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VHDL硬体描述语言与数字逻辑电路设计（第四版）
《VHDL硬体描述语言与数字逻辑电路设计（第四版）》是2015年西安电子科技大学出版社出版的图书，作者是侯伯亨、刘凯、顾新。
基本介绍
- 书名：VHDL硬体描述语言与数字逻辑电路设计（第四版）
- 作者：侯伯亨 刘凯 顾新
- ISBN：978-7-5606-3426-5
- 定价：38.25元
- 出版社：西安电子科技大学出版社
- 出版时间：2015-04
内容简介
本书系统地介绍了VHDL硬体描述语言以及用该语言设计数字逻辑电路和数字系统的新方法。全书共13章：第1、3、4、5、6、7、8、9章主要介绍VHDL的基本知识和用其设计简单逻辑电路的基本方法；第2、10章简单介绍数字系统设计的一些基本知识；第11章以洗衣机洗涤控制电路设计为例，详述一个小型数字系统设计的步骤和过程；第12章介绍常用微处理器接口晶片的设计实例；第13章介绍VHDL 93版和87版的主要区别。
本书简明扼要，易读易懂，书中所有VHDL程式都用93版标準格式书写。全书以数字逻辑电路设计为主线，用对比手法来说明数字逻辑电路的电原理图和VHDL程式之间的对应关係，并列举了众多实例。另外，从系统设计角度出发，介绍了数字系统设计的一些基本知识及工程设计技巧。
本书既可作为大学本科生教材，也可作为研究生教材，还可供电子电路工程师自学参考。
目录
第1章 数字系统硬体设计概述 1
1.1 传统的系统硬体设计方法 1
1.2 利用硬体描述语言的硬体电路设计方法 4
习题与思考题 8
第2章 数字系统的算法描述 10
2.1 数字系统算法流程图描述 10
2.1.1 算法流程图的符号及描述方法 10
2.1.2 算法流程图描述数字系统实例 12
2.2 状态机及算法状态机图描述 14
2.2.1 状态机的分类及特点 14
2.2.2 算法状态机流程图的符号及描述方法 16
2.2.3 算法状态机图描述实例 17
2.2.4 算法流程图至状态图的变换方法 19
2.2.5 状态图至算法状态机图的变换方法 21
2.2.6 C语言流程图至算法状态机图的变换方法 23
习题与思考题 29
第3章 VHDL程式的基本结构 31
3.1 VHDL设计的基本单元及其构成 31
3.1.1 实体说明 31
3.1.2 构造体 33
3.2 VHDL构造体的子结构描述 35
3.2.1 BLOCK语句结构描述 35
3.2.2 PROCESS语句结构描述 37
3.2.3 SUBPROGRAM语句结构描述 39
3.3 库、包集合及配置 43
3.3.1 库 43
3.3.2 包集合 45
3.3.3 配置 47
习题与思考题 52
第4章 VHDL的数据类型与运算操作符 53
4.1 VHDL的客体及其分类 53
4.1.1 常数 53
4.1.2 变数 54
4.1.3 信号 55
4.1.4 信号和变数值代入的区别 55
4.1.5 档案 57
4.2 VHDL的数据类型 58
4.2.1 标準的数据类型 58
4.2.2 用户定义的数据类型 60
4.2.3 用户定义的子类型 64
4.2.4 数据类型的转换 64
4.2.5 数据类型的限定 65
4.2.6 IEEE标準“STD_LOGIC”和“STD_LOGIC_VECTOR” 66
4.3 VHDL的运算操作符 67
4.3.1 逻辑运算符 68
4.3.2 算术运算符 68
4.3.3 关係运算符 69
4.3.4 并置运算符 70
习题与思考题 71
第5章 VHDL构造体的描述方式 73
5.1 构造体的行为描述方式 73
5.1.1 代入语句 73
5.1.2 延时语句 75
5.1.3 多驱动器描述语句 76
5.1.4 GENERIC语句 78
5.2 构造体的暂存器传输(RTL)描述方式 80
5.2.1 RTL描述方式的特点 80
5.2.2 使用RTL描述方式应注意的问题 82
5.3 构造体的结构描述方式 86
5.3.1 构造体结构描述的基本框架 87
5.3.2 COMPONENT语句 90
5.3.3 COMPONENT_INSTANT语句 90
习题与思考题 91
第6章 VHDL的主要描述语句 92
6.1 顺序描述语句 92
6.1.1 WAIT语句 92
6.1.2 断言语句 96
6.1.3 信号代入语句 97
6.1.4 变数赋值语句 97
6.1.5 IF语句 98
6.1.6 CASE语句 100
6.1.7 LOOP语句 105
6.1.8 NEXT语句 107
6.1.9 EXIT语句 108
6.2 并发描述语句 109
6.2.1 进程语句 110
6.2.2 并发信号代入语句 110
6.2.3 条件信号代入语句 111
6.2.4 选择信号代入语句 112
6.2.5 并发过程调用语句 113
6.2.6 块语句 114
6.3 其他语句和有关规定的说明 118
6.3.1 命名规则和注解的标记 118
6.3.2 ATTRIBUTE(属性)描述与定义语句 119
6.3.3 GENERATE语句 139
习题与思考题 143
第7章 数值系统的状态模型 144
7.1 二态数值系统 144
7.2 三态数值系统 145
7.3 四态数值系统 145
7.4 九态数值系统 147
7.5 十二态数值系统 150
7.6 四十六态数值系统 151
习题与思考题 154
第8章 基本逻辑电路设计 155
8.1 组合逻辑电路设计 155
8.1.1 简单门电路 155
8.1.2 编、解码器与选择器 161
8.1.3 加法器与求补器 165
8.1.4 三态门与汇流排缓冲器 167
8.2 时序电路设计 171
8.2.1 时钟信号和复位信号 171
8.2.2 触发器 174
8.2.3 暂存器 180
8.2.4 计数器 185
8.3 存储器 192
8.3.1 存储器描述中的共性问题 192
8.3.2 ROM(唯读存储器) 193
8.3.3 RAM(随机存储器) 194
8.3.4 FIFO(先进先出堆叠) 196
习题与思考题 200
第9章 仿真与逻辑综合 201
9.1 仿真 201
9.1.1 仿真输入信息的产生 201
9.1.2 仿真Δ 206
9.1.3 仿真程式模组的书写 208
9.2 逻辑综合 211
9.2.1 约束条件 211
9.2.2 属性描述 212
9.2.3 工艺库 212
9.2.4 逻辑综合的基本步骤 213
习题与思考题 215
第10章 数字系统的实际设计技巧 216
10.1 数字系统最佳化的基本方法 216
10.1.1 相同电路的处理 216
10.1.2 运算顺序的改变 218
10.1.3 常数运算的运用 218
10.1.4 相同运算电路的使用 219
10.1.5 最佳化的必要性及其工程实际意义 222
10.2 数字系统设计中的工程实际问题 223
10.2.1 提高系统工作速度的方法 223
10.2.2 缩小电路规模和降低功耗的方法 230
10.2.3 系统误操作的成因及其消除方法 236
10.2.4 非同步信号的控制方法 245
10.2.5 典型状态机状态编码的选择 248
习题与思考题 254
第11章 洗衣机洗涤控制电路设计实例 255
11.1 洗衣机洗涤控制电路的性能要求 255
11.2 洗衣机洗涤控制电路的结构 255
11.3 洗衣机洗涤控制电路的算法状态机图描述 257
11.4 洗衣机洗涤控制电路的VHDL描述 262
习题与思考题 273
第12章 微处理器接口晶片设计实例 274
12.1 可程式并行接口晶片设计实例 274
12.1.1 8255的引脚与内部结构 274
12.1.2 8255的工作方式及其控制字 275
12.1.3 8255的结构设计 277
12.1.4 8255晶片的VHDL描述 277
12.1.5 8255晶片VHDL描述模组的仿真 282
12.2 SCI串列接口晶片设计实例 283
12.2.1 SCI的引脚与内部结构 283
12.2.2 串列数据传送的格式与同步控制机构 284
12.2.3 SCI晶片的VHDL描述 285
12.2.4 SCI晶片VHDL描述模组的仿真 290
12.3 键盘接口晶片KBC设计实例 291
12.3.1 KBC的引脚与内部结构 291
12.3.2 同步控制机构和查表变换 294
12.3.3 KBC晶片的VHDL描述 296
12.3.4 KBC晶片VHDL描述模组的仿真 301
习题与思考题 301
第13章 VHDL 93版和87版的主要区别 302
13.1 VHDL 93版的特点 302
13.2 87版到93版的移植问题 312
附录A VHDL文法介绍 313
附录B 属性说明 324
附录C VHDL标準包集合档案 326
参考文献 356
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