CPLD逻辑设计实习：迈向PLD可程式逻辑设计应用认证(Fundamentals Level)(最新版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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1.利用随书所规划的电路板与数位电子乙级术科检定的子电路板，可完成所有的实习项目，并可指导学生借由该电路板从事专题制作。

　　2.每一实习工作项目都经过精心设计，配合全国技能检定数位电子乙级职种术科试题，学生透过本课程实习后，即可顺利通过该职种的技能检定。

　　3.系统化课程安排，学生按部就班完成每一工作项目，确实理解数位逻辑电路的内涵，将能自行设计数位逻辑的应用电路。

　　4.含有PLD认证Fundamentals Level 术科试题：自行装配电路、撰写程式。

深入数字系统设计：现代集成电路与可编程逻辑器件实践指南 本书聚焦于数字逻辑设计的前沿技术与工程实践，旨在为读者提供一个全面、深入的视角，涵盖从基础理论到复杂系统实现的完整流程。本书摒弃对特定商业产品系列（如CPLD）的局限性描述，而是着重于通用的数字电子学原理、系统级思维的培养以及在各种主流可编程逻辑器件（PLD）平台上的应用能力构建。 第一部分：数字系统设计的理论基石 本部分内容旨在夯实读者对现代数字电子学原理的理解，这是所有复杂逻辑实现的基础。 1. 晶体管级基础与CMOS技术剖析： 半导体物理回顾： 深入探讨PN结、MOSFET的工作原理（增强型与结型，NMOS与PMOS的特性对比）。 CMOS逻辑门电路： 详细解析标准静态CMOS反相器、NAND、NOR门的结构、工作阈值电压（Vth）、噪声容限（NM/NF）的计算。讨论亚阈值漏电流（Subthreshold Leakage）及其对低功耗设计的影响。 CMOS家族比较： 对比TTL、ECL、以及各类CMOS子家族（如HC、HCT、A/BCT、LVCMOS、SSTL）的电气特性、驱动能力、传播延迟和功耗特征。 2. 组合逻辑与布尔代数的高级应用： 布尔函数化简： 除了标准的卡诺图（K-Map），重点讲解Quine-McCluskey方法及对大规模逻辑函数的优化策略。 多输入逻辑函数的实现： 讨论使用译码器（Decoder）、数据选择器（Multiplexer, MUX）和编码器（Encoder）作为通用逻辑单元（Universal Logic Blocks）的设计方法。 组合逻辑的竞争与毛刺（Hazards）： 深入分析亚稳态的来源（静态/动态毛刺），并教授消除毛刺的系统性方法，如增加冗余项或使用扇入（Fan-in）受限的门。 3. 时序逻辑与状态机的构建： 基本存储单元： 详细阐述锁存器（Latch）与触发器（Flip-Flop）的工作机制，包括建立时间（Tsu）、保持时间（Th）的概念及其对系统同步性的影响。重点分析主从结构（Master-Slave）和边沿触发（Edge-Triggered）的差异。 同步时序电路分析： 讲解锁相环（PLL）和延迟锁定环（DLL）在时钟分配中的作用，以及时钟域交叉（CDC）的必要性和常用异步FIFO结构（如格雷码/先行码计数法）。 有限状态机（FSM）设计与实现： 深入探讨Mealy和Moore状态机的建模、状态图绘制与状态分配策略。对比二进制编码、自然二进制编码与格雷码编码对逻辑复杂度和时序性能的影响。 第二部分：现代可编程逻辑器件（PLD）架构解析 本部分将跳出特定器件类型的限制，剖析当前主流PLD（FPGA/高级PLD）的核心硬件结构，理解其资源和约束。 4. 现场可编程门阵列（FPGA）的核心架构： 可配置逻辑块（CLB/LAB）： 详细剖析查找表（LUT）的原理、M-输入LUT如何实现任意布尔函数，以及LUT的资源共享机制。 专用硬件资源： 深入探讨乘加阵列（DSP Slices）的结构、定点/浮点运算支持，以及高速串行收发器（Transceivers）的基础原理。 布线资源与互连矩阵： 解释基于开关矩阵（Switch Matrix）的布线资源模型，理解布线延迟的不可预测性与资源竞争。 5. 嵌入式存储器与专用功能模块： 块RAM（BRAM）与分布式RAM： 比较两者的速度、容量和适用场景。讲解双口RAM（Dual-Port RAM）的读写冲突解决机制。 时钟管理单元（MMCM/PLL）： 详细解释频率合成、相位对齐和抖动（Jitter）消除的内部结构和使用规范。 第三部分：设计流程与综合优化 本部分关注如何将高层次的设计转化为高效的硬件实现，强调设计流程的规范化和工具的使用。 6. 硬件描述语言（HDL）的高效编程： VHDL与Verilog/SystemVerilog对比： 重点讲解在描述并发硬件结构（`always`块/`process`）和实例化模块时的最佳实践。 行为级建模与综合指南： 区分可综合（Synthesizable）和不可综合（Non-Synthesizable）代码结构。详细说明如何使用同步复位、异步复位、敏感度列表等关键要素确保代码与目标硬件的精确映射。 7. 综合（Synthesis）与布局布线（Place & Route）： 逻辑综合原理： 解释如何将HDL映射到目标器件的LUT和触发器，以及工具如何应用启发式算法进行逻辑优化（如消除冗余逻辑、寄存器平衡）。 时序驱动设计（Timing-Driven Design）： 强调“时序收敛”的重要性。详细解释静态时序分析（STA）的核心概念：建立时间违例（Setup Violation）和保持时间违例（Hold Violation）。 约束（Constraints）的应用： 讲解SDC（Synopsys Design Constraints）或等效的时序约束文件编写规范，特别是输入/输出延迟（I/O Delay）、系统时钟（Primary Clocks）和伪时钟（False Paths/Multicycle Paths）的定义。 第四部分：高级应用与系统级实践 8. 接口通信与总线协议实现： 基础接口设计： 重点实现同步串行接口（如SPI、I2S）和异步并行接口（如UART）。 片上总线架构： 介绍AXI-Lite、AHB等微控制器总线协议的基本握手机制和地址映射，并演示如何构建一个简单的外设接口模块。 9. 结构化设计与IP复用： 层次化设计方法： 教授如何通过模块化设计来管理大型项目，包括顶层接口定义和底层模块的封装。 设计验证基础： 引入仿真环境（如基于Testbench的验证）的基本概念，强调功能正确性和时序仿真的区别与联系。 本书的目标是培养读者将抽象的数字逻辑需求转化为高效、可验证的硬件描述，并能灵活地在不同技术平台（而不局限于单一CPLD系列）上实现复杂系统的能力。

第1 章数位逻辑实验开发系统介绍　　
　1-1　数位逻辑实验开发系统硬体的制作与使用
　1-2　数位逻辑实验开发系统软体的安装与使用
　1-3　可规划逻辑元件的烧录

第2 章逻辑闸实验
　2-1　基本逻辑闸实验
　2-2　实用逻辑闸实验
 
第3 章组合逻辑实验
　3-1　布林定理实验
　3-2　第摩根定理实验
　3-3　布林函数式化简实验
　3-4　组合逻辑电路设计

第4 章加法器及减法器实验
　4-1　加法器实验
　4-2　减法器实验
　4-3　并列加、减法器实验
　4-4　BCD 加法器实验

第5 章组合逻辑电路应用实验
　5-1　编码器及解码器
　5-2　多工器及解多工器
　5-3　比较器
　5-4　应用实例

第6 章正反器实验
　6-0　基本概念
　6-1　RS 闩锁器
　6-2　RS 正反器
　6-3　JK 正反器
　6-4　D 型正反器
　6-5　T 型正反器

第7 章循序逻辑电路应用实验
　7-1　计数器实验
　7-2　移位暂存器实验
　7-3　应用实例

第8 章数位逻辑电路制作实例
　8-1　四位数计数器制作
　8-2　数位电子钟制作
　8-3　电风扇多重监控电路制作

第9 章PLD 可程式逻辑设计应用认证Fundamentals Level
　9-1　PLD Fundamentals 术科试题说明
　9-2　电路组装与程式撰写
　9-3　现场指定I/O 埠与脚位

附录
　A.PLD 可程式逻辑设计应用认证Fundamentals Level 术科测试试题
　B.课后习题答案
　C.实习零件表

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刚拿到这本《CPLD逻辑设计实习：迈向PLD可程式逻辑设计应用认证(Fundamentals Level)(最新版)》，说实话，我对CPLD和PLD这些概念一直有些模糊，觉得它们离实际应用有点遥远。但是，看到这本书的封面，那种专业感和“迈向认证”的字样，还是激起了我学习的兴趣。这本书的排版和内容布局给我的第一印象是比较清晰的，章节划分得比较细致，理论知识和实践操作的比例似乎也比较均衡。我特别期待书中能够详细讲解CPLD和FPGA之间的区别和联系，以及在实际项目中如何根据需求选择合适的器件。我希望它不仅仅是罗列概念，而是能通过一些生动的案例，让我理解这些技术在现实世界中的具体应用，比如在通信、工业控制或者嵌入式系统中的地位。另外，作为一个初学者，我非常看重教程的易懂性，如果书中能提供一些基础概念的图解或者类比，那就再好不过了。毕竟，逻辑设计这东西，光靠文字描述有时会显得枯燥乏味，视觉化的呈现能大大降低学习门槛。我希望这本书能够引领我真正地入门，而不是让我感到更加困惑。

评分☆☆☆☆☆

我对电子设计领域一直抱有浓厚的好奇心，特别是那些能够实现复杂功能的“可编程”器件。《CPLD逻辑设计实习：迈向PLD可程式逻辑设计应用认证(Fundamentals Level)(最新版)》这本书的标题立刻吸引了我，它承诺了从基础到认证的完整学习路径。我期待书中能够详细解释CPLD和PLD这两种技术的核心概念，例如它们的内部架构、工作模式以及与传统固定功能逻辑器件的区别。我希望它能提供清晰易懂的图示来解释复杂的逻辑原理，并且能够引导我了解如何使用硬件描述语言（HDL）来实现逻辑功能。对于初学者来说，掌握EDA（电子设计自动化）工具是必不可少的，我希望书中能够包含关于常用EDA工具的使用指南，以及如何进行逻辑仿真、综合和下载。我希望能通过这本书，不仅理解理论知识，更能通过实际操作，亲手实现一些简单的逻辑电路，从而对CPLD逻辑设计有一个直观的认识，并为我未来进一步的学习打下基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，对于我这样一个正在努力提升自身在可编程逻辑领域专业技能的工程师来说，简直是雪中送炭。我一直在寻找一本能够系统性地梳理CPLD和PLD设计流程，并且能够帮助我为专业认证打下坚实基础的教材。这本书的“Fundamentals Level”定位，恰恰满足了我对基础知识的深度挖掘需求。我尤其关注书中关于HDL（硬件描述语言）的学习部分，例如Verilog或VHDL，希望它能提供足够详实的语法讲解，以及丰富的实例代码，让我能够快速上手编写和仿真。同时，我也非常期待书中关于时序分析和逻辑综合的章节，因为这两个环节是实现高性能、低功耗设计的关键，也是认证考试中常常考察的重点。我希望能看到书中对这些复杂概念的深入剖析，并提供一些实用的技巧和经验。此外，如果书中能够包含一些实际项目的设计案例，比如一个简单的数字时钟、一个简单的状态机控制器，并且详细展示其设计、实现和测试的全过程，那就太有价值了。这种“从0到1”的实践过程，能够极大地增强我的动手能力和解决问题的信心。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在校大学生，对数字电路和计算机体系结构有着浓厚的兴趣，但接触CPLD和PLD的经验还非常有限。这本书的出现，恰好填补了我在这方面知识的空白。我希望通过这本书，能够系统地了解CPLD的基本结构、工作原理以及与FPGA的异同。我特别期待书中能够清晰地阐述PLD器件的发展历程，以及它们在现代电子工程中的重要性。对于初学者而言，最容易感到迷茫的是如何将抽象的逻辑概念转化为实际的硬件电路，因此，我非常看重书中是否提供了直观的学习方法和大量的实践练习。如果书中能包含一些基础的逻辑门电路设计、组合逻辑和时序逻辑的实现，并且能够引导我们使用EDA工具（如Quartus Prime或Vivado）进行仿真和下载，那就太棒了。我希望这本书能像一位循循善诱的老师，一步步地引导我掌握CPLD逻辑设计的基础知识，为我未来在相关领域的深入学习和研究打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在嵌入式系统开发领域摸爬滚打多年的技术人员，我深知掌握高级硬件设计能力的重要性，而CPLD和PLD正是实现高性能、定制化硬件解决方案的关键技术之一。我购买这本书，是希望它能为我提供一个系统性的学习路径，帮助我快速掌握CPLD逻辑设计的核心要领，并为我未来的PLD应用认证做好准备。我特别关注书中关于时序约束、时钟域交叉处理以及低功耗设计策略等高级主题的论述。我希望这本书能够提供一些在实际项目中经常遇到的疑难问题的解决方案，例如如何优化时序，如何处理多时钟域设计，以及如何针对功耗进行电路设计。如果书中能够提供一些实际应用案例的深度分析，比如在通信接口设计、信号处理或者数据采集系统中CPLD的应用，那就更好了。我希望这本书能成为我工作中的一本得力助手，帮助我解决在实际项目中遇到的挑战，并不断提升我的技术能力。