基本信息
- 原书名：Digital Design: Principles and Practices, Fifth Edition
- 作者： （美）约翰·F. 韦克利（John F. Wakerly）
- 丛书名： 国外电子与电气工程技术丛书
- 出版社：机械工业出版社
- ISBN：9787111599418
- 上架时间：2018-10-29
- 出版日期：2018 年6月
- 开本：16开
- 版次：1-1
- 所属分类：工业技术 > 电工技术 > 电路 > 模拟、数字电子技术
教材 > 研究生/本科/专科教材 > 工学 > 电工电子
编辑推荐
全面更新，适用面广。囊括从基础理论到最新技术及其应用的几乎所有知识，适合作为电气工程、计算机工程或计算机科学专业的入门教材、进阶教材或实验教材。
夯实理论，突出实践。理论阐述详实，实践部分突出基于最新的Verilog的设计方法和技术。使读者不仅掌握完成数字设计所需的全面理论，还具备构建实际数字系统的能力。
繁简适度，时效性高。不再分散于多门语言，而是紧紧围绕主流语言Verilog补充了更多例子，并删减了关于TTL、SSI、MSI、74系列逻辑、CPLD以及卡诺图化简的内容。
重点清晰，逻辑性强。扩展性的章节均以星号标识，方便读者根据需要选择学习内容，页边栏部分同样经过精心编排，既强调了核心知识点，也包含很多有趣的讨论。
内容简介
本书是数字设计领域的经典教材，是作者牢固的理论功底、严谨的学术风范与丰富的实践经验的完美融合。本书第5版是作者经过十年的实践积累，在第4版的基础上从原理和实践两个方面全面讲述了数字设计的概念、理论、方法，以及最新的技术和实践。原理方面涵盖高级(HDL)、低级(电子电路)以及“广泛中间级”(门电路、触发器和一些较高级的数字设计构件)的多层次基础知识，更加方便不同专业的教学内容选取；实践方面专注于Verilog一种实现语言，强调基于FPGA的设计，并且添加了更多应用实例。
作译者
约翰·F.韦克利（John F.Wakerly）于斯坦福大学获得电子工程博士学位。他目前是思科系统公司广域网业务部主管工程项目的副总裁，还是斯坦福大学的兼职教授。他在数字设计、微型计算机体系结构、计算机可靠性等方面出版了50多部著作，并在电信与网络领域拥有13项专利。
目录
第1章 引言 1
1.1 关于数字设计 1
1.2 模拟与数字 3
1.3 模拟信号 7
1.4 数字逻辑信号 7
1.5 逻辑电路与门电路 9
1.6 数字设计的软件方面 13
1.7 集成电路 16
1.8 逻辑序列与CMOS 19
1.9 CMOS逻辑电路 20
1.10 可编程器件 25
1.11 专用集成电路 27
1.12 印制电路板 28
1.13 数字设计层次 29
1.14 数字设计的重要目标 33
1.15 继续学习 34
训练题 34
第2章 数制系统和编码 35
2.1 按位计数制系统 36
2.2 二进制、八进制和十六进制 37
1.1 关于数字设计 1
1.2 模拟与数字 3
1.3 模拟信号 7
1.4 数字逻辑信号 7
1.5 逻辑电路与门电路 9
1.6 数字设计的软件方面 13
1.7 集成电路 16
1.8 逻辑序列与CMOS 19
1.9 CMOS逻辑电路 20
1.10 可编程器件 25
1.11 专用集成电路 27
1.12 印制电路板 28
1.13 数字设计层次 29
1.14 数字设计的重要目标 33
1.15 继续学习 34
训练题 34
第2章 数制系统和编码 35
2.1 按位计数制系统 36
2.2 二进制、八进制和十六进制 37
前言
本书写给所有需要设计和构建真正的数字电路的读者。为达到这个目的，读者必须掌握数字电路的基本原理，同时理解它们在真实世界中是如何运转的。正是基于这一理念，我们选取了“原理与实践”这两大主题。
在过去的30年里，随着集成电路的速度和集成度的快速提高，数字设计实践经历了重大转变。过去，数字设计者用成千甚至上万的门电路和触发器来构建系统，因此专业课程的重点就是如何最小化和有效地利用芯片及板级资源。
今天，一个芯片可以包含几千万个晶体管，并且可以通过编程来构建片上系统。过去要实现这样的系统，需要用几百个包含上百万单个门电路和触发器的分立芯片。如今，产品开发能否成功更多地取决于设计团队正确、完整地定义产品详细功能的能力，而不是将需要的所有电路集成到一块电路板或芯片上的能力。因此，现代专业课程的重点是设计方法论和软件工具，包括硬件描述语言（HDL）。设计团队利用HDL便可以完成超大型分层数字系统的设计。
借助HDL，一方面可以看到典型设计的抽象层次变得更高，超越了单个门电路和触发器的层次。但与此同时，芯片级和电路板级数字电路的速度和集成度的提高，也迫使设计者必须在较低的电子电路级提升竞争力。
大多数优秀的数字设计师都精通或者至少熟悉上述两个抽象层次。本书提供了高级（HDL）、低级（电子电路）以及“广泛中间级”（门电路、触发器和一些较高级的数字设计构件）的多层次基础知识。
目标读者
本书可以作为电气工程、计算机工程或计算机科学专业数字逻辑设计课程的入门教材或中级教材。对于计算机科学专业的学生，如果不熟悉基本电子学概念或者对数字器件的电气特性不感兴趣，可以跳过第14章，书中其他章节基本上都不需要这一章内容作为预备知识。另一方面，具有基本电子学基础的读者，则可通过阅读第14章来快速掌握数字电子学知识。
虽然本书是入门级的，但却比普通的入门教材包含更多内容。我希望常规课程采用书中不超过三分之二的材料，但是，每门课程所用到的是不同的三分之二。因此，请各位教师或读者按照自己的需要决定阅读内容。为了帮助大家做选择，我已经在可选章节的标题上打了星号。一般情况下，可以跳过这些章节而不影响后续必选章节的内容连贯性。此外，矩形文本框（如下所示）中的材料也是可以跳过的。
这是一个简单 一些读者抱怨之前的版本太厚了，我缩减了这一版的篇幅，但依然要提醒大家注意：
的文本框示例 不必一字不落地读完所有内容，打星号的章节都可以略过。
写在这种框里的内容通常也可以略过。
我要求出版社调大了字号（本书采用11磅字，而大部分科技类教材都采用10磅字），这样不仅阅读起来更加舒服，而且图表的位置也更加合理。随手翻开一页，你会发现大部分图表和对图表内容的讲解都位于同一页。（我亲自做的排版工作，着实花了一番心血。）
本书的主题非常全面，在学习后续课程时，你可以再回头翻看相关知识点，甚至参加工作后，依然能从书里学到新东西。不过，教科书总会过时，难逃被丢进垃圾桶的厄运，但也有些“幸运儿”成了书架上的藏品，它的命运最终将系于读者之手。
有些课程会把本书当作中级教程或实验课本来使用。高年级学生可以跳过基础内容而直接进入感兴趣的章节。一旦掌握了基础知识，你会发现Verilog数字设计实例中包含更多重要的和有趣的知识。
建议读者好好利用贯穿全书的页边注释，这将帮助你把握重要的定义和知识点。
各章内容概述
接下来简短介绍一下本书15章的主要内容。这可能会让你想起一般软件指南中所说的，“写给不喜欢阅读手册的人”。看过这部分后，也许你就不必阅读本书的剩余内容了。
第1章给出了一些基本定义和重要主题的预览，还有一点关于数字电路的内容，使读者在不深入阅读第14章的情况下可以顺利学习其他内容。
第2章介绍二进制数制和编码。在软件课程中已经熟悉二进制数制的读者，仍需要阅读2.10～2.13节，以便理解硬件是如何使用二进制编码的。高年级学生可以阅读2.14节和2.15节，其中清楚地介绍了检错码。每个读者都应该阅读2.16.1节，因为在许多现代系统中都要用到它。
第3章讲解组合逻辑设计原理，包括开关代数、组合电路分析、综合与最小化。
在过去的30年里，随着集成电路的速度和集成度的快速提高，数字设计实践经历了重大转变。过去，数字设计者用成千甚至上万的门电路和触发器来构建系统，因此专业课程的重点就是如何最小化和有效地利用芯片及板级资源。
今天，一个芯片可以包含几千万个晶体管，并且可以通过编程来构建片上系统。过去要实现这样的系统，需要用几百个包含上百万单个门电路和触发器的分立芯片。如今，产品开发能否成功更多地取决于设计团队正确、完整地定义产品详细功能的能力，而不是将需要的所有电路集成到一块电路板或芯片上的能力。因此，现代专业课程的重点是设计方法论和软件工具，包括硬件描述语言（HDL）。设计团队利用HDL便可以完成超大型分层数字系统的设计。
借助HDL，一方面可以看到典型设计的抽象层次变得更高，超越了单个门电路和触发器的层次。但与此同时，芯片级和电路板级数字电路的速度和集成度的提高，也迫使设计者必须在较低的电子电路级提升竞争力。
大多数优秀的数字设计师都精通或者至少熟悉上述两个抽象层次。本书提供了高级（HDL）、低级（电子电路）以及“广泛中间级”（门电路、触发器和一些较高级的数字设计构件）的多层次基础知识。
目标读者
本书可以作为电气工程、计算机工程或计算机科学专业数字逻辑设计课程的入门教材或中级教材。对于计算机科学专业的学生，如果不熟悉基本电子学概念或者对数字器件的电气特性不感兴趣，可以跳过第14章，书中其他章节基本上都不需要这一章内容作为预备知识。另一方面，具有基本电子学基础的读者，则可通过阅读第14章来快速掌握数字电子学知识。
虽然本书是入门级的，但却比普通的入门教材包含更多内容。我希望常规课程采用书中不超过三分之二的材料，但是，每门课程所用到的是不同的三分之二。因此，请各位教师或读者按照自己的需要决定阅读内容。为了帮助大家做选择，我已经在可选章节的标题上打了星号。一般情况下，可以跳过这些章节而不影响后续必选章节的内容连贯性。此外，矩形文本框（如下所示）中的材料也是可以跳过的。
这是一个简单 一些读者抱怨之前的版本太厚了，我缩减了这一版的篇幅，但依然要提醒大家注意：
的文本框示例 不必一字不落地读完所有内容，打星号的章节都可以略过。
写在这种框里的内容通常也可以略过。
我要求出版社调大了字号（本书采用11磅字，而大部分科技类教材都采用10磅字），这样不仅阅读起来更加舒服，而且图表的位置也更加合理。随手翻开一页，你会发现大部分图表和对图表内容的讲解都位于同一页。（我亲自做的排版工作，着实花了一番心血。）
本书的主题非常全面，在学习后续课程时，你可以再回头翻看相关知识点，甚至参加工作后，依然能从书里学到新东西。不过，教科书总会过时，难逃被丢进垃圾桶的厄运，但也有些“幸运儿”成了书架上的藏品，它的命运最终将系于读者之手。
有些课程会把本书当作中级教程或实验课本来使用。高年级学生可以跳过基础内容而直接进入感兴趣的章节。一旦掌握了基础知识，你会发现Verilog数字设计实例中包含更多重要的和有趣的知识。
建议读者好好利用贯穿全书的页边注释，这将帮助你把握重要的定义和知识点。
各章内容概述
接下来简短介绍一下本书15章的主要内容。这可能会让你想起一般软件指南中所说的，“写给不喜欢阅读手册的人”。看过这部分后，也许你就不必阅读本书的剩余内容了。
第1章给出了一些基本定义和重要主题的预览，还有一点关于数字电路的内容，使读者在不深入阅读第14章的情况下可以顺利学习其他内容。
第2章介绍二进制数制和编码。在软件课程中已经熟悉二进制数制的读者，仍需要阅读2.10～2.13节，以便理解硬件是如何使用二进制编码的。高年级学生可以阅读2.14节和2.15节，其中清楚地介绍了检错码。每个读者都应该阅读2.16.1节，因为在许多现代系统中都要用到它。
第3章讲解组合逻辑设计原理，包括开关代数、组合电路分析、综合与最小化。
