数字逻辑基础与Verilog设计(原书第3版) 机械工业出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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加斯蒂芬 布朗 著

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• 电子工程
• 计算机硬件
• 基础
• 教材
• 机械工业出版社

店铺： 北京群洲文化专营店

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111537281

商品编码：29485910264

包装：平装

出版时间：2016-06-01

基本信息

书名：数字逻辑基础与Verilog设计(原书第3版)

定价：89.00元

作者：(加)斯蒂芬 布朗

出版社：机械工业出版社

出版日期：2016-06-01

ISBN：9787111537281

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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本书特色
详细介绍组合逻辑与时序逻辑电路的经典设计技术。
强调逻辑电路的模块化设计方法，介绍一些基本的电路模块，并应用到大型电路实现中。
Verilog语言是本书必不可少的一部分内容，书中通过一种通俗易懂的方式循序渐进地介绍该语言。
着重强调在设计与实现实际电路时采用的Verilog与CAD工具。
提供大量的教学实例，揭示一种适合采用现代数字电路技术（如FPGA与CPLD等可编程逻辑器件）的良好设计方式。

内容提要

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本书第3版较第2版在内容结构上做了更新，从问题求解的角度重点介绍多种逻辑电路及其硬件描述语言Verilog实现的方法，着重于数字电路实现技术和数字系统设计两大核心内容。主要包括：数字电路设计流程、逻辑电路基础、算术运算电路、组合电路、存储元件、同步时序电路、逻辑功能优化、异步时序电路、完整的CAD电路设计流程以及电路测试等。本书包含了120多段Verilog示例代码，以说明如何采用Verilog语言描述不同的逻辑电路。

目录

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作者介绍

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斯蒂芬·布朗（Stephen Brown） 获得多伦多大学电子工程硕士和博士学位，于1992年进入多伦多大学任教，目前为该校电子与计算机工程系教授，同时在Altera公司发起的国际大学计划中担任理事职务。研究领域包括现场可编程VLSI技术以及计算机结构，发表了超过100篇论文。除了本书之外，与他人合编了另外2本知名教材：《Fundamentals of Digital Logic with VHDL Design（第3版）》《Field Programmable Gate Arrays》。

斯万克·瓦拉纳西（Zvonko Vranesic） 拥有多伦多大学电子工程硕士和博士学位。现为该校电子与计算机工程系以及计算机科学系的荣誉退休教授。目前的研究领域包括计算机架构以及现场可编程VLSI技术研究。除了本书之外，与他人合编了另外3本知名教材：《Computer Organization and Embedded Systems（第6版）》《Microputer Structures》与《Field Programmable Gate Arrays》。

文摘

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序言

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《二进制的艺术：从门电路到系统实现》 一、 探索逻辑的基石：开启数字世界的大门 我们生活在一个由数字构成的世界，从智能手机到超级计算机，每一个先进的电子设备都离不开数字逻辑的支撑。你是否曾好奇，那些闪烁的屏幕、流畅的操控背后，究竟隐藏着怎样的奥秘？《二进制的艺术：从门电路到系统实现》将带你踏上一段引人入胜的旅程，深入探索数字逻辑的精髓，揭示信息在最底层是如何被处理和传递的。 本书并非一本枯燥的技术手册，而是一次对二进制思维模式的深度体验。它将从最基础的逻辑门开始，如同学习字母一样，让你掌握构成复杂数字系统的基本单元。我们会从“与”、“或”、“非”这些最简单的逻辑关系入手，理解它们在电信号层面是如何实现的。你会惊叹于看似简单的开关组合，如何能够执行加法、减法，甚至更复杂的运算。本书将通过大量生动形象的例子和图示，将抽象的逻辑概念具象化，让你在潜移默化中领悟数字逻辑的魅力。 我们将逐步引入组合逻辑电路和时序逻辑电路的概念。你会学习到如何构建能够进行信息编码、解码、多路选择、数据存储的电路。例如，你将理解存储单元是如何工作的，它是如何记住一个比特的信息，以及多个存储单元如何组合成更强大的存储器。同步和异步时序逻辑的区别，以及如何设计状态机来控制系统行为，这些关键概念也将被清晰地阐述。本书的优势在于，它不会仅仅停留在理论的讲解，而是会让你逐步建立起从单个门电路到复杂系统功能的构建能力。 二、 Verilog的魔力：用代码描绘数字世界的蓝图 在理解了数字逻辑的本质之后，如何将这些抽象的逻辑设计转化为可以在实际芯片中实现的电路？这正是硬件描述语言（HDL）所扮演的角色，而Verilog则是其中最强大、最受欢迎的语言之一。《二进制的艺术》将是您掌握Verilog的理想起点。 本书将以循序渐进的方式，引导您学习Verilog语言的语法和使用技巧。您将了解到如何用Verilog来描述逻辑门、组合逻辑和时序逻辑电路。从简单的变量声明、赋值语句，到模块的实例化、端口的连接，每一个语法细节都将通过清晰的代码示例进行展示。本书强调的不仅是语法，更是用Verilog进行合理设计的思想。您将学会如何根据设计目标，选择合适的Verilog描述风格，例如数据流风格、行为级风格和结构化风格，并理解它们各自的优缺点及适用场景。 本书将带您深入理解Verilog在数字系统设计流程中的应用。您将学习如何利用Verilog进行模块化设计，将大型系统分解为更易于管理和验证的子模块。通过实例化和层层调用，您可以构建出复杂度惊人的数字系统。同时，本书还将重点介绍Verilog的仿真和综合过程。您将学会如何编写测试平台来验证您的Verilog代码的功能正确性，并了解综合工具如何将您的Verilog描述转化为实际的门级网表，为后续的布局布线和芯片制造奠定基础。 三、 系统构建的实践：从理论到现实的飞跃 掌握了数字逻辑基础和Verilog设计语言，您已经具备了设计数字系统的基本能力。《二进制的艺术》将进一步将这些知识转化为实际的系统构建经验。本书将通过一系列富有启发性的项目，引导您将所学知识付诸实践。 您将有机会设计并实现一些经典的数字系统，例如： 算术逻辑单元（ALU）： 构建一个能够执行加、减、逻辑运算的ALU，理解其内部的逻辑结构和Verilog实现。 存储器模块： 设计不同类型的存储器，如寄存器文件、SRAM等，学习其读写操作的Verilog描述。 状态机控制器： 设计各种状态机，例如交通灯控制器、序列检测器等，理解状态转移和输出逻辑的Verilog实现。 数据通路与控制器： 学习如何将数据通路和控制器结合起来，设计一个简单的微处理器指令执行单元，体会指令译码、数据流动和控制信号生成的过程。 通信接口逻辑： 了解一些基本的通信协议，如UART、SPI，并学习如何使用Verilog实现简单的发送和接收模块。 这些项目不仅仅是代码的堆砌，更是对设计思路、问题解决能力和工程实践的锻炼。本书将引导您思考设计的效率、可读性、可维护性和可重用性，培养良好的设计习惯。您将学会如何调试复杂的Verilog代码，如何通过仿真分析解决潜在问题，以及如何权衡设计复杂度与性能需求。 四、 适用人群与价值 《二进制的艺术：从门电路到系统实现》是为所有对数字世界充满好奇、希望深入理解计算机硬件原理的学习者量身打造的。无论您是： 电子工程、计算机科学专业的在校学生： 本书将是您掌握数字逻辑和Verilog设计的权威参考，为您的专业学习打下坚实的基础。 有志于从事FPGA/ASIC设计的工程师： 本书将为您提供最直接、最实用的技能，帮助您快速入门并提升设计能力。 硬件爱好者和创客： 如果您对DIY数字电路、理解嵌入式系统的工作原理感兴趣，本书将为您打开一扇新世界的大门。 希望提升逻辑思维能力和解决问题能力的读者： 数字逻辑的设计过程本身就是一种严谨的逻辑训练，本书将帮助您锻炼抽象思维和系统化思考的能力。 本书的独特价值在于： 理论与实践的完美结合： 既有深入浅出的理论讲解，又有贴近实际的项目实践，让您学有所用。 直观易懂的教学方法： 采用丰富的图示、生动的类比和清晰的代码示例，化繁为简，帮助您快速掌握核心概念。 系统化的知识体系： 从基础的逻辑门到复杂的系统设计，构建完整的知识框架，让您融会贯通。 面向未来工程师的培养： 强调设计思想和工程实践，帮助您成为一名优秀的数字逻辑设计者。 踏上《二进制的艺术》之旅，您将不仅仅学习到技术，更将学会一种思维方式——一种用逻辑构建世界的强大思维方式。准备好迎接二进制的挑战，开启您的数字设计之旅了吗？

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计，初看之下，确实很朴实，甚至可以说有点“传统”。那种深蓝色的背景，配上经典的宋体加粗字体，立刻让人联想到扎实的学术内容。我拿到手的时候，首先感受到的就是它的分量，纸张用得厚实，装帧也比较结实，这对于经常需要翻阅和做笔记的理工科教材来说，绝对是个加分项。书脊上的信息排布清晰，一眼就能锁定是关于数字逻辑和Verilog的。内页的排版同样中规中矩，图表区域和文字区域划分得当，虽然没有太多花哨的彩色印刷，但黑白灰的层次感处理得不错，保证了电路图和波形图的可读性。尤其要提的是，很多核心概念的定义和公式推导部分，都采用了醒目的标题和缩进格式，这对于在学习过程中需要快速定位关键知识点的读者来说，提供了极大的便利。总体感觉，这是一本外观上就透露着“实用、耐用”气息的工具书，完全是为那些希望深入理解底层原理，而非追求视觉享受的学习者准备的。

评分☆☆☆☆☆

我花了一段时间来消化前几章关于布尔代数和逻辑门电路的基础内容。这本书在阐述这些基本原理时，采取了一种非常“循序渐进，步步为营”的叙述方式。它不像有些教材上来就抛出复杂的卡诺图化简，而是先从最基础的逻辑运算公理讲起，然后通过大量的实例来巩固这些基础概念。最让我欣赏的一点是，作者在讲解如何从真值表推导出最简表达式时，不仅仅给出了最终结果，还详细描绘了每一步化简的逻辑链条，甚至会提及一些容易混淆的“陷阱”案例。这种处理方式极大地降低了初学者面对抽象逻辑时的畏惧感。阅读过程中，我几乎能想象到作者在课堂上讲解这些内容时的情景，那种耐心和对学生理解难点的精确把握，都渗透在了文字之间。对于那些自学数字电路的同学而言，这种细致入微的讲解，无疑是最好的“虚拟导师”。

评分☆☆☆☆☆

进入到组合逻辑电路和时序逻辑电路的部分，这本书的深度开始显现出来。对于译码器、多路复用器这类组合电路的分析，它处理得比较到位，特别是关于竞争与冒险现象的讨论，涉及的篇幅和深度都超出了一般入门教材的水准。然而，真正让我眼前一亮的，是对有限状态机（FSM）的讲解。作者并没有仅仅停留在简单的摩尔（Moore）和米利（Mealy）模型的概念介绍上，而是深入剖析了状态分配的策略，以及如何利用寄存器和反馈逻辑来实现同步时序电路。在讲解有限状态机的设计流程时，它提供了一个非常严谨的、可复制的步骤清单，从状态图到状态转移表，再到逻辑函数的最终实现，每一步都逻辑清晰，很少出现跳跃性的思维过程。这种结构化的设计方法论，对于未来从事复杂的ASIC或FPGA项目设计的人来说，是极其宝贵的工程思维训练。

评分☆☆☆☆☆

Verilog HDL部分的介绍，可以说是这本书的另一大亮点。很多数字逻辑教材要么Verilog部分写得非常简略，要么就是纯粹的语法罗列，缺乏与底层硬件的联系。但这本书的处理方式明显更偏向“硬件描述”的本质。它非常巧妙地将Verilog的结构（`module`, `port`）与我们在前面对组合/时序电路的分析紧密地结合起来。例如，在描述一个加法器时，它会先用RTL（Register Transfer Level）的风格写出，紧接着会对比一下数据流（Dataflow）风格的写法，最后还会讨论综合（Synthesis）工具可能产生的实际门级网表。这种多角度的审视，让读者明白，Verilog不仅仅是C语言的变体，它是一种面向硬件结构建模的语言。我对那些关于`always`块敏感性列表的讨论印象深刻，作者用生动的例子解释了为什么忘记某个信号会导致锁存器（Latch）的意外产生，这一点至关重要，因为这是新手最容易犯的错误之一。

评分☆☆☆☆☆

综合来看，这本书的价值远超一个简单的参考手册。它更像是一套精心编排的“数字系统工程入门训练集”。我注意到书后附带的习题设计也颇具匠心，它们并非单纯的计算题，而是许多小型的设计任务。比如，要求读者设计一个简单的交通灯控制器，或者一个具有特定校验功能的串行数据接收器。这些习题的设计使得学习过程从被动接受知识，转变为主动应用知识。虽然某些涉及到高级时序逻辑的例子，对于零基础读者来说可能需要反复琢磨，但这恰恰体现了其作为一本“基础与深入”的平衡点。它要求学习者真正动脑筋去构建一个可工作的数字系统，而不是仅仅背诵公式和语法。对于希望打下坚实基础，并能熟练运用硬件描述语言进行实际系统搭建的学习者，这本书提供了非常可靠的路线图和详实的注释。