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美拉拉，乔庐峰 著

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• 数字设计
• VHDL
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• 硬件描述语言
• 现代设计
• 电子工程
• 计算机工程
• 集成电路

店铺： 北京爱读者图书专营店

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121111792

商品编码：29491807677

包装：平装

出版时间：2010-07-01

基本信息

书名：现代数字设计与VHDL

定价：38.00元

作者：(美)拉拉,乔庐峰

出版社：电子工业出版社

出版日期：2010-07-01

ISBN：9787121111792

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.522kg

编辑推荐

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内容提要

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本书涵盖了现代数字设计课程的所有主要主题，其特色在于先介绍数字设计的基本知识，再介绍VHDL语言，从而使学生更好地理论联系实际，学好数学设计课程。本书的另一特色是，介绍了计算机辅助化简、多级逻辑设计和状态赋值等CAD工具中使用的技术。全书共分为10章，主要介绍数制、数字逻辑的基本概念、组合逻辑电路、同步时序电路原理与设计、组合逻辑电路原理与设计、计数器设计、各种逻辑电路的VHDL设计等。
本书可作为电气/计算机工程和计算机科学专业本科生的教材，也可作为电气工程师的自学教材。

目录

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章 进制和二进制编码
1.1 前言
1.2 十进制
1.3 二进制
1.4 八进制
1.5 十六进制
1.6 带符号数
1.7 浮点数
1.8 二进制编码
习题
第2章 数字逻辑的基本概念
2.1 前言
2.2 集合
2.3 关系
2.4 划分
2.5 图
2.6 布尔代数
2.7 布尔函数
2.8 布尔函数的推导和分类
2.9 布尔函数的标准形式
2.10 逻辑门
习题
第3章 组合逻辑电路
3.1 前言
3.2 布尔表达式的简化
3.3 卡诺图
3.4 奎因-麦克拉斯基法
3.5 布尔函数的立方图表示
3.6 逻辑电路的启发式化简
3.7 多输出函数的化简
3.8 与非和或非逻辑
3.9 多级逻辑设计
3.10 使用无关项化简多级电路
3.11 使用异或门和与门进行组合逻辑
3.12 使用数据选择器和译码器进行逻辑电路设计
3.13 算术运算电路
3.14 使用PLD设计组合逻辑电路
习题
参考文献
第4章 同步时序电路的基本原理
4.1 前言
4.2 同步和异步操作
4.3 锁存器
4.4 触发器
4.5 同步时序电路中的定时问题
4.6 状态表和状态图
4.7 米里模型和摩尔模型
4.8 同步时序电路分析
习题
参考文献
第5章 数字设计中的VHDL语言
5.1 前言
5.2 实体和构造体
5.3 VHDL语法要素
5.4 数据类型
5.5 运算操作符
5.6 并发语句和顺序语句
5.7 构造体的结构
5.8 结构级描述
5.9 行为级描述
5.10 RTL描述
习题
第6章 用VHDL设计组合逻辑电路
6.1 前言
6.2 并行赋值语句
6.3 顺序赋值语句
6.4 循环
6.5 for generate语句
习题
第7章 同步时序电路设计
7.1 前言
7.2 问题描述
7.3 状态化简
7.4 不完全确定时序电路的化简
7.5 推导触发器的次态表达式
7.6 状态分配
7.7 时序PAL器件
习题
参考文献
第8章 计数器设计
8.1 前言
8.2 行波（异步）计数器
8.3 异步可逆计数器
8.4 同步计数器
8.5 格雷码计数器
8.6 移位寄存计数器
8.7 环型计数器
8.8 约翰逊计数器
习题
参考文献
第9章 采用VHDL设计时序电路
9.1 前言
9.2 D锁存器
9.3 触发器和寄存器
9.4 移位寄存器
9.5 计数器
9.6 状态机
9.7 实例研究
习题
参考文献
0章 异步时序电路
10.1 前言
10.2 流程表
10.3 化简原始流程表
10.4 状态分配
10.5 激励和输出表达式
10.6 冒险
习题
参考文献
附录A CMOS逻辑电路

作者介绍

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文摘

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序言

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《跨越古今：文明的织锦与传承》 序言 人类文明是一幅波澜壮阔的画卷，由无数个世代的智慧、情感与创造力共同绘制而成。从远古的石器时代到信息爆炸的现代社会，每一次文明的跃迁都伴随着思想的火花、技术的革新和对世界认知的深化。本书《跨越古今：文明的织锦与传承》并非聚焦于某个特定领域的技术演进，而是以更为宏观的视角，审视人类文明发展的内在脉络，探究不同时代、不同文化在思想、艺术、哲学、社会结构等方面的联系与演变，以及这些宝贵的经验与智慧如何被传承、转化，并最终塑造了我们今日的世界。 我们将从人类早期文明的曙光开始，追溯那些奠定文明基石的伟大发明与思想，例如文字的诞生如何记录历史、知识得以传播，农业的出现如何改变了人类的生活方式，早期的宗教与哲学如何构建了人们的精神世界。随后，我们将步入古典时代的辉煌，关注古希腊哲学对理性思辨的探索，古罗马法律与工程对社会秩序与物质文明的贡献，以及古代东方文明在艺术、科技、治理方面的独特成就。这些文明的交融与碰撞，孕育了西方启蒙思想的萌芽，也为后世留下了宝贵的精神财富。 本书的核心在于“织锦”与“传承”这两个概念。所谓“织锦”，意指文明的多元性与复杂性，好比一幅由无数丝线交织而成的华丽织物，每一根丝线都代表着一个民族、一种文化、一个时代的独特贡献。这些丝线相互缠绕、映衬，共同构成了一幅绚丽多彩的整体。而“传承”，则是指文明的延续性与生命力。文明并非一成不变，它在代代相传的过程中，经历着吸收、创新、扬弃与重塑。那些古老的智慧，在新的时代背景下，会被赋予新的生命，以更适宜的方式融入现代社会。 第一章：文明的基石——人类早期智慧的光芒 我们将首先深入探讨人类早期文明的形成过程。文字的出现，如同一道划破黑暗的闪电，使得人类的思想得以超越时空的限制，得以记录、传播、累积。我们会分析不同早期文明（如苏美尔、古埃及、古印度、古中国）文字系统的独特性及其对社会发展的影响。农业革命不仅仅是生产方式的变革，更是人类与自然关系的一次深刻重塑，它催生了定居生活、社会分工的出现，为城市文明的兴起奠定了基础。 在精神层面，早期宗教与神话扮演了至关重要的角色。它们提供了对宇宙起源、生命意义的解释，塑造了人们的道德观念和社会行为准则。本书将分析这些早期信仰体系的共性与差异，以及它们如何在不同文明中演变，成为文化认同的重要组成部分。同时，我们也关注那些闪耀着早期哲学光芒的思想火花，例如古巴比伦的智慧文学，古埃及的教诲文学，它们虽然形式粗糙，却已开始对人生、伦理、社会进行初步的思考。 第二章：理性与秩序——古典文明的辉煌 进入古典时代，人类文明的发展进入了一个新的高潮。古希腊的哲学革命，以苏格拉底、柏拉图、亚里士多德为代表的思想家，开启了对理性、逻辑、伦理、政治的深刻探索。我们不会仅仅罗列他们的学说，而是深入分析这些思想如何挑战了传统的宗教权威，如何构建了以人为中心的哲学体系，以及这些理性精神如何渗透到艺术、科学、民主政治的实践中。 古罗马文明则以其卓越的工程技术、严谨的法律体系和广泛的帝国治理能力，为后世树立了秩序与强大的典范。我们将探讨罗马的建筑艺术如何体现其对空间、结构和实用性的追求，罗马法如何成为欧洲大陆法系的源头，以及罗马的政治制度如何影响了后世的君主制与共和国。 与此同时，东方文明也在这段时期绽放异彩。古印度的佛教思想如何传播并深刻影响了亚洲的文化景观，瑜伽与冥想如何成为一种精神修炼方式。中国的诸子百家思想，如儒家的仁爱与礼制，道家的自然与无为，法家的集权与治理，墨家的兼爱与非攻，都以其独特的哲学视角，构建了东方文明的精神内核，并对亚洲乃至世界产生了深远影响。本书将强调这些不同文明在追求真理、构建秩序、提升生活品质方面的异曲同工之处，以及它们之间的相互影响与借鉴。 第三章：变革与融合——中世纪的转折与文艺复兴的曙光 在中世纪，虽然常常被视为“黑暗时代”，但文明的火种并未熄灭。在欧洲，基督教的传播与整合，在一定程度上维系了社会的稳定，并孕育了哥特式建筑等独特的艺术风格。修道院成为了知识的保存者与传播者，古籍的抄写与研究得以延续。同时，伊斯兰文明在中世纪经历了辉煌的黄金时代，他们在数学、天文学、医学、哲学等领域取得了显著成就，并将古希腊、古罗马的知识保存并加以发展，通过丝绸之路等渠道，间接影响了欧洲的文艺复兴。 本书将着重分析中世纪文明的地域差异与文化融合。例如，拜占庭帝国的罗马文化传承，东欧斯拉夫文化与东正教的结合，以及中国唐宋时期的文化繁荣与对外交流。我们会看到，在看似分裂的世界中，知识与思想依然在悄然流动。 而文艺复兴的到来，则标志着西方文明的一次伟大觉醒。它并非对古典文化的简单复苏，而是以全新的视角，重新审视人类自身的能力与价值。我们将探讨文艺复兴时期在艺术（达芬奇、米开朗琪罗）、文学（莎士比亚）、科学（哥白尼、伽利略）等领域涌现出的天才人物，以及他们如何挑战中世纪的传统观念，开启了人本主义的新篇章。文艺复兴的“人文精神”是对人类主体性的强调，是对个体价值的肯定，这为后来的启蒙运动奠定了思想基础。 第四章：理性之光与工业巨浪——近代文明的奠基 启蒙运动是人类思想史上又一座高峰。我们不会将启蒙运动视为一个单一的事件，而是分析其内在的多元性，包括对政治自由、民主权利、科学方法、教育普及的追求。卢梭的社会契约论，洛克的自然权利学说，孟德斯鸠的三权分立，康德的理性批判，这些思想不仅改变了欧洲的政治格局，也为现代国家制度的建立提供了理论依据。 与此同时，科学革命以其对自然世界的系统性探索，彻底改变了人类的认知范式。牛顿的力学定律，奠定了经典物理学的基础，也展示了数学在描述自然规律方面的强大力量。达尔文的进化论，则挑战了传统的生命观，开启了对生物起源和发展的全新理解。这些科学的突破，不仅推动了技术的发展，也深刻影响了人类的世界观。 工业革命的到来，是人类历史上的一次颠覆性变革。蒸汽机的发明，电力的运用，流水线生产的模式，极大地提升了物质生产力，也深刻改变了社会结构、城市面貌和人们的生活方式。我们将分析工业革命带来的进步与挑战，包括社会阶级的形成、环境问题、新的经济模式等。这些变革不仅塑造了现代社会，也为全球化进程奠定了物质基础。 第五章：多元的世界与挑战——现代文明的织锦与传承 进入20世纪以来，世界文明呈现出前所未有的多元化与复杂性。两次世界大战的硝烟，以及随之而来的冷战，深刻地影响了全球的政治格局与文化交流。民族主义的兴起，殖民主义的瓦解，全球化浪潮的推进，使得不同文明之间的界限变得模糊，同时也加剧了文化冲突与融合。 本书将关注现代文明的几个重要面向。 思想的激荡与创新： 分析20世纪以来出现的各种重要思想流派，如存在主义、后现代主义、批判理论等，它们如何回应现代社会的挑战，如何对人类存在、意义、权力等问题进行反思。同时，我们也将关注中国、印度、非洲等非西方文明在现代思想领域的贡献与发展。 科技的加速度与人文的反思： 互联网、人工智能、基因编辑等新技术的飞速发展，正在以前所未有的方式重塑人类的生活、工作与认知。我们将探讨这些技术进步对人类社会带来的机遇与挑战，以及技术发展中蕴含的伦理、哲学与社会问题。如何在追求技术效率的同时，保持人文关怀，实现科技与人文的和谐发展，是现代文明的重要课题。 文化的多样性与共存： 全球化并非意味着文化的同质化，反而常常激发了对自身文化独特性的强调。我们将审视不同文化群体在现代社会中的身份认同，以及如何在相互尊重的基础上实现文化的多样性共存。例如，非物质文化遗产的保护，不同宗教之间的对话，以及跨文化交流的意义。 文明的挑战与未来： 面对气候变化、资源枯竭、贫富差距、全球疫情等共同挑战，人类文明正面临着前所未有的考验。本书将探讨这些挑战如何促使我们反思文明的发展模式，以及如何通过全球合作、可持续发展、社会公平等途径，寻找应对之道。文明的传承，不仅仅是对过去的尊重，更是对未来的负责。 结语 《跨越古今：文明的织锦与传承》试图勾勒出人类文明发展的大致轨迹，并非提供一套僵化的历史叙事，而是引导读者思考文明的内在逻辑与生命力。我们相信，理解文明的织锦，才能更好地把握其丰富的内涵；理解文明的传承，才能赋予其面向未来的力量。每一段历史，每一次思想的碰撞，每一次技术的革新，都如同织锦上的斑斓色彩，共同构成了我们丰富而深刻的文明画卷。希望本书能激发读者对人类文明的深厚兴趣，并在传承与创新的道路上，贡献自己的智慧与力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题《现代数字设计与VHDL》吸引了我，我一直对电子工程领域充满好奇，尤其是那些能将逻辑思维转化为实际硬件的神奇过程。翻开这本书，我首先被其严谨的学术风格所吸引，但又不像我以前读过的某些理论书籍那样晦涩难懂。作者在解释复杂的概念时，总是能用恰当的比喻和形象的插图来辅助说明，这使得像我这样跨专业的读者也能逐渐理解。书中对VHDL语言的讲解，我认为是其最大的亮点之一。它不像一般的编程语言教程那样，只是罗列语法规则，而是紧密结合数字设计的实际需求来介绍VHDL的特性。例如，在讲解数据类型时，作者不仅区分了`bit`和`std_logic`，还详细说明了`std_logic`在实际工程中为何更受欢迎，以及如何利用其丰富的信号状态来表示各种不确定的情况。对时钟和复位信号的处理，书中也进行了非常细致的讨论，包括同步复位和异步复位在逻辑实现上的差异，以及它们对系统性能和功耗的影响。另外，书中关于测试平台的构建和仿真验证的章节，让我体会到了“验证是设计的生命线”这句话的深刻含义。作者展示了如何编写有效的测试向量，如何利用VHDL的`process`语句来模拟各种输入激励，以及如何通过波形分析来调试和优化设计。虽然我目前还无法完全独立地完成一个复杂的VHDL项目，但通过阅读这本书，我对数字设计的整体流程和VHDL在其中的关键作用有了全面的认识，感觉自己已经迈出了坚实的第一步。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对硬件设计充满热情但缺乏实际经验的学习者，《现代数字设计与VHDL》这本书就像一座灯塔，指引着我探索数字设计的奥秘。我最欣赏的是书中对基础概念的清晰讲解，无论是逻辑门、触发器，还是时序逻辑和组合逻辑，作者都能用通俗易懂的语言将其解释清楚，并配以大量的图示，让我这个“小白”也能轻松理解。VHDL的引入也是循序渐进的，从最基本的`entity`和`architecture`结构，到`port`的定义，再到各种信号赋值语句，每一步都讲解得非常到位。书中对于`if-then-else`、`case`语句以及`loop`语句在VHDL中的应用，都结合了具体的硬件功能来实现，让我看到了语言的强大表现力。让我印象特别深刻的是，作者并没有止步于理论，而是花了很大的篇幅来讲解仿真和调试。书中展示了如何编写testbench来验证设计的正确性，以及如何利用仿真工具来分析波形、查找错误。这让我明白了，编写代码只是设计的一半，而有效的验证才是确保设计成功的关键。读完这本书，我对如何用VHDL描述数字电路有了初步的认识，也对数字设计这个领域产生了更浓厚的兴趣。这本书让我看到了将抽象的逻辑转化为实际硬件的无限可能，为我的进一步学习打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我是一位多年从事嵌入式软件开发的工程师，在工作中经常需要与FPGA工程师打交道，对他们使用的VHDL语言一直抱有浓厚的兴趣。这次有幸读到《现代数字设计与VHDL》，我仿佛进入了一个全新的世界。《现代数字设计》这部分内容，我觉得非常宝贵，它没有局限于VHDL本身，而是从更宏观的层面探讨了数字系统的设计方法、优化技巧以及潜在的挑战。书中关于模块化设计和可重用性原则的强调，让我深刻理解了大型数字项目如何才能有序进行。作者还深入探讨了功耗和面积的权衡，以及如何在设计早期就考虑到这些因素，这对于资源受限的嵌入式系统来说至关重要。而VHDL的部分，则是一个非常系统和完整的学习路径。我尤其欣赏作者对VHDL语言中并发和顺序执行机制的讲解，这对于理解代码如何映射到硬件逻辑至关重要。书中对于`signal`和`variable`的区别，以及它们在`process`语句中的不同行为，都进行了详尽的阐述，避免了很多初学者容易犯的错误。另外，书中对属性（attribute）和生成（generate）语句的介绍，也让我看到了VHDL在实现参数化设计和代码复用方面的强大能力。读完之后，我感觉自己对如何编写高效、可综合的VHDL代码有了更深的理解，也更能够理解FPGA工程师的工作了，这对于改善我们团队的协作效率非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我选择这本书是因为我在工作中需要处理一些与数字信号处理相关的项目，虽然我的主要工作语言是Python，但了解一些底层硬件的实现原理和描述方式，能极大地帮助我优化算法和与硬件工程师沟通。这本书的开篇确实让我眼前一亮，它没有直接跳入VHDL的语法细节，而是花费了大量的篇幅来讲解数字设计的核心思想和工程实践。例如，书中对时序约束的讲解，以及如何处理亚稳态问题，这对于保证数字系统的稳定性和可靠性至关重要，而这些往往是软件开发者容易忽视的地方。作者在书中强调了“从高层次到低层次”的设计方法论，这与我习惯的自顶向下设计思路非常契合。书中通过对不同抽象层次的描述，展示了如何从功能规格逐步细化到具体的VHDL代码，这种工程化的设计流程对于初学者来说是极其宝贵的。我特别喜欢书中关于“可综合性”的讨论，理解哪些VHDL语句可以被综合成硬件，哪些只能用于仿真，这对于避免开发过程中的很多弯路至关重要。书中还介绍了一些常见的数字设计模式，例如流水线设计、并行处理等，并通过具体的VHDL例子来解释这些模式的实现方式和优势。虽然书中的一些示例代码对于非硬件背景的我来说，需要反复推敲，但每一次理解其中的逻辑，都像是攻克了一个小小的技术难题，成就感十足。总而言之，这本书不仅教授了VHDL这门语言，更传递了一种严谨、高效的数字设计理念，对于任何希望深入了解数字世界的人来说，都是一本不可多得的宝藏。

评分☆☆☆☆☆

最近终于读完了这本《现代数字设计与VHDL》，虽然我并不是VHDL的专业开发者，但对于想了解数字电路设计基础和硬件描述语言入门的我来说，这本书无疑打开了一扇全新的大门。书的整体结构非常清晰，从最基本的数字逻辑概念讲起，循序渐进地引入了VHDL的语法和应用。让我印象深刻的是，作者并没有停留在枯燥的理论层面，而是通过大量贴近实际的例子，将抽象的概念具象化。比如，在讲解组合逻辑时，作者不仅展示了真值表和卡诺图的化简方法，还详细演示了如何用VHDL代码实现这些逻辑，并提供了仿真结果的截图，让读者能直观地看到代码与硬件行为的对应关系。书中对状态机的讲解尤其到位，从有限状态机的基本原理，到如何设计和描述同步和异步状态机，再到如何优化状态机以提高性能和减少资源占用，都进行了深入浅出的阐述。读完这部分，我对如何设计复杂的时序逻辑有了更清晰的认识，也理解了为什么状态机在数字系统中如此重要。此外，书中的一些进阶内容，例如对常用IP核的介绍，以及设计流程的梳理，也为我提供了一个更宏观的视角，让我明白在实际的FPGA项目中，VHDL代码只是整个链条中的一环，还需要结合综合、布局布线等一系列工具和流程才能最终实现硬件功能。虽然书中涉及到的一些高级主题我暂时还没有完全消化，但这本书无疑为我后续的学习打下了坚实的基础，是一本非常值得推荐的入门级读物。