基本信息
内容简介
作译者
[美]约翰·F.韦克利（John F. Wakerly）：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。他著有数字设计、微电脑体系结构、计算机可靠性等方面的50多部著作，并在电信与网络领域拥有13项专利。
目录
Digital Design: Principles and Practices, Fifth Edition
出版者的话
译者序
前言
第1章 引言1
1.1 关于数字设计1
1.2 模拟与数字2
1.3 模拟信号5
1.4 数字逻辑信号5
1.5 逻辑电路与门电路6
1.6 数字设计的软件技术9
1.7 集成电路11
1.8 逻辑族和CMOS13
1.9 CMOS逻辑电路13
1.10 可编程器件17
1.11 专用集成电路19
1.12 印制电路板19
1.13 数字设计层次20
1.14 成本最小化22
前言
前言
Digital Design: Principles and Practices, Fifth Edition
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，读者必须掌握基本原理，同时还必须理解它们在真实世界中的工作情况。本书正是基于这种理念写作而成的，因此，确定了“原理与实践”这个主题。
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非常大的转变。过去，数字设计者用成千上万的门电路和触发器来构建系统，专业课程的重点就是最小化和有效地利用芯片及板级资源。
现今，一个芯片可以包含几千万个晶体管并且可以利用编程的方式构建片上系统。过去要实现这样的系统，需要用几百个包含了上百万的单个门电路和触发器的分立芯片来构造。当前成功的产品开发更多地受限于设计团队正确、完整地定义产品详细功能的能力，而不是受限于团队将需要的所有电路集成到一个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可以完成非常大型的分层数字系统的设计。
一方面，利用HDL，我们看到典型设计的抽象层次移向单个门电路和触发器之上的更高层次。而与此同时，芯片级和电路板级的数字电路的速度和集成度的提高，又迫使许多数字设计者在较低的电子电路级更具竞争力。
大多数称职且非常成功的数字设计者，都能够熟练地使用或者至少是精通上述两个抽象层次。本书提供了高级（HDL）、低级（电子电路）以及完整的“各种中间级”（门电路、触发器和一些较高级的数字设计构件）层次的基础知识。
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与进阶教材。那些不熟悉基本电子学概念（electronics concept）或者对数字器件的电气特性不感兴趣的计算机科学专业的学生可以跳过第14章而掌握第1章的基础知识即可，书中的其他部分已尽可能地独立于这部分内容。另一方面，具有基本电子学基础的读者，则可通过阅读第14章的内容来快速掌握数字电子学知识。此外，那些不具备电子学基础的学生，可以通过阅读作者网站（www.ddpp.com）上的电子教材（20页）而获得基础知识。
虽然本书是入门级的，但比起一般的普通入门教材，它却包含更多的内容。我希望典型的课程采用书中不超过三分之二的内容，但是，每门课程所用到的是不同的三分之二。因此，我让各位教师或读者按照自己的需要去决定阅读内容。尽管如此，为了有助于选择，我已经在一些可选章节（optional section）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连贯性。而且，“方框注释”（boxed comment）中的材料通常都是可选的。
毫无疑问，有些人把本书当作进阶教程（second course）和实验教程（laboratory course）来使用。高年级学生可以跳过基础部分而直接进到感兴趣的部分。一旦具备了基础知识，一些最重要且有趣的内容（fun stuff）便是在许多章节和数字设计例子中采用Verilog。
并不像看起来那么长
有几个书评家抱怨本书之前的版本都太长了，目前的这个版本要稍短一些，但还是请记住：
你并不需要阅读所有的内容。对大多数读者来说可选读的内容都标记有“*”。
一些“方框注释”中的内容通常也是可选读的。
我遵照“参考质量”标准撰写本书，内容覆盖广泛，因此读者可以在后续课程中参考本书，或在以后的工作中，使用本书来更新你的知识甚或学习新知识。
各章描述
第1章给出了一些基本的定义和一些重要话题的预览，以及数字电路的内容，使读者在不深入阅读第14章的情况下，也可以完整阅读书中其他的内容。
第2章介绍二进制数制和编码。已经从软件课程中熟悉了二进制数制的读者，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。高年级的学生可以阅读2.14节和2.15节，其中对检错码进行了很好的介绍。每个读者都应该阅读2.16.1节的内容，因为在许多现代系统中都要用到它。
第3章讲述组合逻辑设计原理，包括开关代数，以及组合电路分析、综合与最小化。
Digital Design: Principles and Practices, Fifth Edition
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，读者必须掌握基本原理，同时还必须理解它们在真实世界中的工作情况。本书正是基于这种理念写作而成的，因此，确定了“原理与实践”这个主题。
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非常大的转变。过去，数字设计者用成千上万的门电路和触发器来构建系统，专业课程的重点就是最小化和有效地利用芯片及板级资源。
现今，一个芯片可以包含几千万个晶体管并且可以利用编程的方式构建片上系统。过去要实现这样的系统，需要用几百个包含了上百万的单个门电路和触发器的分立芯片来构造。当前成功的产品开发更多地受限于设计团队正确、完整地定义产品详细功能的能力，而不是受限于团队将需要的所有电路集成到一个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可以完成非常大型的分层数字系统的设计。
一方面，利用HDL，我们看到典型设计的抽象层次移向单个门电路和触发器之上的更高层次。而与此同时，芯片级和电路板级的数字电路的速度和集成度的提高，又迫使许多数字设计者在较低的电子电路级更具竞争力。
大多数称职且非常成功的数字设计者，都能够熟练地使用或者至少是精通上述两个抽象层次。本书提供了高级（HDL）、低级（电子电路）以及完整的“各种中间级”（门电路、触发器和一些较高级的数字设计构件）层次的基础知识。
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与进阶教材。那些不熟悉基本电子学概念（electronics concept）或者对数字器件的电气特性不感兴趣的计算机科学专业的学生可以跳过第14章而掌握第1章的基础知识即可，书中的其他部分已尽可能地独立于这部分内容。另一方面，具有基本电子学基础的读者，则可通过阅读第14章的内容来快速掌握数字电子学知识。此外，那些不具备电子学基础的学生，可以通过阅读作者网站（www.ddpp.com）上的电子教材（20页）而获得基础知识。
虽然本书是入门级的，但比起一般的普通入门教材，它却包含更多的内容。我希望典型的课程采用书中不超过三分之二的内容，但是，每门课程所用到的是不同的三分之二。因此，我让各位教师或读者按照自己的需要去决定阅读内容。尽管如此，为了有助于选择，我已经在一些可选章节（optional section）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连贯性。而且，“方框注释”（boxed comment）中的材料通常都是可选的。
毫无疑问，有些人把本书当作进阶教程（second course）和实验教程（laboratory course）来使用。高年级学生可以跳过基础部分而直接进到感兴趣的部分。一旦具备了基础知识，一些最重要且有趣的内容（fun stuff）便是在许多章节和数字设计例子中采用Verilog。
并不像看起来那么长
有几个书评家抱怨本书之前的版本都太长了，目前的这个版本要稍短一些，但还是请记住：
你并不需要阅读所有的内容。对大多数读者来说可选读的内容都标记有“*”。
一些“方框注释”中的内容通常也是可选读的。
我遵照“参考质量”标准撰写本书，内容覆盖广泛，因此读者可以在后续课程中参考本书，或在以后的工作中，使用本书来更新你的知识甚或学习新知识。
各章描述
第1章给出了一些基本的定义和一些重要话题的预览，以及数字电路的内容，使读者在不深入阅读第14章的情况下，也可以完整阅读书中其他的内容。
第2章介绍二进制数制和编码。已经从软件课程中熟悉了二进制数制的读者，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。高年级的学生可以阅读2.14节和2.15节，其中对检错码进行了很好的介绍。每个读者都应该阅读2.16.1节的内容，因为在许多现代系统中都要用到它。
第3章讲述组合逻辑设计原理，包括开关代数，以及组合电路分析、综合与最小化。
媒体评论
本书是一部经过多年教学和工程实践锤炼的经典教科书，是作者牢固的理论功底、严谨的学术风范与丰富的实践背景的完美结合。
本书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。本书还提供了包括高级（HDL）、低级（电子电路）以及完整的“各种中间级”（门电路、触发器和一些较高级的数字设计构件）层次的数字设计的基础知识，详细讲述了插件板级和以FPGA为目标器件的基于Verilog的数字设计的基本原理和实践。另外，本版重新梳理和调整内容编排，并适当加入新的练习，使整书的可读性和学习效果大幅提升，本书可作为计算机、电子、电气及控制等专业学生的教材，也适合各领域的初学者和具备一定专业知识的专业人员用来掌握数字设计理论和实践。
本书特色
内容全面，适用面广。本书囊括数字设计从基础理论到最新技术的几乎所有相关知识，适合各类对数字设计感兴趣的人士使用。
逻辑性强，条理清晰。每章开始都简单介绍本章内容，增强了读者阅读的目的性和主动性。
循序渐进，过渡自然。讲述过程引人入胜，极大地提升了读者的阅读兴趣。
内容安排主次分明。选读内容的标题前标有星号以与必读内容区分开，方便读者根据自身情况进行选择性阅读。
整书编排结构灵活。常常采用方框注释的方式提醒读者注意重点概念和方法，并展开生动有趣的讨论，使其更易理解和掌握。
更加注重理论与实践相结合。理论覆盖全面，实践部分突出目前流行的基于最新Verilog设计方法和技术的讲解，使读者不仅掌握完成数字设计所需的理论知识，还具备构建实际数字系统的能力。
作者简介
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。他著有数字设计、微电脑体系结构、计算机可靠性等方面的50多部著作，并在电信与网络领域拥有13项专利。
本书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。本书还提供了包括高级（HDL）、低级（电子电路）以及完整的“各种中间级”（门电路、触发器和一些较高级的数字设计构件）层次的数字设计的基础知识，详细讲述了插件板级和以FPGA为目标器件的基于Verilog的数字设计的基本原理和实践。另外，本版重新梳理和调整内容编排，并适当加入新的练习，使整书的可读性和学习效果大幅提升，本书可作为计算机、电子、电气及控制等专业学生的教材，也适合各领域的初学者和具备一定专业知识的专业人员用来掌握数字设计理论和实践。
本书特色
内容全面，适用面广。本书囊括数字设计从基础理论到最新技术的几乎所有相关知识，适合各类对数字设计感兴趣的人士使用。
逻辑性强，条理清晰。每章开始都简单介绍本章内容，增强了读者阅读的目的性和主动性。
循序渐进，过渡自然。讲述过程引人入胜，极大地提升了读者的阅读兴趣。
内容安排主次分明。选读内容的标题前标有星号以与必读内容区分开，方便读者根据自身情况进行选择性阅读。
整书编排结构灵活。常常采用方框注释的方式提醒读者注意重点概念和方法，并展开生动有趣的讨论，使其更易理解和掌握。
更加注重理论与实践相结合。理论覆盖全面，实践部分突出目前流行的基于最新Verilog设计方法和技术的讲解，使读者不仅掌握完成数字设计所需的理论知识，还具备构建实际数字系统的能力。
作者简介
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。他著有数字设计、微电脑体系结构、计算机可靠性等方面的50多部著作，并在电信与网络领域拥有13项专利。
