商品簡介
本書系統地介紹了VHDL硬件描述語言以及用該語言設計數字邏輯電路和數字系統的新方法。全書共13章：第1、3、4、5、6、7、8、9章主要介紹VHDL的基本知識和用其設計簡單邏輯電路的基本方法；第2、10章簡單介紹數字系統設計的一些基本知識；第11章以洗衣機洗滌控制電路設計為例，詳述一個小型數字系統設計的步驟和過程；第12章介紹常用微處理器接口芯片的設計實例；第13章介紹VHDL 93版和87版的主要區別。
本書簡明扼要，易讀易懂，書中所有VHDL程序都用93版標準格式書寫。全書以數字邏輯電路設計為主線，用對比手法來說明數字邏輯電路的電原理圖和VHDL程序之間的對應關係，並列舉了眾多實例。另外，從系統設計角度出發，介紹了數字系統設計的一些基本知識及工程設計技巧。
本書既可作為大學本科生教材，也可作為研究生教材，還可供電子電路工程師自學參考。
目次
第1章 數字系統硬件設計概述 1
1.1 傳統的系統硬件設計方法 1
1.2 利用硬件描述語言的硬件電路設計方法 4
習題與思考題 8
第2章 數字系統的算法描述 10
2.1 數字系統算法流程圖描述 10
2.1.1 算法流程圖的符號及描述方法 10
2.1.2 算法流程圖描述數字系統實例 11
2.2 狀態機及算法狀態機圖描述 14
2.2.1 狀態機的分類及特點 14
2.2.2 算法狀態機流程圖的符號及
描述方法 16
2.2.3 算法狀態機圖描述實例 17
2.2.4 算法流程圖至狀態圖的變換方法 19
2.2.5 狀態圖至算法狀態機圖的
變換方法 20
2.2.6 C語言流程圖至算法狀態機圖的
變換方法 22
習題與思考題 28
第3章 VHDL程序的基本結構 29
3.1 VHDL設計的基本單元及其構成 29
3.1.1 實體說明 29
3.1.2 構造體 32
3.2 VHDL構造體的子結構描述 34
3.2.1 BLOCK語句結構描述 34
3.2.2 PROCESS語句結構描述 36
3.2.3 SUBPROGRAM語句結構描述 38
3.3 庫、包集合及配置 42
3.3.1 庫 42
3.3.2 包集合 44
3.3.3 配置 46
習題與思考題 51
第4章 VHDL的數據類型與運算
操作符 52
4.1 VHDL的客體及其分類 52
4.1.1 常數 52
4.1.2 變量 53
4.1.3 信號 54
4.1.4 信號和變量值代入的區別 54
4.1.5 文件 56
4.2 VHDL的數據類型 57
4.2.1 標準的數據類型 57
4.2.2 用戶定義的數據類型 59
4.2.3 用戶定義的子類型 63
4.2.4 數據類型的轉換 63
4.2.5 數據類型的限定 64
4.2.6 IEEE標準“STD_LOGIC”和
“STD_LOGIC_VECTOR” 65
4.3 VHDL的運算操作符 65
4.3.1 邏輯運算符 66
4.3.2 算術運算符 67
4.3.3 關係運算符 68
4.3.4 並置運算符 69
習題與思考題 70
第5章 VHDL構造體的描述方式 72
5.1 構造體的行為描述方式 72
5.1.1 代入語句 72
5.1.2 延時語句 74
5.1.3 多驅動器描述語句 75
5.1.4 GENERIC語句 77
5.2 構造體的寄存器傳輸(RTL)描述方式 79
5.2.1 RTL描述方式的特點 79
5.2.2 使用RTL描述方式應注意的問題 81
5.3 構造體的結構描述方式 85
5.3.1 構造體結構描述的基本框架 86
5.3.2 COMPONENT語句 89
5.3.3 COMPONENT_INSTANT語句 89
習題與思考題 90
第6章 VHDL的主要描述語句 91
6.1 順序描述語句 91
6.1.1 WAIT語句 91
6.1.2 斷言語句 95
6.1.3 信號代入語句 96
6.1.4 變量賦值語句 96
6.1.5 IF語句 97
6.1.6 CASE語句 99
6.1.7 LOOP語句 104
6.1.8 NEXT語句 106
6.1.9 EXIT語句 107
6.2 併發描述語句 108
6.2.1 進程語句 109
6.2.2 併發信號代入語句 109
6.2.3 條件信號代入語句 110
6.2.4 選擇信號代入語句 111
6.2.5 併發過程調用語句 112
6.2.6 塊語句 113
6.3 其他語句和有關規定的說明 117
6.3.1 命名規則和注解的標記 117
6.3.2 ATTRIBUTE(屬性)描述與
定義語句 118
6.3.3 GENERATE語句 138
習題與思考題 142
第7章 數值系統的狀態模型 143
7.1 二態數值系統 143
7.2 三態數值系統 144
7.3 四態數值系統 144
7.4 九態數值系統 146
7.5 十二態數值系統 149
7.6 四十六態數值系統 150
習題與思考題 153
第8章 基本邏輯電路設計 154
8.1 組合邏輯電路設計 154
8.1.1 簡單門電路 154
8.1.2 編、譯碼器與選擇器 160
8.1.3 加法器與求補器 164
8.1.4 三態門與總線緩衝器 166
8.2 時序電路設計 170
8.2.1 時鐘信號和複位信號 170
8.2.2 觸發器 174
8.2.3 寄存器 180
8.2.4 計數器 185
習題與思考題 191
第9章 仿真與邏輯綜合 192
9.1 仿真 192
9.1.1 仿真輸入信息的產生 192
9.1.2 仿真Δ 197
9.1.3 仿真程序模塊的書寫 199
9.2 邏輯綜合 201
9.2.1 約束條件 202
9.2.2 屬性描述 202
9.2.3 工藝庫 203
9.2.4 邏輯綜合的基本步驟 204
習題與思考題 206
第10章 數字系統的實際設計技巧 207
10.1 數字系統優化的基本方法 207
10.1.1 相同電路的處理 207
10.1.2 運算順序的改變 209
10.1.3 常數運算的運用 209
10.1.4 相同運算電路的使用 210
10.1.5 優化的必要性及其工程
實際意義 213
10.2 數字系統設計中的工程實際問題 214
10.2.1 提高系統工作速度的方法 214
10.2.2 縮小電路規模和降低功耗的方法 221
10.2.3 系統誤操作的成因及其消除方法 227
10.2.4 非同步信號的控制方法 236
10.2.5 典型狀態機狀態編碼的選擇 239
習題與思考題 245
第11章 洗衣機洗滌控制電路
設計實例 246
11.1 洗衣機洗滌控制電路的性能要求 246
11.2 洗衣機洗滌控制電路的結構 246
11.3 洗衣機洗滌控制電路的算法
狀態機圖描述 248
11.4 洗衣機洗滌控制電路的VHDL描述 253
習題與思考題 264
第12章 微處理器接口芯片設計實例 265
12.1 可編程並行接口芯片設計實例 265
12.1.1 8255的引腳與內部結構 265
12.1.2 8255的工作方式及其控制字 266
12.1.3 8255的結構設計 268
12.1.4 8255芯片的VHDL描述 268
12.1.5 8255芯片VHDL描述模塊的
仿真 273
12.2 SCI串行接口芯片設計實例 274
12.2.1 SCI的引腳與內部結構 274
12.2.2 串行數據傳送的格式與
同步控制機構 275
12.2.3 SCI芯片的VHDL描述 276
12.2.4 SCI芯片VHDL描述模塊的
仿真 281
習題與思考題 282
第13章 VHDL 93版和87版的
主要區別 283
13.1 VHDL 93版的特點 283
13.2 87版到93版的移植問題 293
附錄A VHDL文法介紹 294
附錄B 屬性說明 305
附錄C VHDL標準包集合文件 307
參考文獻 336
