数字逻辑电路主要用于通信、计算机、自动控制等领域,是进行系统电路设计的基础。从数字电话到数字电视,从家用娱乐设备到军用雷达、医疗仪器设备,数字电路的应用随处可见。基于数字技术在处理和传输信息方面的各种优点,数字电路得到了越来越广泛的应用。
数字逻辑电路经历了从简单到复杂、从小规模到超大规模的发展过程,数字电路与系统设计方法也发生了很大的变化。利用EDA设计工具和可编程逻辑器件,采用标准的硬件描述语言已经成为数字逻辑设计技术的主流。
对于计算机、自动化、电子等专业,“数字逻辑与EDA设计”是一门非常重要的专业基础课。编者根据当前数字技术迅猛发展和工科院校实际的教学情况,结合自身多年从事本学科的教学实践经验,在编写本书时主要体现了以下特色。
(1)本书在介绍经典数字电子技术的基本概念、分析及设计理论的前提下,以现代数字电子技术设计流程为主线,利用先进的集成设计环境,对组合及时序等实用电路进行综合、简化和验证,通过大量完整实例描述了使用Verilog HDL进行超大规模集成电路设计的关键步骤以及设计验证方法等,并配套了由浅至深的实验题,旨在鼓励读者精通描述和验证他们的设计。
(2)注重验证及测试环节的学习,注重方法论的学习,强调理论与实际应用的结合,学有所用、学以致用是本书追求的目标。在读者初步掌握逻辑设计方法的基础上,本书进一步充实设计背景,鼓励读者精炼、明晰化并验证他们自己的设计。
(3)许多有关HDL的参考书都非常好,但其中多数定位于对语言语法的讲解,不太适合于课堂教学。而我们的着眼点主要放在使用HDL的设计方法上,这是本书的独特之处。
本书集中而有重点地介绍Verilog HDL语言,仅仅是为了支持设计实例的需要,书中列举的实例表明了在使用Verilog HDL的超大规模集成电路设计方法中如何应用关键步骤进行设计。
本书编写的主要内容如下。
① 讲解组合、时序逻辑的基本原理;
② 讲解基本组合、时序逻辑芯片的使用方法;
③ 介绍Verilog HDL的基本语法;
④ 介绍Verilog HDL在数字系统设计中的应用;
⑤ 着重讨论能使读者快速设计适于FPGA实现的电路描述方式;
⑥ 提供使用现代EDA设计工具进行高层次设计的实例。
本书由丁磊担任主编,张海笑、冯永晋、江志文也参与了本书的编写工作,其中丁磊统稿并负责第6、7章的编写,张海笑负责第1、2、3章的编写,冯永晋负责第4、5章的编写,江志文负责第8章的编写及全书的整理工作。林小平、邓杰航、李峥、张静、侯艳均对本书中的错漏提出了精准的修改意见,学生彭永李、叶钰羽、叶湖倩也参与了校稿工作。
本书编写过程中参考了国内外同行的大量文献,在此一并感谢。
由于编者的水平及能力所限,书中难免存在错漏之处,恳请读者批评指正。
编者邮箱:gzeking@sina.com。
编者
2018年4月于广州