现代数字系统设计PDF电子书下载

目 录 1

第1章数字系统设计概述 1

1.1数字系统发展概述 1

1.1.1数字系统和集成电路技术发展简史 1

1.1.2数字系统与SOC设计技术 4

1.1.3数字系统设计和EDA 4

1.2数字系统设计方法 5

1.2.1数字系统设计描述 5

1.2.2设计过程 9

1.2.3设计方法 13

9.2.2 IP核的开发应用 3 15

1.2.4硬件描述语言的特点 15

第2章数字系统的建模和结构 17

2.1设计与模型 17

2.2数字系统的模型 18

2.3数字系统的结构 25

第3章数字系统的算法描述 32

3.1数字系统算法流程图描述 32

3.1.1算法流程图的符号及其描述方法 32

3.1.2算法流程图描述数字系统实例 34

3.2状态机及算法状态机图描述 37

3.2.1状态机分类及其特点 37

3.2.2算法状态机流程图的符号及其描述方法 39

3.2.3算法状态机图描述实例 40

3.2.4算法流程图至状态图的变换方法 42

3.2.5状态图至算法状态机图的变换方法 44

3.2.6 C语言流程图至算法状态机图的变换 46

第4章数字系统的VHDL语言描述 53

4.1 VHDL语言描述数字系统的基本方法 53

4.1.1 VHDL语言描述电路的基本方法 53

4.1.2常数、变量、信号所描述的对象 59

4.1.3数据类型 61

4.1.4运算操作符 69

4.1.5属性（ATTRIBUTE）描述 73

4.2 VHDL语言的基本设计单元 74

4.2.1 VHDL语言的基本设计单元构成 75

4.2.2构造体的子结构描述 77

4.2.3 库、包集合及配置 86

4.3 VHDL语言构造体的描述方式 91

4.3.1 构造体的行为描述方式 91

4.3.2构造体的寄存器传输（RTL）描述方式 98

4.3.3构造体的结构描述方式 105

4.4 VHDL语言的主要描述语句 108

4.4.1 顺序描述语句 108

4.4.2并发描述语句 125

4.5基本逻辑电路设计实例 138

4.5.1组合逻辑电路设计 138

4.5.2 时序电路设计 153

第5章数字系统设计的基本步骤和有关技巧 168

5.1数字系统设计的一般步骤 168

5.1.1系统需求分析 168

5.1.2算法设计 168

5.1.5系统具体设计 169

5.1.3算法描述 169

5.1.4系统结构选择 169

5.2.1并发处理的基本概念 170

5.2数字系统并发处理的设计 170

5.1.6系统仿真与验证 170

5.2.2并发处理的基本方法 171

5.3数字系统的算法描述 176

5.3.1简化CPU的功能要求 176

5.3.2 CPU的行为描述 177

5.3.3 CPU的状态机描述 181

5.3.4 CPU的VHDL语言描述（RTL描述） 182

5.4系统结构的选择和设计 192

5.4.1 数字系统的基本结构 193

5.4.2数字系统模块划分的原则 194

5.4.3系统模块之间的连接 195

5.4.4系统模块之间的通信 198

5.4.5数字系统结构的选择 201

5.5数字系统优化的基本方法 201

5.5.1相同电路的处理 202

5.5.2改变运算顺序优化电路 203

5.5.3尽量进行常数运算 204

5.5.4使用相同的运算电路 204

5.6数字系统设计中的几个工程实际问题 208

5.6.1提高系统工作速度的方法 208

5.5.5优化的必要性及其工程实际意义 208

5.6.2缩小电路规模和降低功耗的方法 216

5.6.3系统误操作成因及其消除方法 223

5.6.4非同步信号的控制方法 232

5.6.5典型状态机状态编码的选择 237

第6章典型EDA开发工具介绍 243

6.1简介 243

6.2 MAX+Plus Ⅱ使用说明 244

6.2.1 MAX+Plus Ⅱ概况 244

6.2.2建立和编辑一个VHDL 语言的工程文件 247

6.2.3 VHDL语言程序的编译 250

6.2.4 VHDL语言程序的仿真 253

6.3.1 Active-HDL概况 259

6.3 Active-HDL使用说明 259

6.3.2建立一个新的设计项目 264

6.3.3文件的编译及结构管理 269

6.3.4设计文件波形仿真 271

6.3.5生成测试平台并单步跟踪文件 276

第7章仿真、逻辑综合和下载 282

7.1数字系统的仿真 282

7.1.1仿真输入信息的产生 282

7.1.2仿真模块的编写 284

7.1.3仿真Δ 286

7.1.4不同级别的仿真要求 287

7.2数字系统的逻辑综合 288

7.2.1 RT描述至未优化的布尔描述的转换 289

7.2.2布尔优化描述 289

7.2.3 门级映射 290

7.3数字系统的下载 290

7.3.1下载前的准备 290

7.3.2配置 291

8.1组合逻辑检测 293

第8章数字系统检测与可检测性设计 293

8.2 时序电路检测 295

8.3扫描检测 296

8.4边界扫描 298

8.5 内置自测试 300

第9章SOC和硬件／软件协同设计技术 301

9.1硬件／软件（HW/SW）协同设计概述 301

9.1.1硬件／软件协同设计方法学 301

9.1.2数字系统的设计流程 303

9.2 SOC的开发应用及IP技术 313

9.2.1 SOC的开发应用 313

9.2.3 SOC的设计方法 317

9.3可编程单片系统（SOPC）及其设计工具 319

9.3.1 SOPC概述 319

9.3.2 Altera的SOPC解决方案 321

9.3.3 Quartus Ⅱ设计软件 323

9.3.4 Sopc Builder自动设计工具 324

第1 0章数字系统设计实例 328

10.1 UART串行接口芯片设计实例 328

10.1.1 UART引脚及内部结构 328

10.1.2串行数据传送格式及控制字和状态字 329

10.1.3 UART芯片功能算法流程图描述 331

10.1.4 UART芯片的算法状态机图描述 333

10.1.5 UART芯片的VHDL语言描述 335

10.1.6 UART芯片的仿真 346

10.2洗衣机洗涤控制电路设计实例 349

10.2.1洗衣机洗涤控制电路的性能要求 349

10.2.2洗衣机洗涤控制电路的结构 350

10.2.3洗衣机洗涤控制电路的算法状态机图描述 351

10.2.4洗衣机洗涤控制电路的VHDL语言描述 356

习题与思考题 369

参考文献 376