
开本:3开 |
纸张:胶版纸 |
包装:平装 |
是否套装:否 |
国际标准书号ISBN:9787121226557 |
所属分类:图书>计算机/网络>软件工程/开发项目管理 |
商品详情
商品参数
内容介绍
内容介绍
本书通过大量实例由浅入深地介绍了数字电路和数字系统设计中的重要概念和知识要点。本书分两大部分。部分重点关注数字电路设计层面,偏重基础。第章到第章为语法与数字电路设计相关知识,包括常用语法、基本数字电路单元等。第章到第章重点介绍高级数字设计知识,包括数字系统架构设计、复杂数字系统中常用的电路单元、算法,并给出了大量工程实例。第章给出了一些重要的工程设计经验,包括文档管理、代码设计、系统验证、高可靠性设计等。第二部分重点关注数字系统设计层面。第章到第章介绍了常用数字系统关键电路,包括与处理器系统相关的存储结构与存储访问技术、存储介质(硬盘、闪存、等)与驱动电路、处理器总线结构与协议等。第章和第章介绍了电路可测性设计、静态定时分析、芯片工程修改的相关知识。第章和第章从电路设计层面到系统设计层面介绍了降低电路功耗的方法。第章到第章介绍常用串行总线和串行通信协议,包括 、、及以太网技术。
作者简介
年前进入 公司,初从事以太网芯片设计。此后,他先后在 和公司从事芯片设计和架构设计。他感兴趣和从事过的设计领域包括处理器外围芯片组设计, 、和技术,芯片功率管理低功耗设计技术。与他人合作创立了多家公司,设计了 和控制器芯片内核。作为 公司的,带领公司设计了很多在业界很有影响力的核。在年, 公司被公司收购,他开始负责设计 交换芯片,并担任数字部门负责人。他负责设计的 交换芯片核被很多大型公司使用并实现了量产。他曾在多个国际会议上发表论文并持有项美国专利。近年来专注于教材编写,分享年来积累的数字系统设计知识和经验。
年前进入 公司,初从事以太网芯片设计。此后,他先后在 和公司从事芯片设计和架构设计。他感兴趣和从事过的设计领域包括处理器外围芯片组设计, 、和技术,芯片功率管理低功耗设计技术。与他人合作创立了多家公司,设计了 和控制器芯片内核。作为 公司的,带领公司设计了很多在业界很有影响力的核。在年, 公司被公司收购,他开始负责设计 交换芯片,并担任数字部门负责人。他负责设计的 交换芯片核被很多大型公司使用并实现了量产。他曾在多个国际会议上发表论文并持有项美国专利。近年来专注于教材编写,分享年来积累的数字系统设计知识和经验。
目录
第章 绪论
第章 寄存器传输语言()
第章 可综合的——用于电路设计
什么是
的发展历史
的结构
硬件代码的执行
模块分析
中的触发器
带复位引脚的触发器
没有复位引脚的触发器
组合逻辑
块语句
和语句
赋值语句
操作符
操作符描述
操作符的执行顺序
中的注释
可重用和模块化设计
参数化设计
函数
中的结构
中的
数组、多维数组
第章 用于验证的语法
的测试台
语句
系统任务
,
()
任务
存储器建模
其他语法结构
循环
循环、
一个简单的
第章 数字电路设计——初级篇
组合逻辑门
逻辑和逻辑
真值表
晶体管
反相器
与门
或门
与非门
或非门
(异或)、(异或非)
缓冲门
复用器
通用逻辑门——、
复杂门电路
噪声容限
扇入和扇出
德摩根定理
通用触发器
触发器时序图
建立和保持时间
建立时间
保持时间
亚稳态
单比特信号同步
两个触发器构成的同步器
信号同步规则
关于时序
事件边沿检测
同步上升沿检测
同步下降沿检测
同步上升下降沿检测
异步输入上升沿检测
数值系统
十进制数值系统
二进制数
十进制数到二进制数的转换
十六进制数值系统
十六进制数和二进制数的转换
加法和减法
行波进位加法器
超前进位加法
累加器
乘和除
乘以一个常数
除以常数(的整数次幂)
计数器
加法减法计数器
(线性反馈移位寄存器)计数器
第章 数字设计——基础模块
引言
斐波那契与伽罗瓦
反馈多项式
的用法
扰码与解扰
什么是扰码与解扰
扰码的作用
串行扰码器
并行扰码器
扰码电路设计要点
扰码电路
扰码器
检错与纠错
检错
错误纠正
纠错编码
汉明码
汉明码应用举例——
编码
里德所罗门编码
编码
卷积码
卷积译码
软判决与硬判决
奇偶校验
偶校验和奇校验
奇偶校验位的生成
奇偶校验的应用
(循环冗余校验)
介绍
串行计算
并行计算
部分数据计算
常用类型
格雷编码解码
二进制码转换为格雷编码的通用电路
格雷码转换为二进制码的通用电路
译码器(段数码显示实例)
优先级编码
常规编码器的 代码
优先级编码器的代码
编码解码
编码方式
多字节编码
选择编码方案
编码解码
编码机制
编码机制
、编码
移位寄存器与桶形移位器
左移位与右移位
左循环移位与右循环移位
桶形移位器
数据转换器
由宽到窄数据转换
由窄到宽数据转换
同步技术
使用进行的数据同步
握手同步方式
脉冲同步器
相位、频率关系固定时的跨时钟域数据传输
准同步时钟域
计时(微秒、毫秒和秒)脉冲的产生
波形整形电路
第章 数字设计先进概念(第部分)
时钟
频率和时钟周期
不同的时钟机制
同步时钟
源同步时钟
嵌入式时钟
准同步时钟
异步系统
扩频时钟
时钟抖动
复位方法
非同步复位(异步复位)
复位同步电路
同步复位
异步复位和同步复位的选择
吞吐率
增加吞吐率的方法
更高的频率
更宽的数据通道
流水线
并行处理
无序执行(乱序执行)
高速缓存()
预读取
多核
时延
降低时延的方法
流控
介绍
数据转发:和
基于信用的流控:
流控机制
吉比特以太网流控
滑动窗流控机制
流水线操作
流水线介绍
流水线的简单实例
——流水线处理器
流水线结构和并行操作
流水线加法器
并行加法器
系统设计中的流水线
执行(乱序执行)
现代处理器:执行
:执行
第章 数字设计先进概念(第部分)
状态机
引言
状态机泡泡图
状态机:方式
二进制编码的状态机
独热码编码的状态机
二进制编码和独热码比较
米里型和摩尔型状态机
子状态机
引言
操作
同步
同步
异步的工作机制
异步的实现
高级原理
的大小
的深度
辅助数据或标签
快照回退操作
直通交换和存储转发模式
指针复位
不同的写入、读取数据宽度
使用的缺点
基于触发器或者的
仲裁
关于仲裁
常规仲裁方案
严格优先级轮询
公轮询
公轮询(仲裁死周期)
带权重的轮询()
权重轮询():第二种方法
两组轮询
总线接口
总线仲裁
(分割处理)总线
流水线式总线
链表
近期少使用()算法
的矩阵实现
采用矩阵法实现的代码
第章 设计
设计芯片——如何开展
结构和微结构
尽可能保持简单
善于衡
处理好错误和异常
数据路径
数据流
时钟
控制单元
关注边界条件
注意细节
多输入点
正确理解规范
其他考虑
门数
焊盘受限与内核受限
时钟树和复位树
、配置引脚
第章 设计经验
文档
可读性
注释
命名规则
在编写第一行代码之前
直到你脑海里有了蓝图才开始
脑海中的模拟
一些建议
哪种风格——数据流或算法
寄存器型输出
使用状态机而不是松散的控制逻辑
综合和仿真不匹配
设计的模块化和参数化
加法器、减法器的有效使用
需要避免的情况
不要形成组合逻辑环路
避免意外生成锁存器
不要采用基于延迟的设计
不要对一个变量多次赋值
初步完成代码之后
初步完成代码之后的回顾
目测代码
对发现感到惊喜
设计要面向未来使用需求
易于实现的寄存器结构
考虑将来需求
高速设计
使用独热码进行状态编码
使用互斥的数据选择器而不是优先级编码器
避免大量散乱的组合逻辑电路
复制或克隆
使用同步复位时要小心
将后到的信号放在逻辑的前面
设计经验
使用双触发器同步电路
将所有复位电路放在一起
第章 系统概念(第部分)
系统结构
存储器
存储器层次结构
使用高速缓存的方法
的架构
的组织方式
虚拟存储器( )
动态随机访问存储器()
静态随机访问存储器()
内容可寻址存储器()
的模型
、、和
闪存
中断
中断不同部分
中断向量表
设备产生的中断
高级可编程中断控制器
中断共享
中断
中断
中断聚合
中断产生的示例
( )模式的数据传送
直接存储器访
内容介绍
本书从用户的角度全面阐述了 语言的重要细节和基本设计方法,并详细介绍了 版的主要改进部分。本书重点关注如何应用语言进行数字电路和系统的设计和验证,而不仅仅讲解语法。全书从基本概念讲起,并逐渐过渡到编程语言接口以及逻辑综合等高级主题。书中的内容全部符合 标准。
作者简介
目录
第一部分 基础知识
第章 数字设计综述
. 数字电路技术的发展历史
. 硬件描述语言的出现
. 典型设计流程
. 硬件描述语言的意义
. 的优点
. 硬件描述语言的发展趋势
第章 层次建模的概念
. 设计方法学
. 四位脉动进位计数器
. 模块
. 模块实例
. 逻辑仿真的构成
. 举例
. 小结
. 习题
第章 基本概念
. 词法约定
. 数据类型
. 系统任务和编译指令
. 小结
. 习题
第章 模块和端口
. 模块
. 端口
. 层次命名
. 小结
. 习题
第章 门级建模
. 门的类型
. 门延迟
. 小结
. 习题
第章 数据流建模
. 连续赋值语句
. 延迟
. 表达式、操作符和操作数
. 操作符类型
. 举例
. 小结
. 习题
第章 行为级建模
. 结构化过程语句
. 过程赋值语句
. 时序控制
. 条件语句
. 多路分支语句
. 循环语句
. 顺序块和并行块
. 生成块
. 举例
. 小结
. 习题
第章 任务和函数
. 任务和函数的区别
. 任务
. 函数
. 小结
. 习题
第章 实用建模技术
. 过程连续赋值
. 改写(覆盖)参数
. 条件编译和执行
. 时间尺度
. 常用的系统任务
. 小结
. 习题
第二部分 高级主题
第章 时序和延迟
. 延迟模型的类型
. 路径延迟建模
. 时序检查
. 延迟反标注
. 小结
. 习题
第章 开关级建模
. 开关级建模元件
. 举例
. 小结
. 习题
第章 用户自定义原语
. 的基础知识
. 表示组合逻辑的
. 表示时序逻辑的
. 表中的缩写符号
. 设计指南
. 小结
. 习题
第章 编程语言接口
. 的使用
. 任务的连接和调用
. 内部数据表示
. 库子程序
. 小结
. 习题
第章 使用 进行逻辑综合
. 什么是逻辑综合
. 逻辑综合对数字设计行业的影响
. 综合
. 逻辑综合流程
. 门级网表的验证
. 逻辑综合建模技巧
. 时序电路综合举例
. 小结
. 习题
第章 高级验证技术
. 传统的验证流程
. 断言检查
. 形式化验证
. 小结
第三部分 附 录
附录 强度建模和高级线网类型定义
附录 子程序清单
附录 关键字、系统任务和编译指令
附录 形式化语法定义
附录 有关问题解答
附录 举例
参考文献
译者后记
收起全部↑
商品参数
内容介绍
内容介绍
本书通过大量实例由浅入深地介绍了数字电路和数字系统设计中的重要概念和知识要点。本书分两大部分。部分重点关注数字电路设计层面,偏重基础。第章到第章为语法与数字电路设计相关知识,包括常用语法、基本数字电路单元等。第章到第章重点介绍高级数字设计知识,包括数字系统架构设计、复杂数字系统中常用的电路单元、算法,并给出了大量工程实例。第章给出了一些重要的工程设计经验,包括文档管理、代码设计、系统验证、高可靠性设计等。第二部分重点关注数字系统设计层面。第章到第章介绍了常用数字系统关键电路,包括与处理器系统相关的存储结构与存储访问技术、存储介质(硬盘、闪存、等)与驱动电路、处理器总线结构与协议等。第章和第章介绍了电路可测性设计、静态定时分析、芯片工程修改的相关知识。第章和第章从电路设计层面到系统设计层面介绍了降低电路功耗的方法。第章到第章介绍常用串行总线和串行通信协议,包括 、、及以太网技术。
作者简介
年前进入 公司,初从事以太网芯片设计。此后,他先后在 和公司从事芯片设计和架构设计。他感兴趣和从事过的设计领域包括处理器外围芯片组设计, 、和技术,芯片功率管理低功耗设计技术。与他人合作创立了多家公司,设计了 和控制器芯片内核。作为 公司的,带领公司设计了很多在业界很有影响力的核。在年, 公司被公司收购,他开始负责设计 交换芯片,并担任数字部门负责人。他负责设计的 交换芯片核被很多大型公司使用并实现了量产。他曾在多个国际会议上发表论文并持有项美国专利。近年来专注于教材编写,分享年来积累的数字系统设计知识和经验。
年前进入 公司,初从事以太网芯片设计。此后,他先后在 和公司从事芯片设计和架构设计。他感兴趣和从事过的设计领域包括处理器外围芯片组设计, 、和技术,芯片功率管理低功耗设计技术。与他人合作创立了多家公司,设计了 和控制器芯片内核。作为 公司的,带领公司设计了很多在业界很有影响力的核。在年, 公司被公司收购,他开始负责设计 交换芯片,并担任数字部门负责人。他负责设计的 交换芯片核被很多大型公司使用并实现了量产。他曾在多个国际会议上发表论文并持有项美国专利。近年来专注于教材编写,分享年来积累的数字系统设计知识和经验。
目录
第章 绪论
第章 寄存器传输语言()
第章 可综合的——用于电路设计
什么是
的发展历史
的结构
硬件代码的执行
模块分析
中的触发器
带复位引脚的触发器
没有复位引脚的触发器
组合逻辑
块语句
和语句
赋值语句
操作符
操作符描述
操作符的执行顺序
中的注释
可重用和模块化设计
参数化设计
函数
中的结构
中的
数组、多维数组
第章 用于验证的语法
的测试台
语句
系统任务
,
()
任务
存储器建模
其他语法结构
循环
循环、
一个简单的
第章 数字电路设计——初级篇
组合逻辑门
逻辑和逻辑
真值表
晶体管
反相器
与门
或门
与非门
或非门
(异或)、(异或非)
缓冲门
复用器
通用逻辑门——、
复杂门电路
噪声容限
扇入和扇出
德摩根定理
通用触发器
触发器时序图
建立和保持时间
建立时间
保持时间
亚稳态
单比特信号同步
两个触发器构成的同步器
信号同步规则
关于时序
事件边沿检测
同步上升沿检测
同步下降沿检测
同步上升下降沿检测
异步输入上升沿检测
数值系统
十进制数值系统
二进制数
十进制数到二进制数的转换
十六进制数值系统
十六进制数和二进制数的转换
加法和减法
行波进位加法器
超前进位加法
累加器
乘和除
乘以一个常数
除以常数(的整数次幂)
计数器
加法减法计数器
(线性反馈移位寄存器)计数器
第章 数字设计——基础模块
引言
斐波那契与伽罗瓦
反馈多项式
的用法
扰码与解扰
什么是扰码与解扰
扰码的作用
串行扰码器
并行扰码器
扰码电路设计要点
扰码电路
扰码器
检错与纠错
检错
错误纠正
纠错编码
汉明码
汉明码应用举例——
编码
里德所罗门编码
编码
卷积码
卷积译码
软判决与硬判决
奇偶校验
偶校验和奇校验
奇偶校验位的生成
奇偶校验的应用
(循环冗余校验)
介绍
串行计算
并行计算
部分数据计算
常用类型
格雷编码解码
二进制码转换为格雷编码的通用电路
格雷码转换为二进制码的通用电路
译码器(段数码显示实例)
优先级编码
常规编码器的 代码
优先级编码器的代码
编码解码
编码方式
多字节编码
选择编码方案
编码解码
编码机制
编码机制
、编码
移位寄存器与桶形移位器
左移位与右移位
左循环移位与右循环移位
桶形移位器
数据转换器
由宽到窄数据转换
由窄到宽数据转换
同步技术
使用进行的数据同步
握手同步方式
脉冲同步器
相位、频率关系固定时的跨时钟域数据传输
准同步时钟域
计时(微秒、毫秒和秒)脉冲的产生
波形整形电路
第章 数字设计先进概念(第部分)
时钟
频率和时钟周期
不同的时钟机制
同步时钟
源同步时钟
嵌入式时钟
准同步时钟
异步系统
扩频时钟
时钟抖动
复位方法
非同步复位(异步复位)
复位同步电路
同步复位
异步复位和同步复位的选择
吞吐率
增加吞吐率的方法
更高的频率
更宽的数据通道
流水线
并行处理
无序执行(乱序执行)
高速缓存()
预读取
多核
时延
降低时延的方法
流控
介绍
数据转发:和
基于信用的流控:
流控机制
吉比特以太网流控
滑动窗流控机制
流水线操作
流水线介绍
流水线的简单实例
——流水线处理器
流水线结构和并行操作
流水线加法器
并行加法器
系统设计中的流水线
执行(乱序执行)
现代处理器:执行
:执行
第章 数字设计先进概念(第部分)
状态机
引言
状态机泡泡图
状态机:方式
二进制编码的状态机
独热码编码的状态机
二进制编码和独热码比较
米里型和摩尔型状态机
子状态机
引言
操作
同步
同步
异步的工作机制
异步的实现
高级原理
的大小
的深度
辅助数据或标签
快照回退操作
直通交换和存储转发模式
指针复位
不同的写入、读取数据宽度
使用的缺点
基于触发器或者的
仲裁
关于仲裁
常规仲裁方案
严格优先级轮询
公轮询
公轮询(仲裁死周期)
带权重的轮询()
权重轮询():第二种方法
两组轮询
总线接口
总线仲裁
(分割处理)总线
流水线式总线
链表
近期少使用()算法
的矩阵实现
采用矩阵法实现的代码
第章 设计
设计芯片——如何开展
结构和微结构
尽可能保持简单
善于衡
处理好错误和异常
数据路径
数据流
时钟
控制单元
关注边界条件
注意细节
多输入点
正确理解规范
其他考虑
门数
焊盘受限与内核受限
时钟树和复位树
、配置引脚
第章 设计经验
文档
可读性
注释
命名规则
在编写第一行代码之前
直到你脑海里有了蓝图才开始
脑海中的模拟
一些建议
哪种风格——数据流或算法
寄存器型输出
使用状态机而不是松散的控制逻辑
综合和仿真不匹配
设计的模块化和参数化
加法器、减法器的有效使用
需要避免的情况
不要形成组合逻辑环路
避免意外生成锁存器
不要采用基于延迟的设计
不要对一个变量多次赋值
初步完成代码之后
初步完成代码之后的回顾
目测代码
对发现感到惊喜
设计要面向未来使用需求
易于实现的寄存器结构
考虑将来需求
高速设计
使用独热码进行状态编码
使用互斥的数据选择器而不是优先级编码器
避免大量散乱的组合逻辑电路
复制或克隆
使用同步复位时要小心
将后到的信号放在逻辑的前面
设计经验
使用双触发器同步电路
将所有复位电路放在一起
第章 系统概念(第部分)
系统结构
存储器
存储器层次结构
使用高速缓存的方法
的架构
的组织方式
虚拟存储器( )
动态随机访问存储器()
静态随机访问存储器()
内容可寻址存储器()
的模型
、、和
闪存
中断
中断不同部分
中断向量表
设备产生的中断
高级可编程中断控制器
中断共享
中断
中断
中断聚合
中断产生的示例
( )模式的数据传送
直接存储器访
内容介绍
本书从用户的角度全面阐述了 语言的重要细节和基本设计方法,并详细介绍了 版的主要改进部分。本书重点关注如何应用语言进行数字电路和系统的设计和验证,而不仅仅讲解语法。全书从基本概念讲起,并逐渐过渡到编程语言接口以及逻辑综合等高级主题。书中的内容全部符合 标准。
作者简介
目录
第一部分 基础知识
第章 数字设计综述
. 数字电路技术的发展历史
. 硬件描述语言的出现
. 典型设计流程
. 硬件描述语言的意义
. 的优点
. 硬件描述语言的发展趋势
第章 层次建模的概念
. 设计方法学
. 四位脉动进位计数器
. 模块
. 模块实例
. 逻辑仿真的构成
. 举例
. 小结
. 习题
第章 基本概念
. 词法约定
. 数据类型
. 系统任务和编译指令
. 小结
. 习题
第章 模块和端口
. 模块
. 端口
. 层次命名
. 小结
. 习题
第章 门级建模
. 门的类型
. 门延迟
. 小结
. 习题
第章 数据流建模
. 连续赋值语句
. 延迟
. 表达式、操作符和操作数
. 操作符类型
. 举例
. 小结
. 习题
第章 行为级建模
. 结构化过程语句
. 过程赋值语句
. 时序控制
. 条件语句
. 多路分支语句
. 循环语句
. 顺序块和并行块
. 生成块
. 举例
. 小结
. 习题
第章 任务和函数
. 任务和函数的区别
. 任务
. 函数
. 小结
. 习题
第章 实用建模技术
. 过程连续赋值
. 改写(覆盖)参数
. 条件编译和执行
. 时间尺度
. 常用的系统任务
. 小结
. 习题
第二部分 高级主题
第章 时序和延迟
. 延迟模型的类型
. 路径延迟建模
. 时序检查
. 延迟反标注
. 小结
. 习题
第章 开关级建模
. 开关级建模元件
. 举例
. 小结
. 习题
第章 用户自定义原语
. 的基础知识
. 表示组合逻辑的
. 表示时序逻辑的
. 表中的缩写符号
. 设计指南
. 小结
. 习题
第章 编程语言接口
. 的使用
. 任务的连接和调用
. 内部数据表示
. 库子程序
. 小结
. 习题
第章 使用 进行逻辑综合
. 什么是逻辑综合
. 逻辑综合对数字设计行业的影响
. 综合
. 逻辑综合流程
. 门级网表的验证
. 逻辑综合建模技巧
. 时序电路综合举例
. 小结
. 习题
第章 高级验证技术
. 传统的验证流程
. 断言检查
. 形式化验证
. 小结
第三部分 附 录
附录 强度建模和高级线网类型定义
附录 子程序清单
附录 关键字、系统任务和编译指令
附录 形式化语法定义
附录 有关问题解答
附录 举例
参考文献
译者后记
收起全部↑