數位係統設計(五版一刷) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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圖書標籤:

• 數字係統設計
• 計算機組成原理
• 數字邏輯
• Verilog
• VHDL
• FPGA
• 數字電路
• 電子工程
• 高等教育
• 教材

　　本書內容由簡單的數位原理開始，經過閘、邏輯裝置、與暫存器等層次，最後以數位係統結構的設計做為結束。每章都以循序漸進的方式，慢慢帶領讀者如何利用前幾章的電路做為後幾章的基礎來完成新的設計，如此能使讀者更加明暸課程內容。

　　本書劃分為基本邏輯原理，序嚮電路設計與數位係統設計等三大部分。內容涵蓋數位原理、組閤邏輯、序嚮邏輯、係統設計、記憶裝置、係統界麵與基本的微處理機係統介紹，內容廣泛且符閤實用的要求，同時也兼具一般邏輯設計者與學生需求。

好的，以下是一份關於不包含《數位係統設計（五版一刷）》內容的圖書簡介，專注於其他相關技術領域，力求詳細且自然流暢： --- 書名：嵌入式係統架構與高性能電路設計 內容簡介 本書旨在深入探討現代電子係統設計中至關重要的兩個核心領域：嵌入式係統的高效架構構建以及高速數字電路的信號完整性與電源完整性挑戰。我們專注於提供麵嚮實踐的工程方法論，涵蓋從係統級抽象到具體晶體管級實現的關鍵技術點，幫助讀者構建齣兼具低功耗、高可靠性與卓越性能的新一代電子産品。 第一部分：現代嵌入式係統架構設計 本部分側重於解析當代復雜嵌入式係統的組織結構、設計流程與關鍵IP核的選擇與集成。我們不再局限於傳統的微控製器（MCU）編程範式，而是著眼於異構計算平颱的崛起。 第一章：異構計算平颱與係統級芯片（SoC）設計流程 本章詳細剖析瞭現代SoC的設計範式，區彆於傳統的單核或雙核架構。重點討論瞭如何有效地整閤CPU集群（如ARM Cortex係列）、高性能GPU、專用的DSP引擎以及可重構的FPGA/eFPGA模塊，以滿足特定應用（如AI推理、實時信號處理）的計算需求。內容涵蓋從係統級抽象（System-Level Modeling, SLM）到硬件描述語言（HDL）實現的全流程管理，強調IP復用與總綫架構的選擇，如AMBA AXI/ACE協議在高帶寬數據傳輸中的應用。 第二章：實時操作係統（RTOS）與任務調度優化 深入研究嵌入式實時係統的核心——RTOS。我們不僅介紹FreeRTOS、Zephyr等主流內核的基本概念，更側重於高級主題，例如確定性調度算法（如EDF、RMS的變種）、中斷延遲的最小化技術、以及如何在高並發多核環境中實現精確的上下文切換與資源同步，以滿足嚴苛的功能安全（Functional Safety）標準，如ISO 26262的要求。 第三章：低功耗設計策略與能效管理 在移動設備與物聯網（IoT）領域，功耗是決定産品生命周期的關鍵因素。本章係統性地介紹瞭從架構層到電路層的全方位低功耗設計技術。內容包括動態電壓與頻率調節（DVFS）、時鍾門控（Clock Gating）、電源門控（Power Gating）的實現細節。特彆探討瞭在多電壓域係統中，如何設計可靠的電平轉換器（Level Shifters）以及快速的電源狀態切換邏輯，確保係統在不同工作模式間無縫切換，同時避免亞穩態的發生。 第二部分：高性能數字電路與信號完整性 本部分是本書的技術核心，聚焦於確保高速數字信號在PCB上傳輸的質量，這是實現GHz級彆係統性能的物理基礎。我們將完全脫離簡單的開路/關斷驅動模型，轉而采用傳輸綫理論與電磁場分析。 第四章：高速傳輸綫的建模與阻抗匹配 本章詳述瞭PCB走綫作為無損或有損傳輸綫的物理特性。內容涵蓋特徵阻抗（Characteristic Impedance）的精確控製，包括單端與差分走綫的幾何結構（微帶綫、帶狀綫）對阻抗的影響。我們運用拉普拉斯域和傅裏葉變換來分析信號在傳輸綫上的反射與衰減，並詳細介紹瞭串聯匹配、並聯匹配等阻抗控製技術在實際布綫中的應用準則。 第五章：串擾（Crosstalk）分析與抑製 串擾是限製PCB集成密度的主要障礙。本章深入探討瞭相鄰走綫間電容耦閤和電感耦閤産生的串擾機製。通過近端（NEXT）和遠端（FEXT）串擾的數學模型分析，指導讀者如何通過優化走綫間距（Spacing）、使用屏蔽層（Guard Traces）以及控製拐角設計來有效降低耦閤噪聲，確保數據眼圖的質量。 第六章：電源完整性（PI）與去耦網絡設計 一個穩定可靠的供電係統是高速邏輯電路正常工作的先決條件。本部分將電源完整性視為信號完整性的一部分。內容包括：電源分配網絡（PDN）的建模，即如何將電源平麵（Power Plane）視為一個復雜的LC網絡。重點講解去耦電容的選擇、放置策略（從大容量到高頻陶瓷電容的混閤部署），以及如何使用時域反射計（TDR）和網絡分析儀（VNA）來測量和優化PDN的阻抗剖麵（Target Impedance Profile），以有效抑製電源噪聲和地彈（Ground Bounce）。 第七章：高速I/O接口的時序分析與抖動管理 本章聚焦於係統級接口的設計，如DDR存儲器接口與高速SerDes鏈路。內容包括：深入理解抖動（Jitter）的分類（確定性抖動DJ與隨機抖動RJ），其對建立時間（Tsu）和保持時間（Thold）裕度的侵蝕。我們教授如何利用眼圖測試（Eye Diagram Analysis）來量化信號質量，以及如何在PCB布局和源端/端接電路中應用預加重（Pre-emphasis）和均衡技術（Equalization）來補償信道損耗，從而保證高速串行鏈路的誤碼率（BER）滿足要求。 --- 本書麵嚮具有一定數字電路基礎的電子工程師、硬件設計師、固件架構師以及相關專業的高年級本科生和研究生。通過結閤係統級架構思維與底層物理效應的深刻理解，讀者將能夠設計齣性能更強、功耗更低、更具競爭力的復雜電子産品。 關鍵詞： 異構計算、SoC架構、實時調度、低功耗設計、信號完整性、電源完整性、傳輸綫、串擾抑製、高速I/O、抖動分析。

第一章數位設計概念
1.1近代數位設計
1.2數位係統
1.3設計流程
1.4硬體描述語言的角色

第二章數字係統與數碼
2.1數字係統錶示法
2.2十進位(基底10)數字係統
2.3二進位(基底2)數字係統
2.4其他數字係統
2.5不同基底數字係統間的轉換
2.6數字錶示法
2.7資料的錶示法
2.8數位碼

第三章基本邏輯原理
3.1布林代數導論
3.2各種邏輯閘
3.3布林代數的基本定理
3.4布林函數的錶示形式
3.5布林函數簡化的基本概念
3.6卡諾圖化簡法
3.7列錶法
3.8多輸齣函數的化簡

第四章組閤邏輯設計原理
4.1基本組閤邏輯電路
4.2組閤邏輯電路的分析方法
4.3組閤邏輯電路的設計程序
4.4 NAND閘與NOR閘的通用性

第五組閤邏輯裝置的設計
5.1積體電路實作
5.2半加器與全加器
5.3編碼器與解碼器
5.4多工器與解多工器
5.5同位電路
5.6比較器
5.7加法器與減法器

第六章序嚮邏輯設計原理
6.1序嚮邏輯電路導論
6.2閂
6.3正反器的組成形式
6.4序嚮邏輯電路的錶示方式
6.5同步序嚮邏輯電路分析
6.6同步序嚮邏輯電路設計
6.7不同型式的同步序嚮電路設計

第七章序嚮邏輯裝置的設計
7.1導論
7.2暫存器
7.3漣波計數器
7.4同步計數器
7.5移位暫存計數器
7.6串聯式計數器
7.7記憶裝置
7.8可程式邏輯裝置

第八章演算法狀態機與係統設計
8.1暫存器轉換邏輯
8.2程序控製的基本觀念
8.3演算法狀態機的設計方法
8.4通用的資料處理單元製作
8.5通用的控製單元製作

第九章可程式數位係統設計
9.1係統結構
9.2資料處理單元子係統的設計與實作
9.3控製單元子係統的設計與實作
9.4記憶體子係統的設計與實作

第十章計算機輔助設計概論
10.1設計流程
10.2可程式邏輯

導讀

　　本書內容涵蓋基本邏輯與數位係統設計原理，並且全部都是在閘與暫存器上進行這些工作。本書也將說明如何將理論構想，實際裝置與設計方法聚在一起而完成良好的數位係統設計工作。

评分☆☆☆☆☆

哇，這本《數位係統設計(五版一刷)》真是讓我驚豔！身為一個在颱灣學習電子工程的學生，我手邊的課本總是換瞭又換，但這本絕對是我讀過最紮實、最能帶我進入數位係統奧秘的一本。從一開始的邏輯閘基本概念，到後來像是FPGA應用、狀態機設計，每一個章節的循序漸進都非常到位，完全不會讓人覺得突兀或難以消化。書中的範例程式碼和電路圖都畫得非常清楚，而且附帶的解釋也夠詳盡，讓我這個初學者也能夠自己動手實作，驗證書中的理論。尤其讓我印象深刻的是，它對於一些比較進階的主題，例如時序分析和功耗最佳化，都有相當深入的探討，這對於我們未來要進入業界，或是想在學術上有所突破，都是非常寶貴的知識。我特別喜歡它在解釋複雜概念時，會舉齣很多生活化的例子，這讓枯燥的理論瞬間變得生動有趣。有時候就算課堂上老師講得有點模糊，翻開這本書，總能找到清晰的解答。它不隻是教科書，更像是一位耐心的導師，引導我一步步解開數位設計的奧秘。我強烈推薦所有對電子工程、電機工程，或是電腦科學感興趣的學生，都應該入手這本書，絕對是物超所值！

评分☆☆☆☆☆

說真的，《數位係統設計(五版一刷)》這本書，我身邊很多同學都推薦，入手後發現果然名不虛傳。它在處理一些較為抽象的數位概念時，例如像時序邏輯和組閤邏輯的差異，或是如何設計一個穩定的狀態機，都用瞭非常直觀且易於理解的方式來闡述。我印象最深刻的是它對於硬體描述語言(HDL)的介紹，它不隻是教你語法，更重要的是告訴你如何用HDL來「思考」電路設計，這點是很多其他書籍比較忽略的。書中還有很多關於實際電路設計中會遇到的問題，像是競態（race condition）和毛刺（glitch）的產生與排除，這些都是在實際專案開發中非常關鍵的知識，透過這本書的講解，我能更早地意識到這些潛在的問題，並學習如何預防。書本的結構安排也相當緊湊，沒有多餘的贅述，每一頁都充滿瞭實用的資訊。而且，它的排版設計非常人性化，重點部分會用粗體或不同的顏色標示齣來，閱讀起來非常輕鬆。這本不僅適閤在校生，對於剛踏入職場的工程師，或是想自學數位的自學者，也絕對是必備參考書，絕對能讓你少走很多彎路。

评分☆☆☆☆☆

這本《數位係統設計(五版一刷)》的編排方式，真的非常適閤我們這種需要快速掌握重點的颱灣學生。它不像有些書那樣，把所有東西都塞在一起，而是很有係統地將數位係統的建構拆解成不同層級，從最底層的邏輯元件，一路嚮上擴展到複雜的處理器架構。每一章節的開頭都會點明本章的學習目標，讀者一看就知道這節要學什麼，省去瞭不少摸索的時間。而每章結束後的習題，更是精華中的精華！有些題目設計得相當有挑戰性，需要你真正理解書中的概念纔能解齣來，做完這些題目，你會發現自己對數位的掌握程度又更上一層樓。書中的圖示和錶格也運用得非常恰當，我尤其喜歡它在介紹各種硬體描述語言(HDL)時，所提供的程式碼範例，跟著書本邊打邊跑，真的能感受到程式碼在模擬器裡跑動的魅力。對於我這種比較習慣動手做的人來說，這種實作導嚮的學習方式，真的太重要瞭。而且，這本書的印刷品質也很棒，紙張的觸感很好，久讀也不易疲勞。總體來說，這是一本既有深度又有廣度的教材，絕對是你在數位係統學習路上的得力助手，絕對不虛此行！

评分☆☆☆☆☆

坦白說，我找瞭很多關於數位係統設計的書，但《數位係統設計(五版一刷)》絕對是裡麵最能讓我產生共鳴的一本。它在解釋數值係統和邏輯代數這些基礎概念時，用瞭很多清晰易懂的方式，而且還會與時俱進地加入一些現代的範例，讓我感覺到這本書是真的與時俱進，而不是一本老舊的教科書。我特別欣賞它在講解狀態機設計的部分，從有限狀態機(FSM)的基本理論，到如何設計更複雜的Mealy和Moore機，書中都有非常詳盡的步驟和範例，讓我能夠自己動手完成各種狀態機的設計。而且，它在處理進階主題，例如如何優化電路效能、如何減少功耗，或是如何確保電路在不同時脈下的穩定性，都有非常實用的技巧和建議。我認為這本書的優點在於它不僅傳授瞭「是什麼」，更告訴瞭我們「為什麼」以及「如何做」，這對於我們在學習和解決實際問題時，非常有幫助。書中的插圖和圖錶都畫得非常精細，而且解說也很到位，讓我能夠快速理解複雜的電路架構。總結來說，這是一本非常優秀的教科書，絕對能夠幫助你在數位係統設計的領域打下堅實的基礎。

评分☆☆☆☆☆

這本《數位係統設計(五版一刷)》最讓我感到驚喜的地方，莫過於它在介紹數位電路設計的現代化方法時，所展現齣的前瞻性。它不僅涵蓋瞭基本的邏輯設計原則，更深入探討瞭如何利用先進的工具和技術來實現複雜的數位係統。特別是關於FPGA和ASIC的設計流程，書中詳細地介紹瞭從高階語言到硬體實現的整個過程，這對於我們現在學習，未來要接觸到的大規模數位晶片設計，可說是打下瞭非常紮實的基礎。我喜歡它在說明複雜演算法或架構時，會使用流程圖和類比來輔助，這讓抽象的技術概念變得更加具體。而且，它在講解過程中，對於一些效能考量、功耗限製，以及可靠性等實際工程問題，都有相當程度的著墨，這讓我在學習理論的同時，也能夠培養解決實際工程難題的思維。書本的內容組織也十分精煉，每一部分的論述都非常到位，不會讓人覺得鬆散。對於我這個想要在數位設計領域有所建樹的學生來說，這本書無疑是一份寶貴的指南，讓我能夠以更宏觀的視角來理解整個數位係統的設計生態。