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第1章 可编程逻辑介绍1

1.1本书引言1

1.2电子电路：模拟和数字5

1.2.1引言5

1.2.2连续时间与离散时间5

1.2.3模拟与数字7

1.3数字逻辑的历史8

1.4可编程逻辑与离散逻辑10

1.5可编程逻辑器件与处理器12

1.6可编程逻辑的类型14

1.6.1简单可编程逻辑器件（SPLD）14

1.6.2复杂可编程逻辑器件（CPLD）15

1.6.3现场可编程门阵列（FPGA）16

1.7 PLD配置技术17

1.8可编程逻辑供应商19

1.9可编程逻辑的设计方法和工具19

1.9.1引言19

1.9.2典型的PLD设计流程20

1.10技术趋势21

参考文献22

习题23

第2章 电子系统设计25

2.1引言25

2.2串行产品开发过程与并行工程过程30

2.2.1引言30

2.2.2串行产品开发过程30

2.2.3并行工程过程31

2.3流程图32

2.4框图34

2.5 Gajski-Kuhn图35

2.6硬件-软件协同设计36

2.7正式验证37

2.8嵌入式系统和实时操作系统38

2.9电子系统级设计39

2.10创建设计规范40

2.11统一建模语言40

2.12阅读元件数据手册（Data Sheet）42

2.13数字输入／输出43

2.13.1引言43

2.13.2逻辑值定义45

2.13.3噪声容限47

2.13.4逻辑电路连接48

2.14并行和串行接口52

2.14.1引言52

2.14.2并行I/O55

2.14.3串行I/O57

2.15系统复位60

2.16系统时钟62

2.17电源62

2.18功率管理64

2.19印制电路板和多芯片组件64

2.20片上系统和系统级封装66

2.21机电一体化系统66

2.22知识产权67

2.23 CE和FCC标志68

参考文献69

习题70

第3章PCB设计72

3.1引言72

3.2什么是PCB73

3.2.1定义73

3.2.2 PCB的结构74

3.2.3典型元件81

3.3设计、生产和测试83

3.3.1 PCB设计83

3.3.2 PCB生产87

3.3.3 PCB测试87

3.4环境因素88

3.4.1引言88

3.4.2 WEEE法令88

3.4.3 RoHS法令89

3.4.4无铅焊剂89

3.4.5电磁兼容性89

3.5 PCB设计案例研究89

3.5.1概述89

3.5.2系统概述90

3.5.3 CPLD开发板91

3.5.4 LCD和十六进制键盘93

3.5.5 PC接口板95

3.5.6数字I／O板96

3.5.7模拟I／O板98

3.6技术趋势100

参考文献100

习题101

第4章 设计语言103

4.1引言103

4.2软件编程语言104

4.2.1引言104

4.2.2 C语言104

4.2.3 C+++106

4.2.4 Java107

4.2.5 Visual Basic109

4.2.6脚本语言110

4.2.7 PHP111

4.3硬件描述语言113

4.3.1引言113

4.3.2 VHDL113

4.3.3 Verilog-HDL116

4.3.4 Verilog-A117

4.3.5 VHDL-AMS119

4.3.6 Verilog-AMS121

4.4 SPICE121

4.5 SystemC123

4.6 SystemVerilog123

4.7数学建模工具123

参考文献125

习题127

第5章 数字逻辑设计概论128

5.1引言128

5.2数字系统131

5.2.1引言131

5.2.2十进制与无符号二进制之间的转换132

5.2.3有符号的二进制数133

5.2.4格雷码137

5.2.5 BCD码137

5.2.6八进制与二进制之间的转换138

5.2.7十六进制与二进制之间的转换139

5.3二进制数据处理143

5.3.1引言143

5.3.2逻辑运算143

5.3.3布尔代数144

5.3.4组合逻辑门146

5.3.5真值表147

5.4组合逻辑设计152

5.4.1引言152

5.4.2与非逻辑和或非逻辑161

5.4.3卡诺图162

5.4.4无关项167

5.5时序逻辑设计167

5.5.1引言167

5.5.2电平敏感锁存器和边沿触发的触发器170

5.5.3 D锁存器和D型触发器170

5.5.4计数器设计174

5.5.5状态机设计186

5.5.6摩尔机和米利机的比较193

5.5.7移位寄存器195

5.5.8数字扫描路径195

5.6存储器197

5.6.1引言197

5.6.2随机存取存储器RAM198

5.6.3只读存储器ROM199

参考文献200

习题201

第6章VHDL数字逻辑设计介绍204

6.1引言204

6.2基于HDL的设计204

6.3设计输入方法207

6.3.1引言207

6.3.2原理图输入207

6.3.3 HDL设计输入209

6.4逻辑综合209

6.5实体、结构体、包以及配置211

6.5.1引言211

6.5.2与门（AND Gate）例子211

6.5.3代码注释217

6.6第一个设计218

6.6.1引言218

6.6.2数据流描述例子219

6.6.3行为描述例子220

6.6.4结构化描述例子222

6.7信号与变量226

6.7.1引言226

6.7.2例子：带中间信号的结构体228

6.7.3例子：带内部变量的结构体230

6.8类属231

6.9保留字235

6.10数据类型236

6.11并发语句与顺序语句237

6.12循环和程序控制238

6.13 VHDL的编码风格239

6.14组合逻辑设计240

6.14.1引言240

6.14.2复杂逻辑门240

6.14.3一位半加器241

6.14.4 4选1多路器243

6.14.5温度计-二进制编码器248

6.14.6 7段显示驱动249

6.14.7三态缓冲器256

6.15时序逻辑设计260

6.15.1引言260

6.15.2锁存器与触发器261

6.15.3计数器设计265

6.15.4状态机设计269

6.16存储器278

6.16.1介绍278

6.16.2随机存储器278

6.16.3只读存储器280

6.17无符号运算与有符号运算282

6.17.1引言282

6.17.2加法器示例283

6.17.3乘法器示例285

6.18设计验证：VHDL测试平台289

6.19文件I／O式测试平台开发291

参考文献300

习题301

第7章 数字信号处理导论303

7.1引言303

7.2 Z变换317

7.3数字控制326

7.4数字滤波336

7.4.1引言336

7.4.2无限冲激响应滤波器341

7.4.3有限冲激响应滤波器342

参考文献343

习题343

第8章 数字逻辑与现实世界的接口：A／D转换、D／A转换和电力电子技术345

8.1引言345

8.2数模转换349

8.2.1概述349

8.2.2 DAC特性351

8.2.3 DAC类型355

8.2.4 DAC控制例子358

8.3模数转换362

8.3.1引言362

8.3.2 ADC特性364

8.3.3 ADC的类型366

8.3.4信号混叠370

8.4电力电子器件371

8.4.1概述371

8.4.2二极管372

8.4.3功率晶体管374

8.4.4晶闸管380

8.4.5栅极可关断晶闸管387

8.4.6非对称晶闸管387

8.4.7双向晶闸管388

8.5散热和散热器389

8.6运算放大器电路391

参考文献392

习题393

第9章 电子系统测试394

9.1引言394

9.2集成电路测试397

9.2.1引言397

9.2.2数字集成电路测试399

9.2.3模拟集成电路测试402

9.2.4模数混合集成电路测试404

9.3印制电路板测试405

9.4边界扫描测试406

9.5软件测试410

参考文献411

习题412

第10章 系统级设计413

10.1引言413

10.2电子系统级设计417

10.3案例分析1：直流电机控制421

10.3.1引言421

10.3.2电机控制系统概述421

10.3.3 MATLAB／Simulink模型创建和仿真423

10.3.4将设计转换为VHDL425

10.3.5结语438

10.4案例分析2：数字滤波器设计439

10.4.1引言439

10.4.2滤波器概述441

10.4.3 MATLAB／Simulink模型创建和仿真441

10.4.4设计转化为VHDL442

10.4.5结语449

10.5自动转换449

10.6未来发展方向450

参考文献450

习题451

其他参考文献452

书籍452

期刊、会议、会议论文454

互联网资源455

器件手册456

标准456

其他457

术语表458