数位系统设计：原理、实务与应用(第五版)(精装本) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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本书使用目前在工业界中最受欢迎的Verilog HDL为例，详细介绍数位原理与应用，全书并且以丰富的说明例，阐述每一个基本原理与观念。

本书特色

　　数位系统设计：原理、实务、与应用一书，使用目前在工业界中最受欢迎的Verilog HDL为例，详细介绍数位系统的基本原理与应用。读者于读完本书之后，将有能力设计各种数位逻辑电路或是数位系统。本书的主要特性如下：

　　1.由浅入深完整的介绍数位逻辑的原理，并且以丰富的说明例，阐述每一个基本原理与观念。

　　2.详细介绍各种组合逻辑电路模组的设计原理，这些模组包括：解码器、编码器、多工器、解多工器、…、算术运算电路等。

　　3.详细介绍各种循序逻辑电路模组的设计原理，这些模组包括：计数器、暂存器、移位暂存器、序列产生器、…等。

　　4.详细讨论各种实现ASIC/SoC的相关技术、方法与CAD设计流程。

　　5.详细介绍PLD元件(ROM、PLA、PAL)的结构、特性，并且介绍它们的应用电路设计。

　　6.详细介绍CPLD/FPGA元件的结构、特性，并且使用Verilog HDL程式实例介绍CPLD/FPGA元件的应用电路设计。

　　7.专章介绍数位电路的测试方法、测试向量的产生方法、与可测试电路的各种设计方法与技术。

　　8.每一小节皆提供丰富的复习问题，帮助读者自我评量对该小节内容了解的程度，并且提供教师当作随堂测验的参考题目。

　　数位系统设计：原理、实务、与应用一书可以当作：数位逻辑设计与数位系统设计等课程的教科书，或是当作自我进修及实务上的参考用书。

《现代集成电路设计导论：从基础到前沿》 本书导读：洞悉数字世界的基石与未来 在信息技术飞速迭代的今天，集成电路（IC）已成为驱动社会进步的核心动力。从智能手机的掌上运算能力，到超级计算机的宏伟架构，再到物联网（IoT）设备的无处不在，其背后都凝聚着精妙的电路设计智慧。本书《现代集成电路设计导论：从基础到前沿》旨在为有志于投身微电子领域，或需要深入理解现代数字系统工作原理的工程师、科研人员及高年级本科生，提供一套全面、深入且注重实践的知识体系。 目标读者与核心价值 本书并非对既有教科书的简单重复，而是立足于当前工业界对设计方法论、先进工艺节点挑战以及新兴应用场景的深刻需求，构建了一个高度聚焦于“如何设计”和“为何这样设计”的知识框架。我们假设读者已经具备基础的电子学和离散数学背景，本书将带领读者跨越从晶体管层面的物理限制，到系统级架构优化的完整设计流程。 本书的核心价值在于其“原理-方法-应用”三位一体的结构。我们不仅阐述了CMOS晶体管的直流、暂态特性，更重要的是，我们将这些基础物理现象与高级逻辑综合、布局布线优化、时序分析（STA）等实际设计环节紧密结合。 第一部分：从器件到逻辑——设计的基石 本部分将深入探讨现代CMOS工艺的特性，这是理解后续所有设计决策的物理基础。 先进CMOS工艺的物理特性： 我们将详细分析短沟道效应、亚阈值漏电、以及对设计参数（如阈值电压、氧化层厚度）变化的敏感性。重点讲解如何利用这些特性，而非被其束缚。 延迟与功耗建模： 摒弃简化的RC模型，引入基于查找表（Look-Up Table, LUT）和统计分析的延迟预测方法。深入剖析动态功耗与静态功耗的精确计算，并引入低功耗设计的基本策略，如电源门控（Power Gating）和时钟体（Clock Gating）的实现细节。 标准单元库（Standard Cell Library）的哲学： 解析标准单元库的构建原则，包括单元的层次划分、逻辑功能的实现方式，以及如何确保单元间的电气兼容性。我们将讨论如何从PPA（Performance, Power, Area）三个维度评估单元的选择。 组合逻辑与时序逻辑电路： 不仅仅是回顾基本门电路，而是侧重于异步逻辑与同步逻辑的设计范式对比。在同步设计方面，重点讨论锁存器（Latch）与触发器（Flip-Flop）的差异，以及如何选择合适的触发器以应对亚稳态（Metastability）问题。 第二部分：时序驱动的设计与验证 时序是决定数字系统能否稳定工作的生命线。本部分将彻底揭示现代EDA流程中时序分析的复杂性和关键技术。 高级时序分析（STA）的深度解析： 深入讲解建立时间（Setup Time）和保持时间（Hold Time）的精确计算，引入时钟偏移（Clock Skew）和时钟抖动（Clock Jitter）对时序裕度的影响。我们将详细分析如何利用STA报告来诊断和修复违例。 时钟树综合（CTS）： CTS被视为现代芯片设计的核心挑战之一。本书将详细介绍基于缓冲器（Buffer）和反相器（Inverter）的时钟树的构建算法，重点讨论如何最小化时钟峰值（Clock Peak）和最大偏差（Maximum Skew），同时控制CTS带来的功耗。 多周期路径与伪路径的处理： 阐述如何通过约束文件（SDC）准确定义复杂的时序关系，包括如何正确地处理跨时钟域（CDC）路径中的同步需求，以及如何排除那些实际不存在的错误时序路径。 第三部分：系统级架构与新兴设计范式 本书超越了门级和寄存器传输级（RTL）的范畴，探讨了如何将设计思维提升到系统层面，以应对当前半定制（ASIC/SoC）设计的挑战。 低功耗设计的高级技术： 除了基础的时钟和电源管理，本部分将引入多电压域（Multi-Voltage Domain）的设计、动态电压与频率调整（DVFS）的架构实现，以及如何利用阈值电压优化（Threshold Voltage Optimization）来平衡速度与漏电。 设计收敛与签核（Sign-off）流程： 详细描述从RTL冻结到物理实现（Physical Implementation）的全流程管理。重点介绍布局规划（Floorplanning）、电源网络（Power Grid）的设计与IR-Drop分析，以及寄生参数提取（Extraction）在最终验证中的关键作用。 先进封装与异构集成的影响： 鉴于Chiplet和3D-IC技术的兴起，本书将探讨这些新技术对传统设计流程的颠覆性影响。包括如何处理Die-to-Die互联的信号完整性问题，以及如何在高密度封装中进行热管理设计。 设计可靠性与ESD防护： 强调在先进工艺下，制造缺陷、辐射效应（Soft Errors）和静电放电（ESD）防护的重要性。介绍ESD钳位电路的结构和它们对逻辑性能的潜在影响。 总结 《现代集成电路设计导论》提供了一个从半导体物理到复杂系统实现的无缝过渡。它不提供现成的“代码示例”，而是专注于培养读者系统性的设计思维和解决实际问题的能力。通过对先进工艺限制的深刻理解和对EDA工具背后算法的剖析，读者将能更有效地驾驭现代集成电路设计的复杂性，为开发下一代高性能、低功耗的数字产品奠定坚实的基础。本书是追求卓越工程实践者的必备参考。

第1章 数目系统与数码
1.1 数目基底与补数
1.2 未带号数目系统
1.3 带号数表示法
1.4 带号数算术运算
1.5 文数字码与数码
1.6 错误侦测与更正码 
1.7 参考资料 
1.8 习题 

第2章 交换代数
2.1 布林代数
2.2 交换代数
2.3 交换函数标准式
2.4 交换函数与逻辑电路
2.5 Verilog HDL 介绍
2.6 参考资料
2.7 习题

第3章 数位积体电路 
3.1 逻辑闸相关参数
3.2 TTL 逻辑族系
3.3 CMOS 逻辑族系
3.4 界面问题
3.5* ECL 逻辑族系
3.6 Verilog HDL
3.7 参考资料 
3.8 习题

第4章 交换函数化简 
4.1 基本概念
4.2 卡诺图化简法
4.3 列表法
4.4 变数引入图与余式图
4.5 多输出交换函数的化简
4.6 参考资料 
4.7 习题 

第5章 逻辑闸层次电路设计 
5.1 组合逻辑电路设计与分析
5.2 逻辑闸层次组合逻辑电路
5.3 组合逻辑电路时序分析
5.4* 逻辑突波的侦测
5.5 Verilog HDL
5.6 参考资料
5.7 习题 

第6章 组合逻辑电路模组设计 
6.1 解码器
6.2 编码器 
6.3 多工器 
6.4 解多工器 
6.5 比较器
6.6 算术运算电路设计
6.7 Verilog HDL
6.8 参考资料 
6.9 习题 

第7章 同步序向逻辑电路
7.1 序向逻辑电路概论
7.2 同步序向逻辑电路设计与分析
7.3 时序限制与相关问题
7.4 状态化简
7.5 Verilog HDL
7.6 参考资料 
7.7 习题 

第8章 计数器与暂存器
8.1 计数器设计与分析
8.2 暂存器与移位暂存器
8.3 移位暂存器的应用
8.4 时序产生电路
8.5 Verilog HDL
8.6 参考资料 
8.7 习题 

第9章 非同步序向逻辑电路 
9.1 非同步序向逻辑电路设计与分析
9.2 元件延迟效应与状态指定
9.3 参考资料 
9.4 习题 

第10章 数位系统设计---使用ASM 图
10.1 数位系统设计策略
10.2 ASM 图
10.3 资料处理单元设计与执行 
10.4 控制单元设计与执行
10.5 数位系统设计实例
10.6 Verilog HDL 程式 
10.7 参考资料 
10.8 习题 

第11章 数位系统执行—使用现场可规划元
11.1 数位系统执行
11.2 可规划逻辑元件(PLD)
11.3 CPLD 与FPGA 元件
11.4 参考资料 
11.5 习题 

第12章 测试与可测试电路设计
12.1 基本观念
12.2 自动测试向量产生
12.3 可测试电路设计
12.4 参考资料
12.5 习题

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我對這本《數位系統設計：原理、實務與應用(第五版)(精裝本)》的評價，只能用「驚為天人」來形容！過去我接觸過的數位邏輯書籍，大多停留在概念的介紹，缺乏實際操作的引導。但這本書不同，它真正做到了「原理、實務與應用」的完美融合。作者群非常巧妙地將理論知識融入到一個個生動的實務案例中，讓我不僅理解了「為什麼」，更學會了「怎麼做」。書中對於各類電路的分析，從簡單的組合邏輯到複雜的序列邏輯，都提供了清晰的設計步驟和注意事項。我特別欣賞它在介紹進階主題時，所提供的豐富參考資料和進一步閱讀的指引，這讓我能夠在學習的基礎上，持續探索更深入的領域。精裝本的質感，更是為這本書增添了不少分數，讓人忍不住想好好珍藏。這本書的架構非常清晰，邏輯性也很強，讀起來一點也不會覺得枯燥乏味。它就像一本武功秘笈，逐步帶領我領略數位系統設計的博大精深。

评分☆☆☆☆☆

這本《數位系統設計：原理、實務與應用(第五版)(精裝本)》真的是一本讓我驚喜連連的寶藏！我個人對數位的興趣一直很高，但很多時候總覺得書本上的內容有點理論化，脫離了實際的工程應用。而這本書，完美地結合了理論的深度和實務的廣度。作者們對於如何將理論知識轉化為實際可行的設計方案，有著獨到的見解。我特別欣賞書中對於錯誤排除和效能優化的討論，這絕對是工程師在實際專案中會面臨到的痛點，而這本書卻提供了非常實用的建議和方法。例如，針對時序約束的處理，書中提供了多種不同的策略，並詳細分析了它們的優缺點，這讓我受益匪淺。此外，書中的專題研究部分，也讓我大開眼界，了解到許多先進的數位設計技術是如何應用在實際產品中的。它的精裝本設計，更增添了閱讀的儀式感，讓我每次翻開書頁，都充滿了學習的動力。對於任何有志於深入數位系統設計領域的讀者來說，這本書絕對是不可或缺的參考。

评分☆☆☆☆☆

坦白說，我在市面上尋尋覓覓一本真正能夠幫助我提升數位設計能力的書籍，已經很久了。《數位系統設計：原理、實務與應用(第五版)(精裝本)》的出現，絕對是個意外的驚喜，也是一個巨大的收穫。這本書不僅涵蓋了數位系統設計的基礎知識，更重要的是，它深入探討了許多在實際工程專案中會遇到的問題，並提供了詳盡的解決方案。我非常讚賞書中對於各種常見設計挑戰的剖析，例如如何優化電路效能、如何降低功耗，以及如何進行精確的時序約束。這些內容對於我這種在業界工作的工程師來說，是非常實際且有用的。書中的圖解和範例都非常清晰，讓複雜的概念變得易於理解。精裝本的製作，也讓人感受到出版者的用心，無論是紙質還是裝訂，都非常精緻。這本書的優勢在於它的全面性與實用性，它不僅是一本教科書，更像是一位經驗豐富的導師，引導我在數位系統設計的道路上不斷前進，讓我對這個領域的理解更加深刻和透徹。

评分☆☆☆☆☆

這本《數位系統設計：原理、實務與應用(第五版)(精裝本)》真的是讓我愛不釋手！身為一個在學術界打滾多年的工程師，手上絕對少不了幾本經典的教科書，而這本絕對是我近年來最滿意的一本。翻開第一頁，就被那紮實的印刷和精美的排版深深吸引，精裝本的質感真的不是蓋的，擺在書架上就有一種專業學術的氛圍。內容方面，不得不說，作者群的功力實在是深厚。他們不僅鉅細靡遺地講解了數位的基本原理，更深入探討了許多實務上的挑戰與解決方案。其中，關於FPGA的設計流程和進階應用，真的寫得太到位了！我一直覺得這部分是很多入門書籍會輕描淡寫帶過的，但這本書卻花費了大量的篇幅，從硬體描述語言到時序分析，再到實際的驗證方法，都提供了非常實用的指導。尤其是一些實際案例的分析，讓我看得津津有味，彷彿跟著作者一同解決問題。而且，書中使用的範例程式碼和圖表都非常清晰易懂，這對於我們這種需要經常參考資料的工程師來說，實在是太貼心了。

评分☆☆☆☆☆

說實話，一開始拿到這本《數位系統設計：原理、實務與應用(第五版)(精裝本)》時，我並沒有抱持著太大的期待，畢竟市面上的數位邏輯書籍已經很多了，想找到一本真正能讓我耳目一新的並不容易。然而，這本書徹底顛覆了我的想法。它的敘事方式非常引人入勝，從最基礎的邏輯閘原理，一路爬升到複雜的微處理器架構，作者們都用一種非常平易近人的方式呈現，即使是初學者也能輕鬆入門。我特別喜歡它在探討進階主題時，所採用的循序漸進的教學法，不會讓你覺得知識斷層，而是能夠一步一步地建立起對複雜概念的理解。書中的圖示和表格設計，也是一大亮點，它們清晰地闡述了抽象的概念，讓我在理解複雜的演算法和系統架構時，事半功倍。另外，它還加入了許多最新的產業趨勢，像是人工智慧硬體加速器和物聯網設備的設計考量，這對於我們這些需要不斷學習新技術的人來說，是非常有價值的。這本書就像一位經驗豐富的導師，引領我深入探索數位系統設計的奧秘，讓我對這個領域的認識有了質的飛躍。