Verilog HDL数字系统设计及仿真(第2版)

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于斌 著
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出版社: 电子工业出版社
ISBN:9787121330100
版次:2
商品编码:12293662
包装:平装
丛书名: 工程设计与分析系列
开本:16开
出版时间:2018-01-01
用纸:胶版纸
页数:460
字数:740000
正文语种:中文

具体描述

编辑推荐

适读人群 :本书可作为电子、通信、计算机和集成电路相关专业的本科生教材,同时也适合对Verilog HDL感兴趣的爱好者或专业人士阅读。

(1)第1版出版以来,获得读者的广泛欢迎,根据读者的宝贵意见和建议,以及他们的具体应用的情况,进行改版。 (2)根据用户建议、结合相关企业应用的需求和高校教学需求修订了第1版内容。相对第1版本,本书删减了一些使用频率较低的语法,减轻了读者掌握语法的难度,同时增加了一些实例,使读者有更多可以学习和揣摩的范例,能更好地理解代码的设计。

内容简介

Verilog HDL是一种使用广泛的硬件描述语言,目前在国内无论是集成电路还是嵌入式设计的相关专业都会使用到这种硬件描述语言。市面上介绍Verilog HDL的教材非常广泛,各有不同的偏重。 在第1版广泛应用的基础上,吸收了众多读者的宝贵建议,大幅完善了第2版内容。本书着重从设计角度入手,每章都力求让读者掌握一种设计方法,能够利用本章知识进行完整的设计,从模块的角度逐步完成对Verilog HDL语法的学习,从而在整体上掌握Verilog HDL语法。为了达到这个目的,每章中都会给出使用本章知识完成的实例,按照门级、数据流级、行为级、任务和函数、测试模块、可综合设计和完整实例的顺序向读者介绍Verilog HDL的语法和使用方式。书中出现的所有代码均经过仿真,力求准确,另外配套有书中所有实例源文件和实例操作的视频讲解。

作者简介

作者团队主要负责人谢龙汉,华南理工大学机械与汽车工程学院,副院长,教授。2002年毕业于浙江大学过程装备与控制工程专业本科,在浙江大学华工过程机械研究所取得硕士学位,之后在广州本田汽车有限公司研发中心工作过两年,2010年获得香港中文大学机械与自动化工程系的博士学位。国内外学术期刊上发表30多篇学术论文,写作经验丰富,作品技术含量高,实用性强。

目录

目 录
第1章 Verilog HDL入门简介 1
1.1 集成电路设计流程简介 1
1.2 数字电路设计范例 3
1.3 Verilog HDL建模范例 5
1.4 两种硬件描述语言 9
第2章 Verilog HDL门级建模 10
2.1 门级建模范例 10
2.2 门级建模基本语法 12
2.2.1 模块定义 12
2.2.2 端口声明 13
2.2.3 门级调用 14
2.2.4 模块实例化 17
2.2.5 内部连线声明 20
2.3 MOS开关与UDP 21
2.4 层次化设计 22
2.5 应用实例 22
实例2-1―4位全加器的门级建模 22
实例2-2―2-4译码器的门级建模 25
实例2-3―主从D触发器的门级建模 27
实例2-4―1位比较器的门级建模 28
2.6 习题 30
第3章 Verilog HDL数据流级建模 31
3.1 数据流级建模范例 31
3.2 数据流级建模基本语法 32
3.3 操作数 33
3.3.1 数字 33
3.3.2 参数 35
3.3.3 线网 37
3.3.4 寄存器 38
3.4 操作符 39
3.4.1 算术操作符 39
3.4.2 按位操作符 39
3.4.3 逻辑操作符 40
3.4.4 关系操作符 41
3.4.5 等式操作符 41
3.4.6 移位操作符 42
3.4.7 拼接操作符 42
3.4.8 缩减操作符 43
3.4.9 条件操作符 43
3.4.10 操作符优先级 44
3.5 应用实例 45
实例3-1―4位全加器的数据流级建模 45
实例3-2―2-4译码器的数据流级建模 47
实例3-3―主从D触发器的数据流级建模 49
实例3-4―4位比较器的数据流级建模 50
3.6 习题 51
第4章 Verilog HDL行为级建模 53
4.1 行为级建模范例 53
4.2 initial结构和always结构 56
4.2.1 initial结构 56
4.2.2 always结构 58
4.3 顺序块和并行块 61
4.3.1 顺序块 61
4.3.2 并行块 62
4.3.3 块的嵌套 63
4.4 if语句 64
4.5 case语句 67
4.6 循环语句 69
4.6.1 while循环 69
4.6.2 for循环 70
4.6.3 repeat循环 71
4.6.4 forever循环 71
4.7 过程性赋值语句 72
4.7.1 阻塞性赋值语句 72
4.7.2 非阻塞性赋值语句 72
4.8 应用实例 74
实例4-1―4位全加器的行为级建模 74
实例4-2―简易ALU电路的行为级建模 75
实例4-3―下降沿触发D触发器的行为级建模 77
实例4-4―十进制计数器的行为级建模 78
4.9 习题 80
第5章 任务、函数与编译指令 81
5.1 任务 81
5.1.1 任务的声明和调用 82
5.1.2 自动任务 84
5.2 函数 86
5.2.1 函数的声明和调用 87
5.2.2 任务与函数的比较 89
5.3 系统任务和系统函数 89
5.3.1 显示任务 90
5.3.2 监视任务 93
5.3.3 仿真控制任务 94
5.3.4 随机函数 95
5.3.5 文件控制任务 96
5.3.6 值变转储任务 100
5.4 编译指令 102
5.4.1 `define 102
5.4.2 `include 104
5.4.3 `timescale 105
5.5 完整的module参考模型 108
5.6 应用实例 109
实例5-1―信号同步任务 109
实例5-2―阶乘任务 110
实例5-3―可控移位函数 111
实例5-4―偶校验任务 112
实例5-5―算术逻辑函数 114
5.7 习题 115
第6章 Verilog HDL测试模块 117
6.1 测试模块范例 117
6.2 时钟信号 119
6.3 复位信号 120
6.4 测试向量 122
6.5 响应监控 123
6.6 仿真中对信号的控制 127
6.7 代码覆盖 129
6.8 应用实例 130
实例6-1―组合逻辑的测试模块 130
实例6-2―时序逻辑的测试模块 132
实例6-3―除法器的测试模块 135
6.9 习题 138
第7章 可综合模型设计 139
7.1 逻辑综合过程 139
7.2 延迟 142
7.3 再谈阻塞赋值与非阻塞赋值 148
7.4 可综合语法 155
7.5 代码风格 157
7.5.1 多重驱动问题 157
7.5.2 敏感列表不完整 158
7.5.3 分支情况不全 158
7.5.4 组合和时序混合设计 159
7.5.5 逻辑简化 160
7.5.6 流水线思想 160
7.6 应用实例 164
实例7-1―SR锁存器延迟模型 164
实例7-2―超前进位加法器 165
实例7-3―移位除法器模型 169
7.7 习题 174
第8章 有限状态机设计 175
8.1 有限状态机简介 175
8.2 两种红绿灯电路的状态机模型 176
8.2.1 moore型红绿灯 176
8.2.2 mealy型红绿灯 181
8.3 深入理解状态机 183
8.3.1 一段式状态机 184
8.3.2 两段式状态机 188
8.3.3 三段式状态机 190
8.3.4 状态编码的选择 198
8.4 应用实例 199
实例8-1―独热码状态机 199
实例8-2―格雷码状态机 203
实例8-3―序列检测模块 207
8.5 习题 211
第9章 常见功能电路的HDL模型 212
9.1 锁存器与触发器 212
9.2 编码器与译码器 220
9.3 寄存器 223
9.4 计数器 228
9.5 分频器 232
9.6 乘法器 238
9.7 存储单元 246
9.8 习题 250
第10章 完整的设计实例 251
10.1 异步FIFO 251
10.1.1 异步FIFO的介绍与整体结构 251
10.1.2 亚稳态的处理 253
10.1.3 空满状态的判断 254
10.1.4 子模块设计 257
10.1.5 整体仿真结果 265
10.2 三角函数计算器 268
10.2.1 设计要求的提出 268
10.2.2 数据格式 268
10.2.3 算法的选择与原理结构 269
10.2.4 确定总体模块 272
10.2.5 内部结构的划分 272
10.2.6 分频器模块 274
10.2.7 控制模块 274
10.2.8 迭代设计模块 279
10.2.9 功能仿真与时序仿真 293
10.3 简易CPU模型 296
10.3.1 教学模型的要求 296
10.3.2 指令格式的确定 297
10.3.3 整体结构划分 298
10.3.4 控制模块设计 299
10.3.5 其余子模块设计 304
10.3.6 功能仿真与时序仿真 308
第11章 实验 312
实验一 简单组合逻辑电路设计(学生版) 312
实验一 辅导版 314
实验二 行为级模型设计(学生版) 319
实验二 辅导版 321
实验三 利用FPGA验证设计功能(学生版) 326
实验三 辅导版 327
实验四 任务与函数的设计(学生版) 332
实验四 辅导版 334
实验五 流水线的使用(学生版) 337
实验五 辅导版 339
实验六 信号发生器设计(学生版) 342
实验六 辅导版 344
实验七 有限状态机的设计(学生版) 347
实验七 辅导版 348
第12章 课程设计 356
选题一 出租车计费器 356
选题二 智力抢答器 362
选题三 点阵显示 369
选题四 自动售货机 373
选题五 篮球24秒计时 379
选题六 乒乓球游戏电路 384
选题七 CRC检测 398
选题八 堆栈设计 404
选题九 数字闹钟 410
选题十 汉明码编译码器 418
附录A 课程测试样卷 424
附录B 习题及样卷答案 429

前言/序言

再 版 前 言

Verilog HDL是一种使用非常广泛的硬件描述语言,可以使用在电路和系统级的设计上,也可以作为嵌入式开发的编程语言之一。随着集成电路产业在我国的蓬勃发展,HDL语言的教学工作也在很多高校展开,市面上也有很多国内外的优秀教材。

作者从事Verilog HDL课程教学多年,使用过十余种本版和引进版的教材,然而在教学课程结束之后,学生反馈回来的信息,往往是难以应用。造成这种情况的原因很多,一是部分教材过于偏重语法细节,在一个细小的语法上纠结太多,使学生陷入了语法大于一切的迷途;二是在学习中与实际电路脱节,写出的代码只适合仿真,不知硬件描述语言最终面向的对象是硬件,只能仿真的代码用途有限;三是缺少直观的认识,对编写的代码、模块等只有纸面上的了解,不去追究其内部的细节。这样学习Verilog HDL语言之后,效果和没学之前相比,只是多认识了一些语法而已。

自本书第1版2014年出版以来,获得读者的广泛欢迎,已多次重印,并且,很多读者来信介绍他们具体应用Verilog HDL的情况,对本书提出了很多宝贵意见和建议。在此基础上,我们根据用户建议,结合相关企业应用的需求和高校教学需求修订了第1版内容。相对于第1版本,本书删减了一些使用频率较低的语法,降低了读者掌握语法的难度,同时增加了一些实例,使读者有更多可以学习和揣摩的范例,能更好地理解代码的设计。

本书在简单地介绍了数字电路和Verilog HDL的相互关系之后,比较简洁地介绍了基本语法,在介绍语法时给出了范例,以使语义明了,并且为每章出现的语法匹配了综合实例,使读者进一步加深认识。而在介绍语法之后,重点内容放在如何编写可综合的设计模块上,使读者最后编写的模块可以在硬件电路上实现,本书按如下结构进行展开。

第1章,Verilog HDL入门简介。主要回顾数字电路的设计过程,并介绍使用Verilog HDL进行电路设计的基本流程和简单示例,使读者有一个初步的了解。

第2章,Verilog HDL门级建模。介绍Verilog HDL门级建模的基本语法,主要讲解基本逻辑门的使用方法和层次化建模思想,尝试设计一个可以执行的模块,并补充了必需的语法,在章节的最后给出了四个门级建模的实例,供读者参考。

第3章,Verilog HDL数据流级建模。介绍数据流级建模的相关语法,主要是一些操作数的定义和操作符的使用方法,这些操作数和操作符是Verilog HDL的建模基础,在实际设计中使用频繁,所以在这些语法中给出了很多小例子,在学习时要注意例子间的细小差别。

第4章,Verilog HDL行为级建模。行为级建模,也是进行Verilog HDL设计的基本语法,主要介绍initial和always结构在电路中的使用情况,以及一些语句,如if语句、case语句、for语句和循环语句,讲解顺序块和并行块的适用情况,并介绍命名块和块的禁用语法,最后通过几个实例,用这些语法进行电路设计。

第5章,任务、函数与编译指令。函数和任务是Verilog HDL中的重要组成部分,它们是一些具有实际功能的代码片段,类似于子程序,可以在Verilog HDL代码中直接调用,非常灵活。另外,编译指令是仿真中的重要指令,也需要理解其用法。

第6章,Verilog HDL测试模块。从仿真测试的角度编写测试模块,力图用多种方式生成不同信号,给出同一种信号的多种表达形式,开阔读者的设计思路,使读者能够按照自己习惯的思路来编写测试信号,而不是局限在某一种写法上。

第7章,可综合模型设计。从本章开始,所有的模块都是可以综合成最终电路的,因为Verilog HDL语言就是要编写可以生成实际电路的模块代码。可综合模型设计中需要注意许多问题,如阻塞和非阻塞赋值、多驱动问题、敏感列表问题等,还有一些语法根本不可以综合,本章也一一列出。最后介绍了流水线的基本思想,并给出了一个雏形。

第8章,有限状态机设计。状态机的设计是时序电路设计的核心,越大型的时序电路状态机就越显得重要。本章不仅介绍了moore型和mealy型状态机的区别,给出了一段式、两段式和三段式的写法,而且从硬件电路的角度对状态机不同写法得到的电路信号变化进行解释,使读者更明白所写模块变成电路后的工作状况。

第9章,常见功能电路的HDL模型。本章一方面让读者对这些功能电路有一定的了解,另一方面也是希望读者能在这些例子中进一步学习Verilog HDL编写模块的设计方法。

第10章,完整的设计实例。本章有三个综合实例,从设计的提出开始,到最后的时序仿真结束,完成前端设计的基本流程,使读者有一个整体的流程认知。

第11章,实验。本章有七个实验,实验部分采用了比较新颖的方式,每个实验都有一个主题,在完成这个主题的过程中,需要读者编写一些代码,同时也给出了参考代码。读者一方面可以通过这些实验来完成一些实例的设计,另一方面在设计中也可以进一步掌握实验中涉及的语法。每个实验都分成了学生版和辅导版两个部分,学生版可以直接在实验中给学生使用,辅导版则可以给教师作为参考或学生自学辅导使用。

第12章,课程设计。本章是一些规模中等的设计模块,每个题目都给出了设计要求、实现代码和仿真结果,部分题目还给出了引脚配置,每个题目的最后都提出了一些问题,还给出了功能扩展建议,当学生觉得题目简单想要加大难度时可以使用这些扩展功能。

附录A,课程测试样卷。给出了测试题,可以检查读者的掌握情况。

附录B,习题及样卷答案。给出了习题和测试题的答案,以便参考。

在学习Verilog HDL的过程中,一定要多编写代码,多进行仿真,这样可以帮助读者更好地掌握语法和设计思想。另外,如果有条件的话,建议使用一些FPGA或CPLD的开发板,把设计的模块用开发板实现,对读者的学习非常有益。

本书第1~6章和测试题部分由哈尔滨理工大学于斌编写,第7~12章由哈尔滨理工大学黄海编写。参与本书编写和视频开发的人员还有谢龙汉、蔡思祺、林伟、魏艳光、林木议、王悦阳、林伟洁、林树财、郑晓、吴苗、李翔、朱小远、唐培培、耿煜、尚涛、邓奕、张桂东、鲁力等。由于时间仓促,书中疏漏之处,请读者批评指正,可通过电子邮件yubin@hrbust.edu.cn与我们交流。本书配套素材光盘内容。请在华信教育资源网(www.hxedu.com.cn)的本书页面下载,或与本书作者和编辑联系。


编著者



《Verilog HDL数字系统设计及仿真(第2版)》图书简介 一、 作者团队与编写宗旨 本书由业界资深工程师与知名高校教授联合编写,凝聚了丰富的实践经验与深厚的学术理论。我们深知,数字系统设计的复杂性与日俱增,对工程师的综合能力提出了更高的要求。因此,本书的编写宗旨在于: 系统性与前瞻性: 全面、深入地介绍Verilog HDL语言的语法、特性以及在数字系统设计中的应用,同时紧跟行业最新发展趋势,为读者勾勒出数字设计领域的全景图。 理论与实践并重: 理论讲解清晰透彻,辅以大量工程实践中常见的典型案例,强调仿真验证的重要性,帮助读者将理论知识转化为解决实际问题的能力。 循序渐进与能力提升: 针对不同层次的读者,从基础概念讲起,逐步深入到高级应用,旨在帮助初学者快速入门,同时也为有经验的设计师提供进阶指导,全面提升读者的数字系统设计与仿真水平。 易读性与启发性: 采用通俗易懂的语言,配合图文并茂的讲解方式,引导读者主动思考,激发学习兴趣,最终能够独立完成复杂数字电路的设计与验证。 二、 内容框架与核心价值 本书内容覆盖了数字系统设计的全生命周期,从基础的Verilog HDL语法到复杂的系统级设计与验证,力求为读者提供一站式学习解决方案。 第一篇:Verilog HDL基础与建模 入门与环境搭建: 详细介绍Verilog HDL语言的历史、特点以及在现代数字设计中的地位。指导读者如何搭建完整的Verilog设计与仿真环境,包括常用的EDA工具的安装与配置,让读者能够快速动手实践。 基本结构与数据类型: 深入剖析Verilog HDL的模块化设计思想,讲解端口、信号、参数等基本概念。详细介绍各种数据类型(如`reg`、`wire`、`integer`、`time`等)的特性、用途及使用注意事项。 运算符与表达式: 全面梳理Verilog HDL中的各类运算符(算术、逻辑、关系、位、条件、连接等),并结合具体实例讲解它们在电路描述中的应用。 行为级建模: 重点介绍Verilog HDL的行为级建模能力,包括`always`块、`initial`块、`if-else`语句、`case`语句、循环语句(`for`、`while`、`repeat`)等。通过这些语句,读者可以学习如何用高级语言的思维描述电路的功能,这是实现复杂逻辑的重要基础。 数据流建模: 讲解`assign`语句的使用,演示如何通过连续赋值来描述组合逻辑电路,如门电路、多路选择器、加法器等。 结构级建模: 介绍模块实例化、端口连接等概念,展示如何通过例化已有的模块来构建层次化的数字系统,这对于大型设计的管理和复用至关重要。 时序逻辑建模: 重点讲解如何使用`always`块结合时钟和复位信号来描述时序逻辑电路,如触发器、寄存器、计数器、移位寄存器等。深入分析上升沿、下降沿触发的概念,以及同步复位、异步复位等不同复位策略。 第二篇:Verilog HDL进阶与系统设计 有限状态机(FSM)设计: 详细讲解有限状态机的原理、类型(Moore型、Mealy型)以及用Verilog HDL进行状态机建模的方法。通过实例演示状态机的状态编码、状态转移、输出逻辑的设计与实现,这是许多控制逻辑设计的核心。 亚稳态分析与处理: 深入探讨亚稳态产生的原因、危害以及在实际设计中规避和处理亚稳态的常用策略,如使用双触发器同步等。 异步电路设计: 介绍异步电路的基本概念和设计方法,以及其在某些特定场景下的优势与挑战。 参数化设计与生成模板: 讲解`parameter`的使用,实现电路的参数化设计,提高代码的可重用性和灵活性。介绍`generate`块,用于根据参数自动生成重复的电路结构,进一步提升设计效率。 自定义原语(User-Defined Primitives, UDPs): 介绍如何创建用户自定义的原语,以满足特定电路的需求,尽管在现代设计中较少直接使用,但理解其原理有助于深入理解Verilog的建模层次。 层次化设计与总线协议: 讲解如何将复杂系统分解为多个子模块,并采用层次化方法进行设计。介绍一些常见的总线协议(如AXI、AHB等)的基本概念,以及如何在Verilog中进行相应的接口建模。 低功耗设计基础: 引入低功耗设计的概念,介绍一些基本的低功耗设计技术,如时钟门控、电源门控等,并展示如何在Verilog代码中体现这些思想。 第三篇:仿真技术与验证方法 仿真基础与波形分析: 详细讲解Verilog仿真器的工作原理,如何编写仿真激励(testbench),以及如何使用波形查看器分析仿真结果。 Testbench设计技巧: 介绍如何设计高效、可复用的testbench,包括信号激励生成、状态监测、错误检测、覆盖率收集等。 激励生成方法: 演示不同的激励生成方法,如随机激励、序列激励、定向激励等,以满足不同设计场景下的验证需求。 断言(Assertions)与形式验证入门: 介绍SystemVerilog断言(SVA)的基本概念和用途,以及其在静态验证和动态验证中的重要性。初步介绍形式验证的概念和方法。 覆盖率驱动验证(Coverage-Driven Verification, CDV): 讲解覆盖率的概念(代码覆盖率、功能覆盖率),以及如何通过覆盖率来衡量验证的完备性,并驱动测试向量的生成。 参数化Testbench与验证IP: 介绍如何设计参数化的testbench,以适应不同配置的设计。初步介绍验证IP(VIP)的概念,以及其在简化复杂协议验证中的作用。 仿真环境的最佳实践: 总结在实际工程中进行高效仿真和验证的最佳实践,帮助读者规避常见的陷阱,提升验证效率。 第四篇:FPGA/ASIC实现与综合 综合(Synthesis)基础: 讲解逻辑综合的概念、过程以及综合工具的工作原理。介绍综合过程中需要注意的问题,如可综合代码的编写原则、资源估计等。 FPGA设计流程: 详细介绍FPGA的设计流程,包括设计输入、逻辑综合、布局布线、时序分析、下载与调试等环节。 ASIC设计流程概览: 简要介绍ASIC(集成电路)的设计流程,包括前端设计(RTL设计、逻辑综合、静态时序分析)和后端设计(物理综合、布局布线、物理验证)。 时序约束与分析: 重点讲解时序约束的设置(如时钟定义、输入输出延迟约束等)以及时序分析(Setup/Hold时间检查)的重要性,这是确保设计在目标时钟频率下稳定工作的关键。 功耗、面积和性能(PPA)优化: 讨论如何在设计中平衡功耗、面积和性能这三个关键指标,并介绍一些常用的优化方法。 DFT(Design for Testability)初步: 简要介绍可测试性设计(DFT)的概念,如扫描链等,以及其在ASIC制造中的重要性。 三、 目标读者与学习收益 本书适合以下人群阅读: 在校学生: 电子工程、计算机科学、自动化等相关专业的本科生、研究生,是学习数字逻辑设计和硬件描述语言的理想教材。 初入职场的工程师: 希望系统学习Verilog HDL语言,掌握数字系统设计与仿真技能,快速融入实际项目开发。 有一定经验的设计师: 希望巩固Verilog HDL知识,深入了解高级设计技巧、验证方法论,提升在复杂项目中的设计能力。 对数字集成电路设计感兴趣的研究人员: 建立坚实的理论基础,为后续深入研究奠定基础。 通过学习本书,读者将能够: 精通Verilog HDL语言: 熟练掌握Verilog HDL的语法、语义和各种建模风格,能够编写高质量、可读性强的HDL代码。 掌握数字系统设计方法: 学会如何将复杂数字系统分解为模块,并采用层次化、参数化的设计思路进行实现。 深刻理解仿真验证的重要性: 掌握Testbench的设计与编写技巧,能够有效地利用仿真工具进行功能验证和时序验证。 熟悉FPGA/ASIC设计流程: 了解数字集成电路从设计到实现的基本流程,为将来的职业发展打下基础。 提升解决实际问题的能力: 通过大量的实例分析和练习,将理论知识转化为解决实际工程问题的能力。 具备持续学习的能力: 掌握学习数字设计与验证领域最新技术的方法和思路。 四、 本书特色 内容详实,结构清晰: 章节划分合理,逻辑递进,从易到难,覆盖全面。 案例丰富,贴近工程实践: 精选了大量实际工程中常见的电路设计与验证案例,具有很强的参考价值。 图文并茂,便于理解: 大量采用示意图、流程图等辅助教学,使抽象的概念形象化。 强调动手实践: 鼓励读者在学习过程中进行大量的仿真练习,将理论知识转化为实践技能。 紧跟技术前沿: 融入了近年来数字设计领域的一些新理念和新技术,具有较强的时代感。 我们相信,通过认真研读本书,并积极动手实践,读者一定能够掌握Verilog HDL数字系统设计与仿真的核心技能,为在数字设计领域取得更大的成就打下坚实的基础。

用户评价

评分

作为一个有多年硬件描述语言经验的工程师,我带着挑剔的眼光审视了这本书,发现它在高级应用层面的处理尤为独到。许多基础教材对异步复位和同步复位之间的哲学差异讲解得比较浅显,但这本教材用几个专门的小节,通过对比不同设计场景下的优劣,进行了深入的剖析,这对于优化设计性能和降低功耗非常有指导意义。另外,书中关于IP核接口协议(如AXI或Wishbone的简化版介绍)的处理方式,虽然篇幅不长,但精准地抓住了核心机制,为读者向更复杂的SoC设计迈进铺平了道路。我发现自己经常会回翻那些关于参数化设计和生成语句(generate block)的部分,因为在编写通用性强的模块时,这些高级特性是提升代码复用率的关键。书中的例子没有过度依赖最新的复杂语法特性,而是选择了最稳定、最符合行业规范的写法,保证了代码的可移植性和长期维护性。这反映出作者对“实用性”的极致追求,而不是为了炫技而使用晦涩难懂的语言特性。

评分

初次翻开这本关于数字系统设计的教材,我被其严谨的逻辑结构和详尽的讲解深深吸引。作者显然对Verilog HDL这门语言有着深刻的理解,并且能够将其复杂的概念以清晰、易懂的方式呈现给读者。书中的实例设计精妙,不仅涵盖了基础的逻辑门电路,还逐步深入到复杂的组合逻辑和时序逻辑模块的构建。特别是对于如何使用Verilog进行行为级建模和RTL级设计,书中提供了非常实用的指导,让我这个初学者也能快速上手。更值得称赞的是,书中对仿真和验证环节的重视程度。很多教材往往只停留在代码的编写层面,但这本书却花费了大量篇幅介绍如何利用仿真工具来验证设计的正确性,这对于后续的实际工程应用至关重要。阅读过程中,我能清晰地感受到作者希望读者不仅学会如何“写”代码,更要学会如何“验证”代码,这是一种非常负责任的教学态度。书中对于代码风格的规范性建议也很有价值,有助于培养良好的编程习惯。总而言之,这是一本在理论深度和实践指导上都做得非常出色的入门级或进阶级参考书,对于任何想系统学习数字电路设计与验证的人来说,都是一个极佳的选择。

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坦白讲,这本书的厚度一开始让我有些望而却步,但一旦沉下心来阅读,就会明白每一页的分量。我尤其欣赏作者在引入新概念时所采取的循序渐进的教学节奏。例如,在讲解有限状态机(FSM)时,它不仅展示了摩尔型和米利型的Verilog实现,还详细对比了它们的时序特性差异,这在教学中至关重要。更让我感到惊喜的是,书中涉及到了仿真激励的构建技巧,这通常是新手最头疼的地方。作者提供了一些模板化的激励生成方法,极大地提升了调试效率。阅读体验上,它不像某些学术著作那样枯燥,作者的叙述风格带着一种温和的引导性,仿佛一位经验丰富的前辈在你身边耐心指导。对于那些自学数字电路的读者来说,这本书提供了一种非常清晰的学习路径,避免了在知识点之间迷失方向。它更像是一份精心规划的“学习地图”,而不是简单的“语法字典”。

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这本书的排版和图文配合简直是一场视觉上的享受,这一点在技术书籍中是难能可贵的。很多技术书的插图晦涩难懂,但这本书中的电路图和波形图都非常清晰锐利,配合文字解释,即便面对一些复杂的握手协议或状态机描述,也能一目了然。我特别喜欢它在讲解大型模块划分时的思路,作者并没有一股脑地堆砌复杂的代码,而是采取了“自顶向下”的分解策略,先搭建整体框架,再逐步填充细节模块。这种方法论的传授,比单纯的代码堆砌要高明得多。在深入到时序约束和跨时钟域处理的章节时,我发现作者的措辞异常谨慎且准确,丝毫没有含糊不清的地方,这体现了作者在实际项目经验上的深厚积累。对于我个人而言,这本书带来的最大收获在于建立了一个完整的“设计-实现-验证”的闭环思维,而非仅仅停留在语法学习层面。如果你期望找到一本既能让你掌握Verilog语法,又能让你理解数字IC设计流程的权威指南,那么这本书绝对不容错过。它的价值远超一般的教程手册。

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从一个习惯了快速迭代和原型验证的角度来看,这本书在“仿真调试”这一块的深度挖掘是它区别于市场上同类产品的重要标志。它没有仅仅罗列仿真指令,而是将仿真视为设计流程不可分割的一部分,强调了断言(Assertions)在设计验证中的作用,这无疑是与现代EDA流程接轨的体现。书中对如何编写可测试的(testable)Verilog代码提出了明确的指导原则,这对于培养工程师的“设计可验证性”思维至关重要。此外,书中对一些常见的“陷阱”进行了预警,比如敏感列表的遗漏、阻塞赋值与非阻塞赋值的滥用等,这些都是新手最容易犯却又最难自我发现的问题。作者的经验之谈,使得我们得以绕过这些弯路。这本书的价值在于它不仅教会了我们如何搭建数字系统,更重要的是,它教会了我们如何确保这个系统能够可靠地、高效地工作起来,这才是工程实践的真谛所在。

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