Verilog HDL高級(jí)數(shù)字設(shè)計(jì)（第2版）

目 錄
第1章 數(shù)字設(shè)計(jì)方法概論
1．1 設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介
1．1．1 設(shè)計(jì)規(guī)格
1．1．2 設(shè)計(jì)劃分
1．1．3 設(shè)計(jì)輸入
1．1．4 仿真與功能驗(yàn)證
1．1．5 設(shè)計(jì)整合與驗(yàn)證
1．1．6 預(yù)綜合完成
1．1．7 門級(jí)綜合與工藝映射
1．1．8 后綜合設(shè)計(jì)確認(rèn)
1．1．9 后綜合時(shí)序驗(yàn)證
1．1．10 測(cè)試生成與故障模擬
1．1．11 布局與布線
1．1．12 物理和電氣設(shè)計(jì)規(guī)則檢查
1．1．13 提取寄生參量
1．1．14 設(shè)計(jì)完成
1．2 IC工藝選擇
1．3 后續(xù)內(nèi)容概覽
參考文獻(xiàn)
第2章 組合邏輯設(shè)計(jì)回顧
2．1 組合邏輯與布爾代數(shù)
2．1．1 ASIC庫(kù)單元
2．1．2 布爾代數(shù)
2．1．3 狄摩根定律
2．2 布爾代數(shù)化簡(jiǎn)定理
2．3 組合邏輯的表示
2．3．1 積之和表示法
2．3．2 和之積表示法
2．4 布爾表達(dá)式的化簡(jiǎn)
2．4．1 異或表達(dá)式的化簡(jiǎn)
2．4．2 卡諾圖（積之和形式）
2．4．3 卡諾圖（和之積形式）
2．4．4 卡諾圖與任意項(xiàng)
2．4．5 擴(kuò)展的卡諾圖
2．5 毛刺與冒險(xiǎn)
2．5．1 靜態(tài)冒險(xiǎn)的消除（積之和形式）
2．5．2 消除兩級(jí)電路靜態(tài)冒險(xiǎn)的小結(jié)
2．5．3 多級(jí)電路中的靜態(tài)冒險(xiǎn)
2．5．4 消除多級(jí)電路靜態(tài)冒險(xiǎn)的小結(jié)
2．5．5 動(dòng)態(tài)冒險(xiǎn)
2．6 邏輯設(shè)計(jì)模塊
2．6．1 與非或非結(jié)構(gòu)
2．6．2 多路復(fù)用器
2．6．3 多路解復(fù)用器
2．6．4 編碼器
2．6．5 優(yōu)先編碼器
2．6．6 譯碼器
2．6．7 優(yōu)先譯碼器
參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第3章 時(shí)序邏輯設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
3．1 存儲(chǔ)元件
3．1．1 鎖存器
3．1．2 透明鎖存器
3．2 觸發(fā)器
3．2．1 D觸發(fā)器
3．2．2 主從觸發(fā)器
3．2．3 J-K觸發(fā)器
3．2．4 T觸發(fā)器
3．3 總線與三態(tài)器件
3．4 時(shí)序機(jī)設(shè)計(jì)
3．5 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖
3．6 設(shè)計(jì)舉例： BCD碼到余3碼的轉(zhuǎn)換器
3．7 數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇芯€碼轉(zhuǎn)換器
3．7．1 設(shè)計(jì)舉例： 用Mealy型FSM實(shí)現(xiàn)串行線性碼轉(zhuǎn)換
3．7．2 設(shè)計(jì)舉例： 用Moore型FSM實(shí)現(xiàn)串行線碼轉(zhuǎn)換
3．8 狀態(tài)化簡(jiǎn)與等價(jià)狀態(tài)
參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第4章 Verilog邏輯設(shè)計(jì)介紹
4．1 組合邏輯的結(jié)構(gòu)化模型
4．1．1 Verilog原語(yǔ)和設(shè)計(jì)封裝
4．1．2 Verilog結(jié)構(gòu)化模型
4．1．3 模塊端口
4．1．4 語(yǔ)言規(guī)則
4．1．5 自頂向下的設(shè)計(jì)和模塊嵌套
4．1．6 設(shè)計(jì)層次和源代碼結(jié)構(gòu)
4．1．7 Verilog矢量
4．1．8 結(jié)構(gòu)化連接
4．2 邏輯系統(tǒng)設(shè)計(jì)驗(yàn)證及測(cè)試方法
4．2．1 Verilog中的四值邏輯和信號(hào)解析
4．2．2 測(cè)試方法
4．2．3 測(cè)試平臺(tái)的信號(hào)發(fā)生器
4．2．4 事件驅(qū)動(dòng)仿真
4．2．5 測(cè)試模板
4．2．6 定長(zhǎng)數(shù)
4．3 傳播延時(shí)
4．3．1 慣性延時(shí)
4．3．2 傳輸延時(shí)
4．4 組合與時(shí)序邏輯的Verilog真值表模型
參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第5章 用組合與時(shí)序邏輯的行為級(jí)模型進(jìn)行邏輯設(shè)計(jì)
5．1 行為建模
5．2 行為級(jí)建模的數(shù)據(jù)類型的簡(jiǎn)要介紹
5．3 基于布爾方程的組合邏輯行為級(jí)模型
5．4 傳播延時(shí)與連續(xù)賦值
5．5 Verilog中的鎖存器和電平敏感電路
5．6 觸發(fā)器和鎖存器的周期性行為模型
5．7 周期性行為和邊沿檢測(cè)
5．8 行為建模方式的比較
5．8．1 連續(xù)賦值模型
5．8．2 數(shù)據(jù)流/寄存器傳輸級(jí)模型
5．8．3 基于算法的模型
5．8．4 端口名稱： 風(fēng)格問(wèn)題
5．8．5 用行為級(jí)模型仿真
5．9 多路復(fù)用器、 編碼器和譯碼器的行為模型
5．10 線性反饋移位寄存器的數(shù)據(jù)流模型
5．11 用循環(huán)算法的數(shù)字機(jī)模型
5．11．1 IP（知識(shí)產(chǎn)權(quán)）的復(fù)用和參數(shù)化模型
5．11．2 時(shí)鐘發(fā)生器
5．12 多循環(huán)操作狀態(tài)機(jī)
5．13 設(shè)計(jì)文件中的函數(shù)和任務(wù)： 是精明還是愚蠢?
5．13．1 任務(wù)
5．13．2 函數(shù)
5．14 行為建模的算法狀態(tài)機(jī)圖
5．15 ASMD圖
5．16 計(jì)數(shù)器、 移位寄存器和寄存器組的行為級(jí)模型
5．16．1 計(jì)數(shù)器
5．16．2 移位寄存器
5．16．3 寄存器組和寄存器（存儲(chǔ)器）陣列
5．17 用于異步信號(hào)的去抖動(dòng)開關(guān)、 亞穩(wěn)定性和同步裝置
5．18 設(shè)計(jì)實(shí)例： 鍵盤掃描器和編碼器
參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第6章 組合邏輯與時(shí)序邏輯的綜合
6．1 綜合簡(jiǎn)介
6．1．1 邏輯綜合
6．1．2 RTL綜合
6．1．3 高級(jí)綜合
6．2 組合邏輯的綜合
6．2．1 優(yōu)先級(jí)結(jié)構(gòu)的綜合
6．2．2 利用邏輯無(wú)關(guān)緊要條件
6．2．3 ASIC單元與資源共享
6．3 帶鎖存器的時(shí)序邏輯綜合
6．3．1 鎖存器的無(wú)意綜合
6．3．2 鎖存器的有意綜合
6．4 三態(tài)器件和總線接口的綜合
6．5 帶有觸發(fā)器的時(shí)序邏輯綜合
6．6 顯式狀態(tài)機(jī)的綜合
6．6．1 BCD碼/余3碼轉(zhuǎn)換器的綜合
6．6．2 設(shè)計(jì)舉例： Mealy型NRZ碼/Manchester線性碼轉(zhuǎn)換器的綜合
6．6．3 設(shè)計(jì)舉例： Moore型NRZ碼/Manchester線性碼轉(zhuǎn)換器的綜合
6．6．4 設(shè)計(jì)舉例： 序列檢測(cè)器的綜合
6．7 寄存器邏輯
6．8 狀態(tài)編碼
6．9 隱式狀態(tài)機(jī)、 寄存器和計(jì)數(shù)器的綜合
6．9．1 隱式狀態(tài)機(jī)
6．9．2 計(jì)數(shù)器綜合
6．9．3 寄存器綜合
6．10 復(fù)位
6．11 門控時(shí)鐘與時(shí)鐘使能的綜合
6．12 預(yù)測(cè)綜合結(jié)果
6．12．1 數(shù)據(jù)類型綜合
6．12．2 運(yùn)算符分組
6．12．3 表達(dá)式替代
6．13 循環(huán)的綜合
6．13．1 不帶內(nèi)嵌定時(shí)控制的靜態(tài)循環(huán)
6．13．2 帶內(nèi)嵌定時(shí)控制的靜態(tài)循環(huán)
6．13．3 不帶內(nèi)嵌定時(shí)控制的非靜態(tài)循環(huán)
6．13．4 帶內(nèi)嵌定時(shí)控制的非靜態(tài)循環(huán)
6．13．5 用狀態(tài)機(jī)替代不可綜合的循環(huán)
6．14 要避免的設(shè)計(jì)陷阱
6．15 分割與合并： 設(shè)計(jì)劃分
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習(xí)題
第7章 數(shù)據(jù)通路控制器的設(shè)計(jì)與綜合
7．1 時(shí)序狀態(tài)機(jī)的劃分
7．2 設(shè)計(jì)實(shí)例： 二進(jìn)制計(jì)數(shù)器
7．3 RISC存儲(chǔ)程序機(jī)的設(shè)計(jì)與綜合
7．3．1 RISC SPM： 處理器
7．3．2 RISC SPM： ALU
7．3．3 RISC SPM： 控制器
7．3．4 RISC SPM： 指令集
7．3．5 RISC SPM： 控制器設(shè)計(jì)
7．3．6 RISC SPM： 程序執(zhí)行
7．4 設(shè)計(jì)實(shí)例： UART
7．4．1 UART的操作
7．4．2 UART發(fā)送器
7．4．3 UART接收器
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習(xí)題
第8章 可編程邏輯及存儲(chǔ)器件
8．1 可編程邏輯器件
8．2 存儲(chǔ)器件
8．2．1 只讀存儲(chǔ)器
8．2．2 可編程ROM（PROM）
8．2．3 可擦除ROM
8．2．4 基于ROM的組合邏輯實(shí)現(xiàn)
8．2．5 用于ROM的Verilog系統(tǒng)任務(wù)
8．2．6 ROM的比較
8．2．7 基于ROM的狀態(tài)機(jī)
8．2．8 閃存
8．2．9 靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（SRAM）
8．2．10 鐵電非易失性存儲(chǔ)器
8．3 可編程邏輯陣列（PLA）
8．3．1 PLA最小化
8．3．2 PLA建模
8．4 可編程陣列邏輯（PAL）
8．5 PLD的可編程性
8．6 復(fù)雜可編程邏輯器件
8．7 現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列
8．7．1 FPGA在ASIC市場(chǎng)中的角色
8．7．2 FPGA技術(shù)
8．7．3 Xilinx公司Virtex系列FPGA
8．8 片上系統(tǒng)（SoC）的嵌入式可編程IP核
8．9 基于Verilog的FPGA設(shè)計(jì)流程
8．10 FPGA綜合
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相關(guān)網(wǎng)站
習(xí)題及基于FPGA的設(shè)計(jì)訓(xùn)練
第9章 數(shù)字處理器的算法和架構(gòu)
9．1 算法、 循環(huán)嵌套程序和數(shù)據(jù)流圖
9．2 設(shè)計(jì)實(shí)例： 半色調(diào)像素圖像轉(zhuǎn)換器
9．2．1 半色調(diào)像素圖像轉(zhuǎn)換器的原型設(shè)計(jì)
9．2．2 基于NLP的半色調(diào)像素圖像轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)
9．2．3 半色調(diào)像素圖像轉(zhuǎn)換器的最小并行處理器結(jié)構(gòu)
9．2．4 半色調(diào)像素圖像轉(zhuǎn)換器： 設(shè)計(jì)權(quán)衡
9．2．5 帶反饋數(shù)據(jù)流圖的結(jié)構(gòu)
9．3 數(shù)字濾波器和信號(hào)處理器
9．3．1 FIR濾波器
9．3．2 數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)過(guò)程
9．3．3 IIR濾波器
9．4 構(gòu)建信號(hào)處理器的基本運(yùn)算單元模型
9．4．1 積分器（累加器）
9．4．2 微分器
9．4．3 抽樣和插值濾波器
9．5 流水線結(jié)構(gòu)
9．5．1 設(shè)計(jì)實(shí)例： 流水線型加法器
9．5．2 設(shè)計(jì)實(shí)例： 流水線型FIR濾波器
9．6 環(huán)形緩沖器
9．7 異步FIFO――跨越時(shí)鐘域的同步問(wèn)題
9．7．1 簡(jiǎn)化異步FIFO
9．7．2 異步FIFO的時(shí)鐘同步
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習(xí)題
第10章 算術(shù)處理器架構(gòu)
10．1 數(shù)的表示方法
10．1．1 負(fù)整數(shù)的原碼表示
10．1．2 負(fù)整數(shù)的反碼表示方法
10．1．3 正數(shù)和負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼表示方法
10．1．4 小數(shù)的表示
10．2 加減法功能單元
10．2．1 行波進(jìn)位加法器
10．2．2 超前進(jìn)位加法器
10．2．3 上溢出和下溢出
10．3 乘法運(yùn)算功能單元
10．3．1 組合（并行）二進(jìn)制乘法器
10．3．2 時(shí)序二進(jìn)制乘法器
10．3．3 時(shí)序乘法器設(shè)計(jì)： 層次化分解
10．3．4 基于STG的控制器設(shè)計(jì)
10．3．5 基于STG的高效二進(jìn)制時(shí)序乘法器
10．3．6 基于ASMD的時(shí)序二進(jìn)制乘法器
10．3．7 基于ASMD的高效二進(jìn)制時(shí)序乘法器
10．3．8 基于ASMD數(shù)據(jù)通路和控制器設(shè)計(jì)的總結(jié)
10．3．9 精簡(jiǎn)寄存器時(shí)序乘法器
10．3．10 隱式狀態(tài)機(jī)二進(jìn)制乘法器
10．3．11 Booth算法時(shí)序乘法器
10．3．12 比特對(duì)編碼
10．4 有符號(hào)二進(jìn)制數(shù)乘法
10．4．1 有符號(hào)數(shù)的乘積： 被乘數(shù)為負(fù)， 乘數(shù)為正
10．4．2 有符號(hào)數(shù)的乘積： 被乘數(shù)為正， 乘數(shù)為負(fù)
10．4．3 有符號(hào)數(shù)的乘積： 被乘數(shù)、 乘數(shù)均為負(fù)
10．5 小數(shù)乘法
10．5．1 有符號(hào)小數(shù)： 被乘數(shù)、 乘數(shù)均為正
10．5．2 有符號(hào)小數(shù)： 被乘數(shù)為負(fù)， 乘數(shù)為正
10．5．3 有符號(hào)小數(shù)： 被乘數(shù)為正， 乘數(shù)為負(fù)
10．5．4 有符號(hào)小數(shù)： 被乘數(shù)、 乘數(shù)均為負(fù)
10．6 除法功能單元
10．6．1 無(wú)符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的除法
10．6．2 無(wú)符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的高效除法
10．6．3 精簡(jiǎn)寄存器時(shí)序除法器
10．6．4 有符號(hào)二進(jìn)制數(shù)（補(bǔ)碼）的除法
10．6．5 帶符號(hào)的計(jì)算
參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第11章 后綜合設(shè)計(jì)任務(wù)
11．1 后綜合設(shè)計(jì)驗(yàn)證
11．2 后綜合時(shí)序驗(yàn)證
11．2．1 靜態(tài)時(shí)序分析
11．2．2 時(shí)序規(guī)范
11．2．3 影響時(shí)序的因素
11．3 ASIC中時(shí)序違約的消除
11．4 虛假路徑
11．5 用于時(shí)序驗(yàn)證的系統(tǒng)任務(wù)
11．5．1 時(shí)序檢查： 建立時(shí)間條件
11．5．2 時(shí)序檢查： 保持時(shí)間約束
11．5．3 時(shí)序檢查： 建立時(shí)間和保持時(shí)間約束
11．5．4 時(shí)鐘檢查： 脈沖寬度約束
11．5．5 時(shí)序檢查： 信號(hào)偏移約束
11．5．6 時(shí)序檢查： 時(shí)鐘周期
11．5．7 時(shí)序檢查： 恢復(fù)時(shí)間
11．6 故障模擬及制造測(cè)試
11．6．1 電路缺陷和故障
11．6．2 故障檢測(cè)與測(cè)試
11．6．3 D標(biāo)記法
11．6．4 組合電路的自動(dòng)測(cè)試模板生成
11．6．5 故障覆蓋和缺陷級(jí)別
11．6．6 時(shí)序電路的測(cè)試生成
11．7 故障模擬
11．7．1 故障解析
11．7．2 串行故障模擬
11．7．3 并行故障模擬
11．7．4 并發(fā)性故障模擬
11．7．5 概率性故障模擬
11．8 JTAG端口和可測(cè)性設(shè)計(jì)
11．8．1 邊界掃描和JTAG端口
11．8．2 JTGA操作模式
11．8．3 JTAG寄存器
11．8．4 JTAG指令
11．8．5 TAP結(jié)構(gòu)
11．8．6 TAP控制器狀態(tài)機(jī)
11．8．7 設(shè)計(jì)實(shí)例： JTAG測(cè)試
11．8．8 設(shè)計(jì)實(shí)例： 內(nèi)建自測(cè)試
參考文獻(xiàn)
習(xí)題
附錄A Verilog原語(yǔ)
附錄B Verilog關(guān)鍵詞
附錄C Verilog數(shù)據(jù)類型
附錄D Verilog運(yùn)算符
附錄E Verilog語(yǔ)言形式化語(yǔ)法(I)
附錄F Verilog語(yǔ)言形式化語(yǔ)法(II)
附錄G Verilog語(yǔ)言的附加特性
附錄H 觸發(fā)器和鎖存器類型
附錄I Verilog 2001， 2005
附錄J 編程語(yǔ)言接口
附錄K 相關(guān)網(wǎng)站
中英文術(shù)語(yǔ)對(duì)照表