數字設計技術與解析

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《數字設計技術與解析》，[印] 瓦伊巴夫·塔拉特 著，慕意豪 譯，出版社： 科學出版社。

科學出版社是由中國科學院編譯局與1930年創建的龍門聯合書局於1954年8月合併成立的；目前公司年出版新書3000多種，期刊500多種，形成了以科學（S）、技術（T）、醫學（M）、教育（E）、人文社科（H）為主要出版領域的業務架構。

目錄

內容簡介

《數字設計技術與解析》內容包括使用通用邏輯的設計、組合電路設計資源、算術單元設計、實用場景和設計技巧、時序設計技術、FSM設計技術、高級設計技術、系統設計和考慮因素等，每章配有相應的例題，有助於讀者理解和掌握數字設計方法。

目錄

第1章數字設計的基礎知識1

1.1數字邏輯和演變2

1.2重要的考慮因素3

1.2.1面積4

1.2.2頻率4

1.2.3功耗5

1.3邏輯門6

1.4德？摩根定律10

1.4.1與非等價於非或11

1.4.2或非等價於非與11

1.5作為通用邏輯的多路選擇器12

1.6VLSI背景下的目標13

1.7例題14

1.8小結19

第2章使用通用邏輯的設計21

2.1什麼是通用邏輯？22

2.2通用門22

2.2.1NAND門23

2.2.2NOR門24

2.2.3其他形式的通用門24

2.3多路選擇器26

2.3.1使用二選一MUX的電路設計26

2.3.2使用二選一MUX組成四選一MUX30

2.3.3使用MUX的設計31

2.4VLSI背景下的目標31

2.5例題32

2.6小結38

第3章組合電路設計資源41

3.1代碼轉換器42

3.1.1三位自然二進制碼到格雷碼的轉換器42

3.1.2三位格雷碼到自然二進制碼的轉換器44

3.2算術資源46

3.2.1半加器46

3.2.2半減器47

3.2.3全加器49

3.3在設計中使用算術資源49

3.4使用算術資源和控制單元進行設計50

3.5優化目標51

3.6處理器中邏輯和算術資源的需求52

3.7例題52

3.8小結55

第4章案例研究：ALU設計57

4.1設計規範及其作用58

4.2什麼是ALU？59

4.3算術單元設計60

4.3.1所需資源60

4.3.2如何開始ALU的設計？61

4.3.3如何設計邏輯61

4.3.4算術單元的優化62

4.4邏輯單元設計63

4.4.1所需資源63

4.4.2如何設計邏輯單元以獲得更小的面積？64

4.5ALU設計65

4.5.1資源需求65

4.5.2設計更小面積的ALU66

4.5.3ALU的優化68

4.6幾項重要的設計準則70

4.7小結70

第5章實用場景和設計技巧71

5.1並行邏輯72

5.2編碼器74

5.3帶有無效輸出檢測邏輯的編碼器76

5.4例題77

5.5小結85

第6章時序電路設計的基礎知識87

6.1什麼是時序邏輯設計？88

6.2時序設計器件88

6.3電平敏感邏輯與邊沿敏感邏輯比較88

6.4鎖存器及其在設計中的應用89

6.4.1正電平敏感的鎖存器89

6.4.2負電平敏感的鎖存器90

6.5邊沿敏感器件及其作用90

6.5.1正邊沿敏感的D觸發器91

6.5.2負邊沿敏感的D觸發器92

6.6應用93

6.6.1鎖存器的應用93

6.6.2觸發器的應用93

6.7例題94

6.8小結99

第7章時序設計技術101

7.1同步設計102

7.2異步設計102

7.3為什麼要使用同步設計？102

7.4D觸發器及其在設計中的使用105

7.5使用設計規範進行設計106

7.6同步計數器的設計107

7.7例題109

7.8重要準則113

7.9小結114

第8章重要的設計場景115

8.1MOD-3計數器116

8.2占空比為50%的MOD-3計數器的設計118

8.3計數器的應用120

8.3.1環形計數器120

8.3.2約翰遜計數器122

8.4例題123

8.5小結128

第9章FSM設計技術129

9.1什麼是FSM？130

9.1.1摩爾型FSM130

9.1.2米利型FSM131

9.1.3摩爾型FSM與米利型FSM的關係132

9.2狀態編碼方法132

9.2.1二進制碼132

9.2.2格雷碼133

9.2.3*熱碼133

9.3摩爾型FSM設計134

9.4米利型FSM設計136

9.5應用和策略138

9.6例題139

9.7小結142

第10章高級設計技術1143

10.1設計中的不同路徑144

10.2數據路徑和控制路徑145

10.3米利型序列檢測器設計146

10.4數據路徑和控制路徑的設計技術149

10.5觸發器時序參數150

10.6設計性能改進的例子151

10.7例題153

10.8小結157

第11章高級設計技術2159

11.1多時鐘域設計160

11.2亞穩態160

11.3控制路徑同步器161

11.4數據路徑同步器162

11.5多電源域設計163

11.6架構層面的設計164

11.7如何提高設計性能？165

11.8數字系統和設計166

11.9例題167

11.10小結170

第12章系統設計和考慮因素171

12.1系統設計172

12.2我們需要思考的是什麼？172

12.3重要的考慮因素173

12.4微處理器的能力174

12.5控制信號的生成邏輯175

12.6IO設備與處理器的通信176

12.7存儲器與處理器的通信178

12.8設計方案和優化179

12.9小結180