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基于VHDL的数字系统设计方法
作者：William James Dally，R.Curtis Harting 等 著，廖栋梁，李卫，杜智超，成畅 译，王志华 校
出版社：机械工业出版社
出版时间：2018-12-01
ISBN：9787111611332
定价：¥129.00
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内容简介
本书作为数字电路设计著作，为读者提供了一个系统级的视角，并为他们理解、分析和设计数字系统提供了相关资料和工具。它教授当前工业界数字系统设计中所需的硬件描述语言（VHDL）和现代 CAD 工具使用相关的技能。特别注意系统级问题，包括分解和划分数字系统、接口设计和接口时序。也涉及需要深入理解的相关问题，如时序分析、亚稳态和同步性。当然，本书还涵盖了组合和时序逻辑 电路的人工设计。
作者简介
William J. Dally 斯坦福大学工程系Willard R.和Inez Kerr Bell教授、NVIDIA公司首席科学家、美国国家工程院院士、IEEE/ACM/美国艺术与科学学院会员。他获得了许多荣誉，包括ACM Eckert-Mauchly奖，IEEE Seymour Cray奖和ACM Maurice Wilkes奖。 R. Curtis Harting 谷歌的软件工程师，拥有斯坦福大学博士学位。他于2007年毕业于杜克大学获得学士学位，主修电气与计算机工程和计算机科学。在2009年，他从斯坦福大学获得硕士学位。 Tor M. Aamodt 不列颠哥伦比亚大学电气与计算机工程系副教授。他与研究生一起开发了GPGPU-Sim模拟器。他的三篇关于通用GPU结构的论文已被选中作为IEEE杂志的“热门精选”，一篇作为美国计算机协会（ACM）杂志通信方向的“研究热点”。在2012 - 2013年度休假期间他是斯坦福大学计算机科学系客座副教授，从2004年至2006年，他在NVIDIA公司工作，研究GeForce 8系列GPU的内存系统架构（“帧缓冲器”）。
目录
出版者的话
本书赞誉
译者序
前言
致谢
作者简介
第一部分引言
第1章数字信息简述
1.1数字信号
1.2数字信号噪声容限
1.3数字信号表示复杂数据
1.4数字逻辑函数
1.5数字电路与系统的硬件描述语言(VHDL)
1.6系统中的数字逻辑
总结
文献解读
练习
第2章数字系统设计实践
2.1设计过程
2.2数字系统由芯片和电路板组成
2.3计算机辅助设计工具
2.4摩尔定律和数字系统发展
总结
文献解读
练习
第二部分组合逻辑
第3章布尔代数
3.1原理
3.2内容
3.3对偶函数
3.4标准型
3.5从方程式到逻辑门
3.6硬件描述语言中的布尔表达式
总结
文献解读
练习
第4章CMOS逻辑电路
4.1开关逻辑
4.2MOS晶体管的开关模型
4.3CMOS门电路
总结
文献解读
练习
第5章CMOS电路的延时和功耗
5.1CMOS静态延时
5.2大负载下的驱动扇出
5.3逻辑努力的扇入
5.4延时计算
5.5延时优化
5.6导线延时
5.7CMOS电路的功耗
总结
文献解读
练习
第6章组合逻辑电路
6.1组合逻辑
6.2闭包
6.3真值表、最小项、“与”门标准形式
6.4“与”电路的蕴含项
6.5卡诺图
6.6封装函数
6.7从封装转变为门
6.8不完全的指标函数
6.9实现和之积
6.10冒险
总结
文献解读
练习
第7章组合逻辑电路的VHDL描述
7.1基本数字电路的VHDL描述
7.2素数电路的测试文件
7.3七段译码器
总结
文献解读
练习
第8章组合逻辑电路基本单元
8.1多位标记
8.2译码器
8.3多路复用器
8.4编码器
8.5仲裁器和优先编码器
8.6比较器
8.7移位器
8.8ROM
8.9读/写存储器
8.10可编程逻辑阵列
8.11数据表
8.12知识产权模块
总结
文献解读
练习
第9章组合逻辑电路设计实例
9.1倍三电路
9.2明天电路
9.3优先级仲裁器
9.4井字游戏电路
总结
练习
第三部分算术运算电路
第10章算术运算电路
10.1二进制数
10.2二进制加法
10.3负数和减法
10.4乘法器
10.5除法
总结
练习
第11章定点数和浮点数
11.1误差的表示：准度、精度和分辨率
11.2定点数
11.3浮点数
总结
文献解读
练习
第12章快速运算电路
12.1超前进位
12.2Booth重编码
12.3华莱士树
12.4综合注意事项
总结
文献解读
练习
第13章算术运算电路设计实例
13.1复数乘法器
13.2定点格式和浮点格式之间的转换
13.3FIR滤波器
总结
文献解读
练习
第四部分同步时序逻辑
第14章时序逻辑
14.1时序电路
14.2同步时序电路
14.3交通灯控制器
14.4状态分配
14.5有限状态机的实现
14.6有限状态机的VHDL实现
总结
文献解读
练习
第15章时序约束
15.1传播延时和污染延时
15.2触发器
15.3建立时间和保持时间约束
15.4时钟偏移的影响
15.5时序示例
15.6时序和逻辑综合
总结
文献解读
练习
第16章数据通路的时序逻辑
16.1计数器
16.2移位寄存器
16.3控制和数据划分
总结
练习
第17章分解有限状态机
17.1闪光器设计
17.2交通信号灯控制器
总结
练习
第18章微代码
18.1简单的微代码状态机
18.2指令序列
18.3多路分支
18.4多种指令类型
18.5微代码子程序
18.6简单的计算器
总结
文献解读
练习
第19章时序示例
19.13分频计数器
19.2SOS检测器
19.3井字棋游戏
19.4赫夫曼编码器/解码器
总结
文献解读
练习
第五部分实践设计
第20章验证和测试
20.1设计验证
20.2测试
总结
文献解读
练习
第六部分系统级设计
第21章系统级设计
21.1系统设计过程
21.2设计规范
21.3划分
总结
文献解读
练习
第22章接口和系统级时序
22.1接口时序
22.2接口划分和选择
22.3串行和打包接口
22.4同步时序
22.5时序表
22.6接口和时序示例
总结
练习
第23章流水线
23.1普通流水线
23.2流水线示例
23.3逐位进位加法器流水线结构设计示例
23.4流水线停滞
23.5双重缓冲
23.6负载平衡
23.7可变负载
23.8资源共享
总结
文献解读
练习
第24章互连
24.1抽象互连
24.2总线
24.3交叉开关
24.4互连网络
总结
文献解读
练习
第25章存储系统
25.1存储基元
25.2位片和堆存储器
25.3交叉存储器
25.4高速缓存
总结
文献解读
练习
第七部分异步逻辑
第26章异步时序电路
26.1流表分析
26.2流表综合：触发电路
26.3竞争和状态赋值
总结
文献解读
练习
第27章触发器
27.1锁存器内部结构
27.2触发器的内部结构
27.3CMOS锁存器和触发器
27.4锁存器的流表
27.5D触发器的流表综合
总结
文献解读
练习
第28章亚稳态和同步故障
28.1同步故障
28.2亚稳态
28.3进入并且留在非法状态的可能性
28.4亚稳态的验证
总结
文献解读
练习
第29章同步器的设计
29.1同步器的用途
29.2强力同步器
29.3多比特信号问题
29.4FIFO同步器
总结
文献解读
练习
附录VHDL编码风格和语法指南
附录AVHDL编码风格
附录BVHDL语法指南
参考文献
本书赞誉
译者序
前言
致谢
作者简介
第一部分引言
第1章数字信息简述
1.1数字信号
1.2数字信号噪声容限
1.3数字信号表示复杂数据
1.4数字逻辑函数
1.5数字电路与系统的硬件描述语言(VHDL)
1.6系统中的数字逻辑
总结
文献解读
练习
第2章数字系统设计实践
2.1设计过程
2.2数字系统由芯片和电路板组成
2.3计算机辅助设计工具
2.4摩尔定律和数字系统发展
总结
文献解读
练习
第二部分组合逻辑
第3章布尔代数
3.1原理
3.2内容
3.3对偶函数
3.4标准型
3.5从方程式到逻辑门
3.6硬件描述语言中的布尔表达式
总结
文献解读
练习
第4章CMOS逻辑电路
4.1开关逻辑
4.2MOS晶体管的开关模型
4.3CMOS门电路
总结
文献解读
练习
第5章CMOS电路的延时和功耗
5.1CMOS静态延时
5.2大负载下的驱动扇出
5.3逻辑努力的扇入
5.4延时计算
5.5延时优化
5.6导线延时
5.7CMOS电路的功耗
总结
文献解读
练习
第6章组合逻辑电路
6.1组合逻辑
6.2闭包
6.3真值表、最小项、“与”门标准形式
6.4“与”电路的蕴含项
6.5卡诺图
6.6封装函数
6.7从封装转变为门
6.8不完全的指标函数
6.9实现和之积
6.10冒险
总结
文献解读
练习
第7章组合逻辑电路的VHDL描述
7.1基本数字电路的VHDL描述
7.2素数电路的测试文件
7.3七段译码器
总结
文献解读
练习
第8章组合逻辑电路基本单元
8.1多位标记
8.2译码器
8.3多路复用器
8.4编码器
8.5仲裁器和优先编码器
8.6比较器
8.7移位器
8.8ROM
8.9读/写存储器
8.10可编程逻辑阵列
8.11数据表
8.12知识产权模块
总结
文献解读
练习
第9章组合逻辑电路设计实例
9.1倍三电路
9.2明天电路
9.3优先级仲裁器
9.4井字游戏电路
总结
练习
第三部分算术运算电路
第10章算术运算电路
10.1二进制数
10.2二进制加法
10.3负数和减法
10.4乘法器
10.5除法
总结
练习
第11章定点数和浮点数
11.1误差的表示：准度、精度和分辨率
11.2定点数
11.3浮点数
总结
文献解读
练习
第12章快速运算电路
12.1超前进位
12.2Booth重编码
12.3华莱士树
12.4综合注意事项
总结
文献解读
练习
第13章算术运算电路设计实例
13.1复数乘法器
13.2定点格式和浮点格式之间的转换
13.3FIR滤波器
总结
文献解读
练习
第四部分同步时序逻辑
第14章时序逻辑
14.1时序电路
14.2同步时序电路
14.3交通灯控制器
14.4状态分配
14.5有限状态机的实现
14.6有限状态机的VHDL实现
总结
文献解读
练习
第15章时序约束
15.1传播延时和污染延时
15.2触发器
15.3建立时间和保持时间约束
15.4时钟偏移的影响
15.5时序示例
15.6时序和逻辑综合
总结
文献解读
练习
第16章数据通路的时序逻辑
16.1计数器
16.2移位寄存器
16.3控制和数据划分
总结
练习
第17章分解有限状态机
17.1闪光器设计
17.2交通信号灯控制器
总结
练习
第18章微代码
18.1简单的微代码状态机
18.2指令序列
18.3多路分支
18.4多种指令类型
18.5微代码子程序
18.6简单的计算器
总结
文献解读
练习
第19章时序示例
19.13分频计数器
19.2SOS检测器
19.3井字棋游戏
19.4赫夫曼编码器/解码器
总结
文献解读
练习
第五部分实践设计
第20章验证和测试
20.1设计验证
20.2测试
总结
文献解读
练习
第六部分系统级设计
第21章系统级设计
21.1系统设计过程
21.2设计规范
21.3划分
总结
文献解读
练习
第22章接口和系统级时序
22.1接口时序
22.2接口划分和选择
22.3串行和打包接口
22.4同步时序
22.5时序表
22.6接口和时序示例
总结
练习
第23章流水线
23.1普通流水线
23.2流水线示例
23.3逐位进位加法器流水线结构设计示例
23.4流水线停滞
23.5双重缓冲
23.6负载平衡
23.7可变负载
23.8资源共享
总结
文献解读
练习
第24章互连
24.1抽象互连
24.2总线
24.3交叉开关
24.4互连网络
总结
文献解读
练习
第25章存储系统
25.1存储基元
25.2位片和堆存储器
25.3交叉存储器
25.4高速缓存
总结
文献解读
练习
第七部分异步逻辑
第26章异步时序电路
26.1流表分析
26.2流表综合：触发电路
26.3竞争和状态赋值
总结
文献解读
练习
第27章触发器
27.1锁存器内部结构
27.2触发器的内部结构
27.3CMOS锁存器和触发器
27.4锁存器的流表
27.5D触发器的流表综合
总结
文献解读
练习
第28章亚稳态和同步故障
28.1同步故障
28.2亚稳态
28.3进入并且留在非法状态的可能性
28.4亚稳态的验证
总结
文献解读
练习
第29章同步器的设计
29.1同步器的用途
29.2强力同步器
29.3多比特信号问题
29.4FIFO同步器
总结
文献解读
练习
附录VHDL编码风格和语法指南
附录AVHDL编码风格
附录BVHDL语法指南
参考文献
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