综合工具输出的门级网表，以及它如何表示电路结构。 布局（Placement）： 介绍布局的基本概念和目标，如何将逻辑门和触发器放置在芯片的硅片上，以优化布线长度和时序。我们将讨论不同的布局算法和策略。 布线（Routing）： 详细讲解布线的过程，如何连接逻辑门和触发器之间的导线。我们将讨论布线拥塞、串扰、线延迟等问题，以及如何通过布线工具进行优化。 时钟树综合（CTS）： 介绍CTS的目标，如何确保芯片上所有时序单元都能接收到稳定、同步的时钟信号，以减少时钟偏斜。 物理验证： 讲解物理验证的重要性，包括设计规则检查（DRC）、布局与电路图一致性检查（LVS）、时序验证（Post-Layout STA）和功耗分析。 可制造性设计（DFM）： 讨论如何设计电路以提高制造良率，减少由于制造缺陷导致的芯片失效。 功耗分析与优化： 介绍集成电路的功耗来源，以及各种降低功耗的技术，包括动态功耗优化（时钟门控、动态电压频率调整DVFS）和静态功耗优化（亚阈值设计、关断技术）。 第四部分：高级设计技术与前沿趋势 随着集成电路工艺的不断进步和应用需求的日益复杂，许多高级设计技术应运而生。本部分将介绍一些关键的高级设计技术和当前的研究热点： 低功耗设计技术（Low-Power Design）： 深入探讨各种低功耗设计方法，包括架构级、RTL级和门级功耗优化技术。 可测试性设计（DFT）： 讲解如何为芯片添加测试电路，以便在制造后能够有效地检测芯片的功能和性能缺陷。我们将介绍扫描链（Scan Chain）、边界扫描（Boundary Scan）、内建自测试（BIST）等技术。 片上系统（SoC）设计： 介绍SoC的组成、设计流程和挑战。我们将讨论IP核集成、总线协议（如AXI）、功耗管理和验证等关键问题。 FPGA（Field-Programmable Gate Array）设计： 详细介绍FPGA的架构、工作原理以及基于FPGA的数字电路设计流程。我们将讲解FPGA开发工具的使用，以及如何将Verilog HDL设计映射到FPGA硬件。 高性能计算与并行处理： 讨论如何利用并行计算的思想来设计高性能的数字电路，例如多核处理器、GPU的设计原理。 新兴技术与未来展望： 简要介绍当前集成电路设计领域的一些前沿研究方向，如人工智能在IC设计中的应用（AI for EDA）、三维集成电路（3D IC）、新材料和新器件等。 总结 《数字集成电路设计：原理与实践》将通过理论讲解与实践案例相结合的方式，力求使读者不仅理解数字集成电路设计的核心原理，更能掌握实际的设计方法和工具使用。本书强调理论的深度和实践的广度，旨在为读者打下坚实的数字集成电路设计基础，培养解决实际问题的能力，为投身于日新月异的集成电路设计领域做好准备。每一章都配有大量的例程和思考题，帮助读者巩固所学知识，并鼓励读者进行更深入的探索和实践。

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随着阅读的深入，我对《Verilog HDL数字集成电路设计原理与应用(第二版)》这本书的逻辑组织和内容深度有了更直观的感受。它并没有急于堆砌繁复的术语，而是循序渐进地引导读者进入Verilog的世界。书中对于如何描述组合逻辑和时序逻辑的讲解，清晰易懂，并通过多个实际案例进行演示，这一点让我尤为欣赏。我特别关注书中对于状态机设计的阐述，这部分内容对于理解和实现复杂的数字系统至关重要。书中是否能够清晰地划分有限状态机（FSM）的三个部分——状态寄存器、组合逻辑（用于计算下一状态和输出）以及时钟触发的逻辑（用于更新状态）——是我衡量其教学质量的重要标准。我希望它能提供关于如何避免亚稳态、如何进行状态编码（例如独热码、二进制编码）的建议，以及如何将这些理论应用到实际的项目中。此外，关于异步复位和同步复位的区别和应用场景的讲解，也让我充满期待，因为这直接关系到设计的鲁棒性。

评分☆☆☆☆☆

在学习数字集成电路设计的过程中，我们经常会遇到各种各样的问题，比如如何优化设计的时序，如何减少功耗，以及如何保证设计的正确性。这本书《Verilog HDL数字集成电路设计原理与应用(第二版)》是否能够提供一些实用的方法和技巧来应对这些挑战，是我非常关注的。我期待书中能够深入讲解时序分析的相关知识，比如建立时间和保持时间的概念，以及如何通过调整代码结构或使用时序约束来优化时序。另外，关于低功耗设计的方法，例如时钟门控、电源门控等，也是我非常感兴趣的内容。这本书在这些方面的讲解是否能够做到深入浅出，并辅以相应的Verilog代码示例，将直接影响到我能否将其知识转化为实际的设计能力。我希望它能教会我如何写出更高效、更节能的Verilog代码，从而在实际的芯片设计项目中取得更好的成果。

评分☆☆☆☆☆

作为一名希望提升自身数字设计能力的读者，我对于《Verilog HDL数字集成电路设计原理与应用(第二版)》在项目实践方面的指导价值非常看重。书中是否能够涵盖从需求分析到最终RTL代码实现的完整流程，以及如何将Verilog代码转换为门级网表，并进行仿真验证，这些都是我渴望了解的。我特别希望书中能够提供一些关于IP核（IP Core）的集成和使用的经验，以及如何利用现有的IP核来加速设计进程。此外，对于一些常见的数字电路模块，比如ADC/DAC接口、存储器控制器、总线协议（如AXI）的Verilog实现，如果书中能有详细的讲解和实例，那将是对我极大的帮助。我希望这本书不仅仅停留在理论层面，更能提供一些“如何做”的指导，让我能够将所学知识灵活地应用于各种实际的项目开发中，从而真正掌握数字集成电路设计的核心技能。

评分☆☆☆☆☆

初次翻开这本《Verilog HDL数字集成电路设计原理与应用(第二版)》，我怀揣着对数字电路设计深深的敬意和一丝探索未知的兴奋。这本书的封面设计简洁而专业，深蓝色的背景搭配白色的书名，仿佛预示着它将带领我深入探索数字世界的奥秘。在学习Verilog的过程中，我一直希望能找到一本既能系统讲解理论，又能贴近实际工程应用的教材。我尤其关注那些能够清晰阐述基本概念，并辅以大量实例的书籍。我希望这本书能够引导我理解Verilog语言的语法规则，掌握其在逻辑综合、时序约束、信号建模等方面的精髓。更重要的是，我期待它能帮助我建立起从高层次设计思想到底层硬件实现的完整思维链条。对于初学者而言，能够理解不同数据类型、运算符的含义，以及如何使用always块、assign语句等关键结构来描述电路功能，至关重要。同时，如何运用任务（task）和函数（function）来提高代码的可读性和复用性，也是我非常期待学习的内容。这本书能否在这些方面给我带来启发，我充满期待。

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这本书《Verilog HDL数字集成电路设计原理与应用(第二版)》给我的整体印象是，它不仅仅是一本技术手册，更像是一位经验丰富的导师，在数字电路设计的广阔领域里为我指引方向。我欣赏它严谨的学术态度，同时也看到了它在实际应用中的巨大潜力。我希望这本书能够引导我理解不同的设计风格，比如行为级建模、寄存器传输级（RTL）建模以及门级建模，并能够根据不同的设计需求选择最合适的方式。同时，对于仿真和验证的策略，我也有着浓厚的兴趣。书中是否能提供关于 testbench 的编写技巧，以及如何设计全面的测试用例来覆盖各种边界条件和异常情况，这些都是我希望从书中获得的关键信息。我相信，通过这本书的学习，我能够更加自信地面对复杂的数字集成电路设计挑战，并能够逐步成长为一名优秀的数字工程师。