數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)與VHDL描述(第2版)

前言

21世紀(jì)是信息化的時代，數(shù)字化是人類進(jìn)入信息化的必要條件。 “數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)與VHDL描述”是數(shù)字化的基礎(chǔ)，因此“數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)與VHDL描述”課程是通信工程、計(jì)算機(jī)、自動控制、電子工程等電類專業(yè)和機(jī)電一體化非電類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，也是一門發(fā)展最快、應(yīng)用最廣的學(xué)科。隨著計(jì)算技術(shù)和數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，在現(xiàn)代電子設(shè)備中，單純用模擬電路實(shí)現(xiàn)的已經(jīng)很少見，通常只在微弱信號放大、高頻數(shù)據(jù)采集和大功率輸出等局部電路采用模擬電路，其余部分廣泛采用數(shù)字電路。因此，對大多數(shù)電子設(shè)備而言，其整體部分是數(shù)字系統(tǒng)。為此，對數(shù)字電路的分析與設(shè)計(jì)，就成為電子工程技術(shù)人員必備的專業(yè)基礎(chǔ)知識。在數(shù)字電路與數(shù)字系統(tǒng)中，所用邏輯組件已由20世紀(jì)60年代的小規(guī)模集成（SSI）、20世紀(jì)70年代后的中規(guī)模集成（MSl）標(biāo)準(zhǔn)邏輯部件，發(fā)展到目前的大規(guī)模集成（LSI）、超大規(guī)模集成（VLSl）、專用集成電路（ASIC）。集成電路工藝已由TTL為主變?yōu)橐訡MOS為主。相應(yīng)地，數(shù)字邏輯電路的設(shè)計(jì)方法也在不停地演變和發(fā)展，使數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)從傳統(tǒng)的單純硬件設(shè)計(jì)方法，變?yōu)橛?jì)算機(jī)軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的方法。它使電子設(shè)計(jì)自動化（EDA）和電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)自動化（ESDA）成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)和制造中的主要技術(shù)手段。EDA和ESDA技術(shù)是現(xiàn)代電子工程師進(jìn)行電子系統(tǒng)和電子工程設(shè)計(jì)所必須掌握的技術(shù)。為了適應(yīng)電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展，培養(yǎng)面向21世紀(jì)、參與國內(nèi)外市場競爭的電子技術(shù)人材，本書在保留“數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)”的系統(tǒng)性和完整性基礎(chǔ)上，對中小規(guī)模的內(nèi)容作了適當(dāng)精簡，在門電路部分以介紹CMOS為主，在組合和時序電路方面，加強(qiáng)了大規(guī)模組件方面的內(nèi)容，特別是在可編程邏輯器件（PLD）方面的編程（用VHDL語言）和使用，作了較詳細(xì)的介紹。本書為讀者提供了獨(dú)立分析和設(shè)計(jì)數(shù)字電路和數(shù)字系統(tǒng)的工具，并幫助讀者建立規(guī)范有序的思維習(xí)慣，以提高分析和解決實(shí)際問題的能力。本書既重視基本的邏輯設(shè)計(jì)概念和方法的介紹，也重視對于用硬件描述語言描述和設(shè)計(jì)數(shù)字電路的介紹。為了使讀者能夠較早地接觸和充分掌握VHDL語言的使用，我們采用一邊介紹語言，一邊介紹語言的應(yīng)用，最后介紹對于數(shù)字系統(tǒng)的描述。《數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)和VHDL描述》出版后，受到了普遍的關(guān)注，認(rèn)為數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)和硬件描述語言的結(jié)合是一種發(fā)展趨勢，所以教材有很好的參考價值。數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，許多概念和方法需要在實(shí)踐中進(jìn)一步加深理解，并且，在實(shí)踐中提高學(xué)生的應(yīng)用能力。為此，我們在這次再版時，專門增加了一章介紹數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)。其中，介紹了實(shí)驗(yàn)操作的基本知識，提供了一批實(shí)驗(yàn)題目。實(shí)驗(yàn)題目分為基本實(shí)驗(yàn)、PLD實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)題目?；緦?shí)驗(yàn)的題目數(shù)量不是很多，但都是經(jīng)過精心挑選的。學(xué)生必須經(jīng)過必要的硬件實(shí)驗(yàn)，才會有基本的處理實(shí)際問題的能力。PLD實(shí)驗(yàn)是軟件模擬實(shí)驗(yàn)，通過這些實(shí)驗(yàn)可以熟悉VHDL語言的使用以及邏輯模擬的基本過程，進(jìn)一步掌握有關(guān)電路的設(shè)計(jì)方法。最后的“數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)課題”，可以作為課程設(shè)計(jì)的選題。這些題目的綜合性和實(shí)用型都比較強(qiáng)，對于學(xué)生的能力培養(yǎng)很有促進(jìn)作用。 本書是作者依據(jù)多年教學(xué)和科研的經(jīng)驗(yàn)，參考國內(nèi)外優(yōu)秀教材編寫而成的。全書共分為10章，第1～3章是預(yù)備知識。內(nèi)容包括數(shù)制與編碼、邏輯代數(shù)基礎(chǔ)和集成邏輯門電路。主要介紹了二進(jìn)制數(shù)和其他進(jìn)制數(shù)之間的互換，二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算，幾種常用的二—十進(jìn)制代碼及其加法運(yùn)算，格雷碼和差錯檢測碼。對于邏輯函數(shù)的化簡，只介紹代數(shù)法和卡諾圖法。在門電路部分主要介紹CMOS集成電路的結(jié)構(gòu)和外特性等。對TTL和ECL電路只作簡要介紹。第4章組合邏輯電路。結(jié)合實(shí)際例子介紹使用中、小規(guī)模集成電路進(jìn)行邏輯設(shè)計(jì)的方法。第5章開始引入VHDL語言及其描述。先介紹最基本的描述方法和語句，并結(jié)合對于組合電路的描述，使讀者開始熟悉和運(yùn)用這種方法。第6章介紹集成觸發(fā)器，也介紹用VHDL語言對于時序電路進(jìn)行描述的基本方法。第7章介紹時序邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)。內(nèi)容包括使用中、小規(guī)模集成電路的設(shè)計(jì)，以及用VHDL語言對時序電路和系統(tǒng)進(jìn)行描述的方法。第8章是可編程邏輯器件，介紹了可編程邏輯器件的工作原理，PAL、GAL和CPLD芯片的結(jié)構(gòu)和原理，對于門陣列只作了簡單的介紹。第9章是數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)，希望讀者通過這一章的學(xué)習(xí)能夠開始自己設(shè)計(jì)數(shù)字系統(tǒng)。第10章是數(shù)字邏輯電路實(shí)驗(yàn)，介紹實(shí)驗(yàn)基本知識，提供大量實(shí)驗(yàn)課題。本書在每章后面有一定數(shù)量的習(xí)題，其中有些題有一定難度。作者的意圖在于引起讀者思考，并加深讀者對所學(xué)內(nèi)容的理解與掌握，習(xí)題數(shù)量比較多，為教師和同學(xué)提供了選擇的機(jī)會。我們將考慮編寫和出版有關(guān)的習(xí)題解答和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)。為便于老師們使用本教材。我們編寫了本書的電子教案，請登錄下載。本書的第1、2、3、4、8章由安德寧編寫，第5、6、7、9由徐惠民編寫，第10章由徐惠民和安德寧共同編寫。彭家浚、李春宜、韓玉芬、徐晶、龔乃緒等也參與了本書編寫的有關(guān)工作。本書對于VHDL語言的介紹只是基本的，全面的學(xué)習(xí)可參見有關(guān)的資料。由于作者水平有限，加之時間倉促，書中難免存在缺點(diǎn)和錯誤，懇請廣大讀者批評指正。我們的郵件地址是，歡迎聯(lián)系。

內(nèi)容概要

本書是適應(yīng)21世紀(jì)需要的“數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)與VHDL描述”教材。本書在保留“數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)”的系統(tǒng)性和完整性基礎(chǔ)上，詳細(xì)介紹了用VHDL硬件描述語言對數(shù)字電路和系統(tǒng)進(jìn)行描述和設(shè)計(jì)的方法。全書包括數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，以CMOS為主的數(shù)字集成電路，組合電路的分析、設(shè)計(jì)和描述，時序電路的分析、設(shè)計(jì)和描述，可編程邏輯器件，數(shù)字系統(tǒng)的描述和設(shè)計(jì)。全書強(qiáng)調(diào)基本概念和基本方法，每章都有相當(dāng)數(shù)量的習(xí)題和思考題。     本書可作高等院校通信與信息專業(yè)的教材，也可作為相關(guān)技術(shù)人員參`考和培訓(xùn)教材。

書籍目錄

出版說明
前言
第1章  數(shù)制與編碼
第2章  邏輯代數(shù)基礎(chǔ)
第3章  集成邏輯門電路
第4章  組合邏輯電路
第5章  VHDL描述組合邏輯電路
第6章  集成觸發(fā)器
第7章  時序邏輯電路的分析、設(shè)計(jì)和描述
第8章  可編程邏輯器件
第9章  數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：

編輯推薦

《高等院校通信與信息專業(yè)規(guī)劃教材?數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)與VHDL描述(第2版)》是由機(jī)械工業(yè)出版社出版的。

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