内容简介

  这本畅销书以其严谨的学术态度和实际经验讲述了板级和VLSI系统中的数字设计基本原理和实践需求。以他在大学和工业界三十多年的经验,JohnWakerly直接指导了数千名电子工程的学生,通过他的书间接指导了数以万计的学生,并设计或管理了带来十亿美元以上收益的数字系统设计。第四版覆盖了所有通用的硬件描述语言,如ABEL、VHDL和Verilog。硬件描述语言几乎涵盖了所有的章节,但是都是以独立的节或小节的形式出现的。这使得学生和指导教师可以选择不学习或者学习其中的一种、多种或全部硬件描述语言。此外,新版本包含了大量新的练习,以及对基于硬件描述语言的设计的早期介绍。数百页的针对学生和教师的在线资源为《数字设计:原理与实践(第四版影印版)》一书提供了有力的支持。《数字设计:原理与实践(第四版影印版)》适用于作为一、二年级的数字逻辑设计课程教材。

作者简介

  JohnF.Wakerly,于美国斯坦福大学获得电子工程博士学位。他是思科公司广域网业务部主管工程项目的副总裁,且担任斯坦福大学的兼职教授。著有关于数字设计、微型计算机体系结构、计算机可靠性等方面的50余部著作,并在网络领域拥有13项专利。

目录

前言
1引论
1.1关于数字设计
1.2模拟与数字
1.3数字器件
1.4数字设计中的电子方面
1.5数字设计中的软件方面
1.6集成电路
1.7可编程逻辑器件
1.8专用集成电路
1.9印刷电路板
1.10数字设计层次
1.11以游戏之名
1.12进一步探讨
练习题

2数字系统和编码
2.1进位计数制
2.2八进制数和十六进制数
2.3常见的进位计数制转换
2.4非十进制数的加法和减法
2.5负数的表示法
2.5.1符号数值表示法
2.5.2补码系统
2.5.3基数补码表示法
2.5.4二进制补码表示法
2.5.5减1基补码表示法
2.5.6反码表示法
2.5.7余码表示法
2.6二进制补码的加法和减法
2.6.1加法法则
2.6.2图形表示
2.6.3溢出
2.6.4减法法则
2.6.5二进制补码和无符号二进制数
2.7反码的加法和减法
2.8二进制乘法
2.9二进制除法
2.10十进制数的二进制编码
2.11格雷码
2.12字符编码
2.13行为、条件和状态的编码
2.14n立方和距离
2.15检错码和纠错码
2.15.1检错码
2.15.2纠错码和多重检错码
2.15.3汉明码
2.15.4CRC码
2.15.5二维码
2.15.6校验和码
2.15.7n中取m码
2.16用于串行数据传输和存储的编码
2.16.1并行和串行数据
2.16.2串行线路编码
参考文献
练习题
习题

3数字电路
3.1逻辑信号和门
3.2逻辑系列
3.3CMOS逻辑
3.3.1CMOS逻辑电平
3.3.2MOS晶体管
3.3.3基本CMOS反相器电路
3.3.4.CMOS与非门和或非门
3.3.5扇入
3.3.6非反相门
3.3.7CMOS与或非门和或与非门
3.4CMOS电路的电气特性
3.4.1概述
3.4.2数据手册和规格
3.5CMOS的静态电气特性
3.5.1逻辑电平和噪声容限
3.5.2带有电阻负载时的电路特性
3.5.3非理想输入时的电路特性
3.5.4扇出
3.5.5负载效应
3.5.6无用输入
3.5.7CMOS器件的失效
3.6CMOS的动态电气特性
3.6.1转换时间
3.6.2传输延迟
3.6.3功耗
3.6.4电流尖峰和去耦电容
3.6.5感应效应
3.6.6同步转换和接地反弹
3.7其他CMOS输入输出结构
3.7.1传输门
3.7.2施密特触发输入
3.7.3三态输出
3.7.4漏极开路输出
3.7.5驱动LED
3.7.6多源总线
3.7.7线连逻辑
3.7.8上拉电阻
3.8CMOS逻辑系列
3.8.1HC和:HCT
3.8.2AHC和.AHCT
3.8.3HC、HCT、AHC和AHCT的电气特性
3.8.4AC和ACT
3.8.5FCT和FCT_T
3.8.6FCT_T的电气特性
3.9低压CMOS逻辑和接口
3.9.13.3VLTVTL和LVCMOS逻辑
3.9.25v容许输入
3.9.35v容许输出
3.9.4TTL/IVTL接口小结
3.9.5低于3.3V的逻辑电平
3.10双极逻辑
3.10.1二极管逻辑
3.10.2双极晶体管
3.10.3晶体管一晶体管逻辑
3.10.41TTL逻辑电平和噪声容限
3.10.5TTL扇出
3.10.6TTL逻辑系列
3.10.7一个TTL数据手册
3.10.8CMOS/TTL接口
3.10.9发射极耦合逻辑
参考文献
练习题
习题

4组合逻辑的设计原理
4.1开关代数
4.1.1公理
4.1.2单变量定理
4.1.3二变量定理和三变量定理
4.1.4n变量定理
4.1.5对偶性
4.1.6逻辑函数的标准表示
4.2组合电路分析
4.3组合电路综合
4.3.1电路描述和设计
……
5硬件描述语言
6组合逻辑的设计实践
7时序逻辑设计原理
8时序逻辑设计实践
9存储器、CPID和FPGA
参考文献
练习题
习题
索引

前言/序言

  20世纪末,以计算机和通信技术为代表的信息科学和技术对世界经济、科技、军事、教育和文化等产生了深刻影响。信息科学技术的迅速普及和应用,带动了世界范围信息产业的蓬勃发展,为许多国家带来了丰厚的回报。
  进入21世纪,尤其随着我国加入WTO,信息产业的国际竞争将更加激烈。我国信息产业虽然在20世纪末取得了迅猛发展,但与发达国家相比,甚至与印度、爱尔兰等国家相比,还有很大差距。国家信息化的发展速度和信息产业的国际竞争能力,最终都将取决于信息科学技术人才的质量和数量。引进国外信息科学和技术优秀教材,在有条件的学校推动开展英语授课或双语教学,是教育部为加快培养大批高质量的信息技术人才采取的一项重要举措。
  为此,教育部要求由高等教育出版社首先开展信息科学和技术教材的引进试点工作。同时提出了两点要求,一是要高水平,二是要低价格。在高等教育出版社和信息科学技术弓l进教材专家组的努力下,经过比较短的时间,第一批引进的20多种教材已经陆续出版。这套教材出版后受到了广泛的好评,其中有不少是世界信息科学技术领域著名专家、教授的经典之作和反映信息科学技术最新进展的优秀作品,代表了目前世界信息科学技术教育的一流水平,而且价格也是最优惠的,与国内同类自编教材相当。
  这项教材引进工作是在教育部高等教育司和高等教育出版社的共同组织下,由国内信息科学技术领域的专家、教授广泛参与,在对大量国外教材进行多次遴选的基础上,参考了国内和国外著名大学相关专业的课程设置进行系统引进的。其中,JohnWiley公司出版的贝尔实验室信息科学研究中心副总裁Silberschatz教授的经典著作《操作系统概念》,是我们经过反复谈判,做了很多努力才得以引进的。WilliamStallings先生曾编写了在美国深受欢迎的信息科学技术系列教材,其中有多种教材获得过美国教材和学术著作者协会颁发的计算机科学与工程教材奖,这批引进教材中就有他的两本著作。留美中国学者JiaweiHan先生的《数据挖掘》是该领域中具有里程碑意义的著作。由达特茅斯学院ThomasCormen和麻省理工学院、哥伦比亚大学的几位学者共同编著的经典著作《算法导论》,在经历了11年的锤炼之后于2001年出版了第二版。目前任教于美国Massachusetts大学的JamesKurose教授,曾在美国三所高校先后10次获得杰出教师或杰出教学奖,由他主编的《计算机网络》出版后,以其体系新颖、内容先进而备受欢迎。在努力降低引进教材售价方面,高等教育出版社做了大量和细致的工作。这套引进的教材体现了权威性、系统性、先进性和经济性等特点。
  教育部也希望国内和国外的出版商积极参与此项工作,共同促进中国信息技术教育和信息产业的发展。我们在与外商的谈判工作中,不仅要坚定不移地引进国外最优秀的教材,而且还要千方百计地将版权转让费降下来,要让引进教材的价格与国内自编教材相当,让广大教师和学生负担得起。中国的教育市场巨大,外国出版公司和国内出版社要通过扩大发行数量取得效益。
  在引进教材的同时,我们还应做好消化吸收,注意学习国外先进的教学思想和教学方法,提高自编教材的水平,使我们的教学和教材在内容体系上,在理论与实践的结合上,在培养学生的动手能力上能有较大的突破和创新。
  目前,教育部正在全国35所高校推动示范性软件学院的建设和实施,这也是加快培养信息科学技术人才的重要举措之一。示范性软件学院要立足于培养具有国际竞争力的实用性软件人才,与国外知名高校或著名企业合作办学,以国内外著名IT企业为实践教学基地,聘请国内外知名教授和软件专家授课,还要率先使用引进教材开展教学。
  我们希望通过这些举措,能在较短的时间,为我国培养一大批高质量的信息技术人才,提高我国软件人才的国际竞争力,促进我国信息产业的快速发展,加快推动国家信息化进程,进而带动整个国民经济的跨越式发展。

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