Verilog传奇——从电路出发的HDL代码设计 9787121298448 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

吴涛 著

图书标签:

• Verilog
• HDL
• 数字电路
• 电路设计
• 硬件设计
• 可编程逻辑器件
• FPGA
• EDA
• 电子工程
• 通信工程

店铺： 广影图书专营店

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121298448

商品编码：29637608274

包装：平装

出版时间：2016-09-01

基本信息

书名:Verilog传奇——从电路出发的HDL代码设计

定价：79.00元

售价：57.7元,便宜21.3元,折扣73

作者:吴涛

出版社：电子工业出版社

出版日期：2016-09-01

ISBN：9787121298448

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

一直寻觅可以写这种风格和传播技术之道的作者，直到遇到吴涛博士。这连续创作和出版的两本书虽然对作者来说可能源于厚积薄发而信手拈来，一气呵成，但在其他人身上则是不可能实现的。本书兼具幽默的传达方式、合理的知识框架，也许会让入门菜鸟甚至行业内有经验者有醍醐灌顶的感觉。

内容提要

电路图是代码的基础，代码是电路图的描述，这是数字逻辑系统设计的基本思路。本书正是遵循这种思路，从电路出发系统地介绍了Verilog语言的知识。本书以通俗幽默的语言介绍了Verilog语言的基础知识以及对应的电路设计技巧，其中重点强调了“看图（电路图）说话（写Verilog代码）”的思想。除了基本知识、可综合语句、仿真验证外，还讲解了复杂系统设计方法，介绍了3种不同算法的DDS系统的设计。通过阅读本书，读者可以熟练、全面地掌握针对工程实践的Verilog语言的知识，并且了解了系统算法与定点化、系统结构与电路设计等概念。在今后的工程实践中，这些对于一个合格的数字逻辑设计工程师而言，都是必须掌握的知识。

目录

目 录
忍者学校篇
章 基础知识2
加和尚说技术发展 穆金仙谈语言演变
Verilog语言发展及其主要特点5
守规并非实际迂腐 按部方为真正捷径
ASIC与FPGA的开发流程13
高速率信号要完整 门阵列时序可约束
FPGA的时序约束21
打胜仗未雨需绸缪 做设计把握到细节
FPGA结构与面向FPGA的设计30
语言设计两面全能 初学乍练一头雾水
Verilog语言的可综合性38
第二章 语言层次47
翻译标准穆子得意 胡说层次加菲犯难
标准内容与逻辑层次50
跳出行为天地宽 广面试之前必读此节
非RTL级的Verilog简介57
脚踏阴阳以生四象 内存数值而出格式
常量与表达式63
出生命名自有准则 千丝万缕布尔逻辑
变量类型71
工程步骤自顶向下 逻辑设计模块连接
模块设计与连接77
下忍者篇
第三章 组合操作88
科学思维三段推理 数字电路逻辑运算
逻辑运算92
四则运算正负整数 可否综合加减乘除
算术运算99
适应环境多种选择 分支导航关系比较
关系操作107
关关雎鸠辗转反侧 位位比特拼接扩展
位拼接与选取113
前途歧路会看地图 系统分支选择操作
“ :”选择操作122
第四章 还是组合131
默默潜伏不求正名 时时准备立即响应
组合逻辑：reg与always134
条件面前戏说假如 真情实感泪唱如果
选择语句143
数座“伊夫”管理困难 多个数值讨论“案例”
多选语句151
沙弥听讲迷途知返 老道说书指点迷津
组合逻辑综合160
中忍者篇
第五章 时序逻辑167
两个活宝锁存触发 一对兄弟电平边沿
触发器与时序逻辑171
积香厨中穆子做面 集电芯内触发联串
D触发器链181
包袱重压蜗牛行路 轻装分担马蹄飞奔
时序与组合逻辑融合192
独木成林难于登天 兄弟协力分进合击
并行化设计模式204
天下大事欲速不达 建功立业集腋成裘
流水线设计模式214
工作不满老板发怒 一人多用调度得当
时分复用设计模式231
第六章 工程话题241
系统复位无上法宝 片外按键初级输入
按键与复位244
语言有限移位受限 智力无边位数可变
可变移位宽度的移位操作255
数字逻辑状态一统 数学抽象模型两种
有限状态机及其代码262
多个时钟滴滴答答 几种隔离分分合合
多时钟系统275
重复工作令人烦恼循环描述可能综合
循环控制282
上忍者篇
第七章 灵活模块291
辟邪驱鬼书宝尉迟 复杂计算任务函数
函数与任务294
统一环境统义 一起修改一起作用
宏定义与宏判断303
结构一致小节差异 书写单次参数细化
参数310

学习方法模式总结 代码简练生成有道
生成块319
综合知识核心设计 数字分频牛刀小试
数字分频器核的设计333
第八章 电路之外334
行为涉及红花两朵 电路验证各有不同
与电路无关的HDL347
继承而来功能丰富 范围广泛应用谨慎
编译指令356
仿真亦需输入输出 语言也有任务函数
系统任务与函数364
武林高手也要吃饭 强设计必须测试
测量向量与激励374
对外联络语言接口 勾选交通句柄函数
与其他语言/系统借口简介383
火影篇
第九章 综合例子391
脉冲时钟时时震荡 正弦信号刻刻查表
DDS及其基于ROM查找表的实现394
截弓为弦祖子得率 化曲作线比丘成功
基于折线拟合的DDS实现407
胡旋不停逐步逼近 位宽延长内外有别
基于CORDIC的DDS实现421

常用Verilog关键词的逻辑归类431

代码风格与规则434

有关开发与仿真环境的资料438

作者介绍

从事过关于W-CDMA的FPGA IP core设计工作，也完成过W-CDMA和TDS-CDMA的接收机理论研究和链路仿真，及无线通信的系统设计和标准设计工作。目前，有100多个已经授权的发明，也是某个通信行业标准文件的作者，还有的思想被写入3GPP的协议。作者在某电子信类专业论坛上享有知名度，以文风幽默，谈古论今，故事性讲解擅长。

文摘

序言

《Verilog传奇：从电路出发的HDL代码设计》 作者： [在此处填写作者姓名，若作者为多人，请列出所有作者] 出版社： [在此处填写出版社名称，例如：电子工业出版社] ISBN： 9787121298448 内容简介： 在数字逻辑的世界里，我们如何将抽象的电路原理转化为一行行精密的指令，驱动着从指尖的智能手机到庞大的数据中心？《Verilog传奇：从电路出发的HDL代码设计》这本书，便是一部深入浅出的指引，它将带领读者穿越数字电路的脉络，掌握硬件描述语言（HDL）——Verilog的精髓，并学会如何用它来设计和验证复杂的数字系统。 本书的核心理念在于“从电路出发”。这意味着我们不仅仅是学习Verilog的语法，更是理解每一个Verilog语句背后所对应的实际电路结构和工作原理。从最基础的逻辑门，到寄存器、计数器、有限状态机（FSM），再到更复杂的时序逻辑和组合逻辑电路，本书将层层递进，通过具体的电路模型来讲解Verilog的实现方式。这种“知其所以然”的学习方法，能够帮助读者建立起坚实的数字系统设计基础，避免死记硬背，真正理解HDL设计的逻辑性和高效性。 本书将涵盖以下核心内容： 第一部分：Verilog基础与数字电路基石 数字电路的基本概念回顾： 在正式进入Verilog编程之前，本书将首先为读者提供一个清晰的数字电路知识框架。我们将回顾逻辑门（AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR, XNOR）的功能及其真值表，理解组合逻辑的基本构成，如加法器、减法器、多路选择器、译码器、编码器等。同时，也会深入讲解时序逻辑电路的关键组件，如触发器（SR, D, JK, T）和寄存器，以及它们在存储信息和构建时序电路中的作用。 Verilog HDL入门： 介绍Verilog HDL的起源、发展以及在数字电路设计中的地位。我们将学习Verilog的基本语法结构，包括模块（module）、端口（port）、信号（wire, reg）的声明和使用。模块是Verilog设计的基本单元，理解如何实例化模块、如何定义输入输出端口，以及如何区分`wire`和`reg`数据类型至关重要。`wire`代表物理连接，而`reg`则用于存储值，通常与时序逻辑相关。 行为级建模： Verilog支持多种抽象层次的建模。本书将重点介绍行为级建模，因为它最贴近算法和逻辑功能描述。我们将学习如何使用`assign`语句描述组合逻辑，以及如何使用`always`块来描述时序逻辑和组合逻辑。`always`块的敏感列表（sensitivity list）是关键，它决定了`always`块何时会被触发执行。例如，`always @(posedge clk)`表示在时钟上升沿触发，用于描述时序电路；而`always @()`则表示当敏感列表中的任何信号发生变化时触发，用于描述组合逻辑。 数据类型与运算符： 详细介绍Verilog中的数据类型，包括`wire`, `reg`, `integer`, `parameter`, `real`等，以及它们的使用场景。我们将深入学习Verilog的各类运算符，包括逻辑运算符（`&`, `|`, `~`, `^`）、关系运算符（`<`, `>`, `<=`, `>=`）、相等运算符（`==`, `!=`, `===`, `!==`）、位运算符（`<<`, `>>`）以及算术运算符（`+`, `-`, ``, `/`, `%`）。理解这些运算符的优先级和行为，是编写正确逻辑的基础。 第二部分：组合逻辑电路设计 加法器与减法器设计： 从半加器、全加器到多位加法器和减法器，本书将通过Verilog代码一步步展示它们的实现。我们将学习如何利用并行结构和进位链来高效地设计算术单元。 多路选择器（Multiplexer）与译码器（Decoder）设计： 讲解如何使用Verilog的条件语句（`if-else`, `case`）和选择器（`? :`）来实现多路选择器。同时，也将展示如何设计译码器，将二进制输入转换为独热码（one-hot）输出。 编码器（Encoder）与优先编码器（Priority Encoder）设计： 介绍编码器如何将输入信号编码为二进制或特定格式的输出。特别地，将深入讲解优先编码器，它在处理多个同时发生的输入事件时，能够根据预设的优先级进行编码。 比较器（Comparator）设计： 学习如何编写Verilog代码来实现大于、小于、等于等多种比较功能。 第三部分：时序逻辑电路设计 触发器（Flip-Flop）与寄存器（Register）设计： 详细阐述D触发器、JK触发器等基本时序元件的Verilog建模。重点将放在如何使用`always @(posedge clk or negedge reset)`这样的时序块来描述带时钟和复位信号的寄存器。我们将理解时钟（clock）信号在同步电路中的核心作用，以及同步复位（synchronous reset）和异步复位（asynchronous reset）的区别与实现。 移位寄存器（Shift Register）设计： 介绍不同类型的移位寄存器，如串入串出（SISO）、串入并出（SIPO）、并入串出（PISO）和并入并出（PIPO），并给出相应的Verilog实现。移位寄存器在数据处理、移位操作等领域有广泛应用。 计数器（Counter）设计： 包括同步计数器（递增、递减、可预置）、异步计数器（“水浸”计数器）。我们将学习如何通过组合使用寄存器和组合逻辑来实现各种功能的计数器。 有限状态机（Finite State Machine, FSM）设计： FSM是数字系统设计的灵魂。本书将深入讲解Mealy型和Moore型状态机的区别，并提供详细的Verilog设计流程。这包括状态编码、状态转移逻辑、输出逻辑的Verilog实现。例如，我们将设计一个简单的交通灯控制器，清晰地展现FSM的工作原理。 寄存器传输级（Register Transfer Level, RTL）设计： 进一步提升抽象层次，介绍RTL设计理念。RTL描述的是数据在寄存器之间如何通过组合逻辑进行传递和转换的过程。本书将引导读者将复杂的系统分解为一系列寄存器和组合逻辑块，并通过Verilog进行描述，为综合工具生成高效的门级网表奠定基础。 第四部分：Verilog的高级特性与设计实践 参数化设计（Parametric Design）： 学习如何使用`parameter`关键字来创建可配置的模块，使得设计的灵活性和可重用性大大增强。例如，可以定义一个通用的加法器模块，其位宽可以通过参数来指定。 生成语句（Generate Statements）： 掌握`generate`语句，它允许在编译时根据条件或参数生成重复的逻辑结构，极大地简化了生成大量相似电路的任务，例如实例化阵列化的模块。 任务（Tasks）与函数（Functions）： 介绍Verilog中用于代码复用和抽象的`task`和`function`。`function`只能返回一个值，且不能有时序行为；而`task`可以执行任意Verilog语句，可以有时间延迟，也可以返回多个值（通过传入的`inout`参数）。 同步与异步复位（Synchronous vs. Asynchronous Reset）： 深入探讨同步复位和异步复位在设计中的选择与实现，以及它们对时序和电路特性的影响。 时钟域（Clock Domain）与时钟交叉（Clock Crossing）： 讲解在多时钟域系统中可能出现的问题，例如亚稳态（metastability），并介绍常用的解决方法，如两级寄存器同步。 基本的时序约束与综合（Timing Constraints and Synthesis Introduction）： 简要介绍时序约束的概念，说明如何为综合工具提供设计目标，以及综合工具如何将RTL代码转换为门级网表。 第五部分：仿真与验证 Verilog仿真基础： 讲解如何编写测试平台（testbench）来验证Verilog设计的功能。我们将学习如何实例化被测模块（DUT, Device Under Test），如何生成激励信号，以及如何使用`$monitor`、`$display`等系统任务来观察信号的变化。 激励信号的生成： 学习各种生成激励信号的方法，包括使用`always`块、`for`循环、`repeat`循环等。 断言（Assertions）： 简要介绍在现代验证中越来越重要的断言技术，它可以在仿真过程中自动检查设计的属性是否满足。 错误注入与覆盖率（Error Injection and Coverage）： 提及一些更高级的验证概念，如错误注入以测试设计的鲁棒性，以及覆盖率的概念，用于衡量验证的全面性。 学习本书的价值： 《Verilog传奇：从电路出发的HDL代码设计》并非仅仅是一本Verilog语法手册，它更像是一本数字设计哲学与实践的指南。通过系统地学习本书的内容，读者将能够： 1. 建立坚实的数字电路设计思维： 理解HDL代码与实际电路之间的对应关系，培养从电路功能反推代码实现的逻辑思维。 2. 掌握Verilog HDL的编程技巧： 熟练运用Verilog的各种语法特性，编写出结构清晰、逻辑正确的HDL代码。 3. 独立设计和验证数字逻辑模块： 能够自主完成从功能定义到代码实现，再到仿真验证的完整流程。 4. 为FPGA/ASIC开发奠定基础： 本书的内容是进行FPGA（现场可编程门阵列）和ASIC（专用集成电路）设计的基石。掌握Verilog是进入这些领域的必备技能。 5. 提升解决复杂数字系统问题的能力： 通过对各种经典电路的设计实践，逐步培养解决复杂数字系统设计难题的能力。 无论是初涉数字设计领域的学生，还是希望提升Verilog设计能力的工程师，《Verilog传奇：从电路出发的HDL代码设计》都将是您宝贵的学习伙伴。它将帮助您将抽象的电路图转化为生动的HDL代码，在数字世界的浪潮中，书写属于您的Verilog传奇。

评分☆☆☆☆☆

对于我们这些在实际项目中有过接触，但总感觉理论基础不够扎实的工程师来说，这本书的深度把握得恰到好处。它没有陷入过于偏学术化的理论泥潭，而是将大量的篇幅集中于如何高效、可靠地实现特定功能模块。我发现它在处理时序逻辑、状态机设计以及异步电路建模这些业界公认的难点时，提供了非常多经过实战检验的范例和陷阱规避技巧。比如，在描述竞争冒险（Race Condition）和时序约束（Timing Constraints）部分，作者的分析深入且富有洞察力，直接点出了很多仿真工具中难以察觉的潜在问题。这种实战经验的倾囊相授，让原本感觉高不可攀的设计优化思路变得触手可及。阅读这些章节时，我常常会对照自己过去的设计文档，反思过去处理问题时的疏漏，这种自我提升的紧迫感和满足感，是其他教材难以给予的。

评分☆☆☆☆☆

我必须强调这本书的结构逻辑和章节之间的递进关系处理得极为精妙，它构建了一个非常稳固的学习阶梯。从最基础的组合逻辑单元开始，循序渐进地引入时序元件，然后自然过渡到更复杂的交互和接口协议的建模，最后上升到系统级的描述和层次化设计。这种精心设计的学习路径，使得知识点的吸收率非常高，每学完一章，都能感觉到自己对整个硬件描述语言的认知又上了一个台阶。它不像有些技术手册那样，内容堆砌得杂乱无章，读者需要自己去梳理内在联系。这本书的作者显然是下了大功夫去梳理这些知识脉络的，使得学习过程如同在攀登一座设计精良的螺旋楼梯，每一步都坚定而明确，让人充满了完成后续挑战的信心。这种结构上的强大支撑，是确保读者能够坚持学完并真正掌握这门技术的重要保障。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常鲜明，它不像一些教科书那样使用了过度复杂的书面语，让人读起来像在啃石头。相反，它采用了一种非常直接、甚至带有一丝幽默感的口吻来解释复杂的概念，使得学习过程中的枯燥感被大大削弱了。作者似乎深谙学习者的心理，在关键时刻总能用一个生动的比喻或者一个贴切的例子来点醒迷津。特别是在讲解那些需要“想象”硬件工作状态的部分，那些描述性的文字仿佛带着读者走进了硅片内部，亲眼见证信号的流动和状态的转换。这种极具代入感的叙事方式，极大地增强了阅读的乐趣和知识的留存率。我感觉自己不是在被动地接受信息灌输，而是在和一个经验丰富的导师进行一次深入而愉快的技术交流，这种沉浸式的学习体验，是技术书籍中难得的体验。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计和装帧质量确实让人眼前一亮，那种沉稳中带着科技感的色彩搭配，立刻就能抓住电子工程专业人士的眼球。初次翻阅时，那种纸张的质感和印刷的清晰度，都传递出一种专业和严谨的态度。装帧结实，即便是经常翻阅和做笔记，也不担心很快就会散架，这对于一本工具书来说是极其重要的。而且，排版布局非常考究，图文并茂的呈现方式，使得复杂的逻辑电路图和代码示例能够清晰地呈现在读者面前，而不是挤在一块让人头疼的小字里。尤其是那些关键概念的强调和术语的解释，都采用了不同的字体样式或边框设计，使得阅读的节奏感非常好，不会让眼睛长时间处于疲劳状态。这种对细节的关注，往往能体现出作者和出版社对目标读者的尊重，让人感觉这本书是为真正想深入学习的人精心打磨出来的，而不是草率拼凑的资料汇编。总而言之，从拿到手的那一刻起，这本书就给人一种“值得信赖”的初步印象，这在浩如烟海的技术书籍中，是一个非常好的开端。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙述风格简直就像一位经验丰富的老工程师在手把手地带你入门，它没有一开始就抛出晦涩难懂的语法规则，而是非常巧妙地将Verilog的抽象概念植根于最底层的数字电路原理之中。我特别欣赏它处理基础知识时的那种“追本溯源”的态度，它不是简单地告诉你“要这么写”，而是深入浅出地解释了“为什么必须这么写”，比如如何将一个概念性的逻辑功能，一步步地转化为实际门电路的结构，再映射到硬件描述语言的语句上。这种由“形”到“神”的过渡，极大地降低了初学者对硬件描述的恐惧感。读起来不觉得枯燥乏味，反而有一种豁然开朗的感觉，好像一直以来模糊不清的数字系统设计思路，突然间变得清晰锐利起来。这种注重底层逻辑思维训练的方式，远比那些只教你堆砌语法模块的书籍更有价值，它培养的是一种真正的硬件设计思维，而非仅仅是代码的搬运工。