数字逻辑基础与Verilog设计（原书第3版）
使用本教材的高校
国内数字逻辑方面图书中的经典，口碑非常好。更新了新的Verilog到现场可编程门阵（FPGA）设计和复杂可编程逻辑器件（CPLD）。
基本信息
- 原书名：Fundamentals of Digital Logic with Verilog Design, 3rd Edition
- 作者： （加）斯蒂芬·布朗（Stephen Brown）, （加）斯万克·瓦拉纳西（Zvonko Vranesic）
- 译者： 吴建辉
- 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：9787111537281
- 上架时间：2016-5-26
- 出版日期：2016 年6月
- 开本：16开
- 版次：1-1
- 所属分类：计算机 > 计算机控制与仿真 > 数字逻辑
教材
编辑推荐
《国外电子与电气工程技术丛书:数字逻辑基础与Verilog设计(原书第3版)》是为“数字逻辑设计”课程编写的入门教材，这门课是电气工程和计算机专业的基础课程。《国外电子与电气工程技术丛书:数字逻辑基础与Verilog设计(原书第3版)》适合作为高等院校电子和计算机工程专业的数字电路教材，也适合相关专业人士参考。
内容简介
作译者
斯蒂芬·布朗（Stephen Brown）本科毕业于加拿大布伦斯维克大学，获得电子工程学士学位，此后就读于多伦多大学并取得电子工程硕士和博士学位，于1992年进入多伦多大学任教，目前为该校电子与计算机工程系教授，同时在Altera公司发起的国际大学计划中担任理事职务。
研究领域包括现场可编程VLSI技术以及计算机结构，曾获得由加拿大自然科学与工程研究委员会颁发的1992年最佳博士论文奖，并且发表了超过100篇的科研论文。
在电子工程、计算机工程以及计算机科学相关课程方面获得过5次优异教学成果奖，并且与他人合编了两本知名教材：《Fundamentals of Digital Logic with VHDL Design》（第3版）以及《FieldProgrammable Gate Arrays》。
斯万克·瓦拉纳西（Zvonko Vranesic）拥有多伦多大学电子工程学士、硕士和博士学位。1963~1965年在位于安大略省布拉马里的北方电力有限公司担任设计工程师；1968年进入多伦多大学任教，现为该校电子与计算机工程系以及计算机科学系的荣誉退休教授；1978~1979年为英国剑桥大学的高级访问学者；1984~1985年为巴黎第六大学的访问学者；1995~2000年担任多伦多大学工程科学部主席，同时还参与了Altera公司多伦多科技中心组织的研发工作。
目前的研究领域包括计算机架构以及现场可编程VLSI技术研究。
除了本书之外，与他人合编了另外3本知名教材：《Computer Organization and Embedded Systems》（第6版），《Microcomputer Structures》与《FieldProgrammable Gate Arrays》。1990年由于指导本科生实验的创新和杰出贡献而获得怀顿（Wighton）奖金；2004年获得由多伦多大学应用科学和工程教师组织颁发的教学奖。
此外，他曾多次代表加拿大出席国际象棋大赛，并被冠以“国际象棋大师”的头衔。
研究领域包括现场可编程VLSI技术以及计算机结构，曾获得由加拿大自然科学与工程研究委员会颁发的1992年最佳博士论文奖，并且发表了超过100篇的科研论文。
在电子工程、计算机工程以及计算机科学相关课程方面获得过5次优异教学成果奖，并且与他人合编了两本知名教材：《Fundamentals of Digital Logic with VHDL Design》（第3版）以及《FieldProgrammable Gate Arrays》。
斯万克·瓦拉纳西（Zvonko Vranesic）拥有多伦多大学电子工程学士、硕士和博士学位。1963~1965年在位于安大略省布拉马里的北方电力有限公司担任设计工程师；1968年进入多伦多大学任教，现为该校电子与计算机工程系以及计算机科学系的荣誉退休教授；1978~1979年为英国剑桥大学的高级访问学者；1984~1985年为巴黎第六大学的访问学者；1995~2000年担任多伦多大学工程科学部主席，同时还参与了Altera公司多伦多科技中心组织的研发工作。
目前的研究领域包括计算机架构以及现场可编程VLSI技术研究。
除了本书之外，与他人合编了另外3本知名教材：《Computer Organization and Embedded Systems》（第6版），《Microcomputer Structures》与《FieldProgrammable Gate Arrays》。1990年由于指导本科生实验的创新和杰出贡献而获得怀顿（Wighton）奖金；2004年获得由多伦多大学应用科学和工程教师组织颁发的教学奖。
此外，他曾多次代表加拿大出席国际象棋大赛，并被冠以“国际象棋大师”的头衔。
目录
出版者的话
译者序
前言
作者简介
第1章引言1
11数字硬件1
12设计流程3
13计算机结构4
14本书中的逻辑电路设计5
15信息的数字化表示5
16理论与实践9
习题10
参考文献10
第2章逻辑电路导论11
21变量与函数11
22反相12
23真值表13
24逻辑门和网络14
25布尔代数17
26利用“与”门、“或”门和“非”门进行综合23
译者序
前言
作者简介
第1章引言1
11数字硬件1
12设计流程3
13计算机结构4
14本书中的逻辑电路设计5
15信息的数字化表示5
16理论与实践9
习题10
参考文献10
第2章逻辑电路导论11
21变量与函数11
22反相12
23真值表13
24逻辑门和网络14
25布尔代数17
26利用“与”门、“或”门和“非”门进行综合23
译者序
本书的作者Stephen Brown与Zvonko Vranesic为电气工程专业的博士，长期从事数字逻辑、现场可编程VLSI技术等领域的科研与教学工作，积累了丰富的实践经验，并将这些经验融合到本书中，撰写了一本科教有效结合的教材。
与其他数字逻辑类书籍不同，本书重点介绍多种逻辑电路及用硬件描述语言Verilog实现对应电路的方法，涉及的知识面很广，以较强的逻辑性将这些知识紧密联系在一起，以自下而上的方式介绍简单的单元电路以及构建复杂的电子系统，内容循序渐进。其中，第1~5章介绍了数字电路的基本知识，即数字电路设计流程、逻辑电路基础、算术运算电路、组合电路、存储元件等；第6~11章介绍了实际数字系统设计的各种知识，如同步时序电路、逻辑功能优化、异步时序电路、完整的CAD电路设计流程以及电路测试等。另外附录介绍了Verilog的基本特性及电路实现技术，可方便读者的学习与理解。每章末尾的习题反映了对应章的知识点，有利于加深读者对于所学知识点的理解，同时对于重要的题目给出了相应的参考答案，方便初学者巩固知识点。
本书中的例题非常具有代表性，涉及很多设计细节，非常适合作为工程实践人员的入门参考。
本书的翻译工作主要是在东南大学吴建辉的组织下完成的，多位教师与研究生参与了此项工作，虽经认真校对，由于译者水平有限，仍难免存在不妥之处，希望读者不吝赐教。
吴建辉
与其他数字逻辑类书籍不同，本书重点介绍多种逻辑电路及用硬件描述语言Verilog实现对应电路的方法，涉及的知识面很广，以较强的逻辑性将这些知识紧密联系在一起，以自下而上的方式介绍简单的单元电路以及构建复杂的电子系统，内容循序渐进。其中，第1~5章介绍了数字电路的基本知识，即数字电路设计流程、逻辑电路基础、算术运算电路、组合电路、存储元件等；第6~11章介绍了实际数字系统设计的各种知识，如同步时序电路、逻辑功能优化、异步时序电路、完整的CAD电路设计流程以及电路测试等。另外附录介绍了Verilog的基本特性及电路实现技术，可方便读者的学习与理解。每章末尾的习题反映了对应章的知识点，有利于加深读者对于所学知识点的理解，同时对于重要的题目给出了相应的参考答案，方便初学者巩固知识点。
本书中的例题非常具有代表性，涉及很多设计细节，非常适合作为工程实践人员的入门参考。
本书的翻译工作主要是在东南大学吴建辉的组织下完成的，多位教师与研究生参与了此项工作，虽经认真校对，由于译者水平有限，仍难免存在不妥之处，希望读者不吝赐教。
吴建辉
前言
本书面向数字逻辑设计的入门课程，这门课程是大多数电子和计算机工程专业的一门基础课程。一个成功的数字逻辑电路设计者首先必须深入了解其基本概念，并且能够牢固掌握基于计算机辅助设计（CAD）工具的现代设计方法。
本书的主要目的为：1）通过典型的数字电路手工设计方法教给学生基本概念；2）清晰地展示当今采用CAD工具设计数字电路的方法。虽然目前除了少数情况外已经不再采用手工方法进行设计，但我们仍想通过教授这些手工设计技术，使学生对如何设计数字电路有一个感性的认识；并且手工设计方法能对CAD工具实现的功能进行很好的解释，使学生体会到自动设计的优势。本书通过简单的电路设计案例引出其基本概念，这些案例都同时采用手工方法和现代CAD方法设计。在建立了基本概念后，提供了更多基于CAD工具的复杂例子。因此，本书的重点仍然放在现代设计方法上，以说明当今数字电路是如何设计的。
技术
本书将讨论现代数字电路实现技术，重点为教科书中最适合采用的可编程逻辑器件（PLD），其原因主要表现在两个方面：第一，PLD在实际设计中被广泛采用，并且适合于各种数字电路设计，事实上，从某些方面看学生们在他们的职业生涯中更喜欢基于PLD进行设计而不是任何别的技术；第二，可以通过最终用户的编程在PLD上实现电路。因此，在实验室中可以提供给学生一个机会，即基于实际芯片来实现书中的设计例子；学生也可以用自己的计算机仿真所设计电路的性能。为了达到设计目的，我们采用最常见的PLD：复杂可编程逻辑器件（CPLD）和现场可编程逻辑阵列（FPGA）。
在逻辑电路的具体设计中，我们强调硬件描述语言（HDL）的使用，因为基于HDL的方法在实际应用中是最有效的。我们还详细介绍了IEEE标准的Verilog HDL语言，并且在例子中广泛使用。
本书内容
本书第3版的结构进行了较大的改进，第1～6章覆盖一个学期内该课程所需讲述的所有内容，而第7～11章则介绍更先进的内容。
第1章概述了数字系统的设计流程，讨论了设计流程中的关键步骤，解释了如何运用CAD工具自动实现所要求的众多工作；同时介绍了数字信息的表示方式。
第2章介绍了逻辑电路的基本知识，展示了如何使用布尔代数表示逻辑电路；介绍了逻辑电路综合和优化的概念，展示了如何使用逻辑门实现简单电路。第一次向读者展现Verilog，一个可用于描述逻辑电路的硬件描述语言例子。
第3章重点讲述了算术运算电路，讨论了数字系统中数字的表示方式，并说明了这样的数字如何运用到逻辑电路中。另外，该章还阐述了如何使用Verilog详细描述所期望的功能，以及CAD工具如何提供开发所期望电路的机制。
第4章介绍了用作构建模块的组合电路，包括编码器、译码器及多路选择器。这些电路非常便于阐明众多借助Verilog构建的应用，给读者提供了一个揭示Verilog更多高级特性的机会。
第5章介绍了存储单元，讨论了采用触发器实现的规则结构，如移位寄存器和计数器，并给出了这些结构的Verilog描述。
第6章详细阐明了同步时序电路（有限状态机），解释了这些电路的行为，并介绍了用手工和自动两种方法进行实际设计开发的技术。
第7章讨论了系统设计中经常遇到的问题及其解决办法，介绍了一个较大规模的数字系统层次化设计的例子，并给出了完整的Verilog代码。
第8章介绍了逻辑功能优化实现的更加先进的技术，提供了优化算法；解释了如何与二元决策图一样使用一种立方体表示法指定逻辑功能。
第9章讨论了异步时序电路。虽然没有面面俱到地叙述，但清晰展示了时序电路的主要特性。尽管异步时序电路在实际中的应用并不是很广泛，但是它们提供了一个深刻理解数字电路操作的非常好的途径。该章还展示了可能存在于电路结构内部的传播延迟和冒险竞争。
第10章给出了设计者在设计、实现及测试数字电路过程中经历的一个完整的CAD流程。
第11章介绍了电路的测试。逻辑电路的设计者必须清楚意识到电路测试的必要性，至少应熟悉测试最基本的知识。
附录A总结了完整的Verilog特性。整本书中都使用了Verilog，该附录便于读者在编写Verilog代码时随时查阅与参考。
附录B给出了数字电路的电特性，展示了如何采用晶体管搭建基本的门电路，介绍了影响电路性能的各种因素。该附录重点讨论了最新的技术，同时介绍了CMOS工艺和可编程逻辑器件。
本书的主要目的为：1）通过典型的数字电路手工设计方法教给学生基本概念；2）清晰地展示当今采用CAD工具设计数字电路的方法。虽然目前除了少数情况外已经不再采用手工方法进行设计，但我们仍想通过教授这些手工设计技术，使学生对如何设计数字电路有一个感性的认识；并且手工设计方法能对CAD工具实现的功能进行很好的解释，使学生体会到自动设计的优势。本书通过简单的电路设计案例引出其基本概念，这些案例都同时采用手工方法和现代CAD方法设计。在建立了基本概念后，提供了更多基于CAD工具的复杂例子。因此，本书的重点仍然放在现代设计方法上，以说明当今数字电路是如何设计的。
技术
本书将讨论现代数字电路实现技术，重点为教科书中最适合采用的可编程逻辑器件（PLD），其原因主要表现在两个方面：第一，PLD在实际设计中被广泛采用，并且适合于各种数字电路设计，事实上，从某些方面看学生们在他们的职业生涯中更喜欢基于PLD进行设计而不是任何别的技术；第二，可以通过最终用户的编程在PLD上实现电路。因此，在实验室中可以提供给学生一个机会，即基于实际芯片来实现书中的设计例子；学生也可以用自己的计算机仿真所设计电路的性能。为了达到设计目的，我们采用最常见的PLD：复杂可编程逻辑器件（CPLD）和现场可编程逻辑阵列（FPGA）。
在逻辑电路的具体设计中，我们强调硬件描述语言（HDL）的使用，因为基于HDL的方法在实际应用中是最有效的。我们还详细介绍了IEEE标准的Verilog HDL语言，并且在例子中广泛使用。
本书内容
本书第3版的结构进行了较大的改进，第1～6章覆盖一个学期内该课程所需讲述的所有内容，而第7～11章则介绍更先进的内容。
第1章概述了数字系统的设计流程，讨论了设计流程中的关键步骤，解释了如何运用CAD工具自动实现所要求的众多工作；同时介绍了数字信息的表示方式。
第2章介绍了逻辑电路的基本知识，展示了如何使用布尔代数表示逻辑电路；介绍了逻辑电路综合和优化的概念，展示了如何使用逻辑门实现简单电路。第一次向读者展现Verilog，一个可用于描述逻辑电路的硬件描述语言例子。
第3章重点讲述了算术运算电路，讨论了数字系统中数字的表示方式，并说明了这样的数字如何运用到逻辑电路中。另外，该章还阐述了如何使用Verilog详细描述所期望的功能，以及CAD工具如何提供开发所期望电路的机制。
第4章介绍了用作构建模块的组合电路，包括编码器、译码器及多路选择器。这些电路非常便于阐明众多借助Verilog构建的应用，给读者提供了一个揭示Verilog更多高级特性的机会。
第5章介绍了存储单元，讨论了采用触发器实现的规则结构，如移位寄存器和计数器，并给出了这些结构的Verilog描述。
第6章详细阐明了同步时序电路（有限状态机），解释了这些电路的行为，并介绍了用手工和自动两种方法进行实际设计开发的技术。
第7章讨论了系统设计中经常遇到的问题及其解决办法，介绍了一个较大规模的数字系统层次化设计的例子，并给出了完整的Verilog代码。
第8章介绍了逻辑功能优化实现的更加先进的技术，提供了优化算法；解释了如何与二元决策图一样使用一种立方体表示法指定逻辑功能。
第9章讨论了异步时序电路。虽然没有面面俱到地叙述，但清晰展示了时序电路的主要特性。尽管异步时序电路在实际中的应用并不是很广泛，但是它们提供了一个深刻理解数字电路操作的非常好的途径。该章还展示了可能存在于电路结构内部的传播延迟和冒险竞争。
第10章给出了设计者在设计、实现及测试数字电路过程中经历的一个完整的CAD流程。
第11章介绍了电路的测试。逻辑电路的设计者必须清楚意识到电路测试的必要性，至少应熟悉测试最基本的知识。
附录A总结了完整的Verilog特性。整本书中都使用了Verilog，该附录便于读者在编写Verilog代码时随时查阅与参考。
附录B给出了数字电路的电特性，展示了如何采用晶体管搭建基本的门电路，介绍了影响电路性能的各种因素。该附录重点讨论了最新的技术，同时介绍了CMOS工艺和可编程逻辑器件。
