數(shù)字邏輯原理與FPGA設(shè)計(jì)（第2版）

第1章　緒　論
1．1　數(shù)字時代
1．1．1　模擬信號
1．1．2　數(shù)字信號
1．2　數(shù)字系統(tǒng)
1．2．1　數(shù)字技術(shù)的優(yōu)勢
1．2．2　數(shù)字邏輯電路
1．2．3　數(shù)字系統(tǒng)的組成
1．2．4　典型的數(shù)字系統(tǒng)———計(jì)算機(jī)
1．2．5　數(shù)字邏輯的內(nèi)容及研究方法
1．3　數(shù)制及其轉(zhuǎn)換
1．3．1　數(shù)　制
1．3．2　數(shù)制轉(zhuǎn)換
1．4　帶符號二進(jìn)制數(shù)的代碼表示
1．5　編　碼
1．5．1　BCD碼
1．5．2　格雷碼
1．5．3　奇偶校驗(yàn)碼
1．5．4　ASCII碼
1．6　習(xí)　題
第2章　邏輯代數(shù)基礎(chǔ)
2．1　邏輯代數(shù)的基本概念
2．1．1　邏輯變量及基本運(yùn)算
2．1．2　邏輯表達(dá)式
2．1．3　邏輯代數(shù)的公理
2．2　邏輯函數(shù)
2．2．1　邏輯函數(shù)的定義
2．2．2　邏輯函數(shù)的表示法
2．2．3　復(fù)合邏輯
2．3　邏輯函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)形式
2．3．1　最小項(xiàng)及最小項(xiàng)表達(dá)式
2．3．2　最大項(xiàng)及最大項(xiàng)表達(dá)式
2．3．3　邏輯函數(shù)表達(dá)式的轉(zhuǎn)換方法
2．3．4　邏輯函數(shù)的相等
2．4　邏輯代數(shù)的重要定理
2．4．1　重要定理
2．4．2　重要定理與最小項(xiàng)、最大項(xiàng)之間的關(guān)系
2．5　邏輯函數(shù)化簡
2．5．1　代數(shù)化簡法
2．5．2　卡諾圖化簡法
2．5．3　具有任意項(xiàng)的邏輯函數(shù)的化簡
2．6　習(xí)　題
第3章　組合邏輯電路
3．1　邏輯門電路的外特性
3．1．1　簡單邏輯門電路
3．1．2　復(fù)合邏輯門電路
3．1．3　門電路的主要外特性參數(shù)
3．1．4　正邏輯與負(fù)邏輯
3．2　組合邏輯電路分析
3．2．1　組合邏輯電路的基本特點(diǎn)
3．2．2　分析流程
3．2．3　計(jì)算機(jī)中常用組合邏輯電路分析舉例
3．3　組合邏輯電路的設(shè)計(jì)
3．4　設(shè)計(jì)方法的靈活運(yùn)用
3．4．1　邏輯代數(shù)法
3．4．2　利用無關(guān)項(xiàng)簡化設(shè)計(jì)
3．4．3　分析設(shè)計(jì)法
3．5　組合邏輯電路的險象
3．5．1　險象的產(chǎn)生與分類
3．5．2　險象的判斷與消除
3．6　計(jì)算機(jī)中常用的組合邏輯電路設(shè)計(jì)
3．6．1　8421碼加法器
3．6．2　七段譯碼器
3．6．3　多路選擇器與多路分配器
3．7　習(xí)　題
第4章　時序邏輯電路分析
4．1　時序邏輯電路模型
4．2　觸發(fā)器
4．2．1　基本R S觸發(fā)器
4．2．2　常用觸發(fā)器
4．2．3　各類觸發(fā)器的相互轉(zhuǎn)換
4．2．4　集成觸發(fā)器的主要特性參數(shù)
4．3　同步時序邏輯分析
4．3．1　同步時序邏輯電路描述
4．3．2　同步時序邏輯分析
4．4　異步時序邏輯電路分析
4．5　計(jì)算機(jī)中常用的時序邏輯電路
4．5．1　寄存器
4．5．2　計(jì)數(shù)器
4．5．3　節(jié)拍發(fā)生器
4．6　習(xí)　題
第5章　時序邏輯電路設(shè)計(jì)
5．1　同步時序邏輯設(shè)計(jì)的基本方法
5．2　建立原始狀態(tài)圖
5．3　狀態(tài)化簡
5．3．1　狀態(tài)化簡的基本原理
5．3．2　完全定義狀態(tài)化簡方法
5．4　狀態(tài)編碼
5．4．1　確定存儲狀態(tài)所需的觸發(fā)器個數(shù)
5．4．2　用相鄰編碼法實(shí)現(xiàn)狀態(tài)編碼
5．5　確定激勵函數(shù)及輸出方程
5．5．1　選定觸發(fā)器類型
5．5．2　求激勵函數(shù)及輸出函數(shù)
5．5．3　電路的“掛起”及恢復(fù)問題
5．6　脈沖異步時序電路的設(shè)計(jì)方法
5．7　時序邏輯設(shè)計(jì)舉例
5．7．1　序列檢測器設(shè)計(jì)
5．7．2　計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)
5．7．3　基于MSI器件實(shí)現(xiàn)任意模值計(jì)數(shù)器
5．8　習(xí)　題
第6章　可編程邏輯器件
6．1　可編程邏輯器件概述
6．1．1　可編程邏輯器件的發(fā)展歷程
6．1．2　可編程邏輯器件分類
6．1．3　可編程邏輯器件的結(jié)構(gòu)
6．2　簡單PLD原理
6．2．1　PLD中陣列的表示方法
6．2．2　PROM
6．2．3　PLA 器件
6．2．4　PAL器件
6．2．5　GAL器件
6．3　CPLD
6．3．1　CPLD的基本結(jié)構(gòu)
6．3．2　Altera公司MAX系列CPLD簡介
6．4　FPGA
6．4．1　FPGA 的基本結(jié)構(gòu)
6．4．2　Altrea公司FPGA 系列FLEX10K器件的結(jié)構(gòu)
6．4．3　嵌入陣列塊(EmbeddedArrayBlock,EAB)
6．4．4　邏輯陣列塊(LogicArrayBlock,LAB)
6．4．5　邏輯單元(LogicElement,LE)
6．4．6　快速通道互連
6．4．7　輸入輸出單元(IOE)
6．5　習(xí)　題
第7章　VHDL設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
7．1　VHDL的基本組成
7．1．1　實(shí)　體
7．1．2　構(gòu)造體
7．1．3　程序包
7．1．4　庫
7．1．5　配　置
7．2　VHDL語言的基本要素
7．2．1　VHDL語言的標(biāo)識符
7．2．2　VHDL語言的客體
7．2．3　VHDL語言的數(shù)據(jù)類型
7．2．4　VHDL語言的運(yùn)算操作符
7．3　VHDL語言的基本語句
7．3．1　順序描述語句
7．3．2　并行語句
7．4　常見組合邏輯電路的VHDL設(shè)計(jì)
7．4．1　編碼器、譯碼器、選擇器
7．4．2　數(shù)值比較器
7．5　常見時序邏輯電路的VHDL設(shè)計(jì)
7．5．1　觸發(fā)器的VHDL設(shè)計(jì)
7．5．2　鎖存器和寄存器
7．5．3　計(jì)數(shù)器
7．6　習(xí)　題
第8章　FPGA 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
8．1　EDA 技術(shù)概述
8．1．1　EDA 技術(shù)的發(fā)展歷程
8．1．2　EDA 技術(shù)的主要內(nèi)容
8．1．3　EDA 技術(shù)的發(fā)展趨勢
8．2　FPGA 設(shè)計(jì)方法與設(shè)計(jì)流程
8．2．1　基于FPGA 的層次化設(shè)計(jì)方法
8．2．2　基于FPGA 技術(shù)的數(shù)字邏輯系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程
8．3　FPGA 設(shè)計(jì)工具QuartusII9．1
8．3．1　QuartusII9．1的特點(diǎn)
8．3．2　QuartusII9．1設(shè)計(jì)流程
8．4　QuartusII9．1設(shè)計(jì)入門
8．4．1　啟動QuartusII9．1
8．4．2　設(shè)計(jì)輸入
8．4．3　編譯綜合
8．4．4　仿真測試
8．4．5　硬件測試
8．5　習(xí)　題
第9章　數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)指南
9．1　基于原理圖輸入設(shè)計(jì)4位加法器
9．1．1　設(shè)計(jì)提示
9．1．2　QuartusII設(shè)計(jì)流程
9．2　基于VHDL文本輸入設(shè)計(jì)7段數(shù)碼顯示譯碼器
9．2．1　設(shè)計(jì)提示
9．2．2　QuartusII設(shè)計(jì)流程
9．3　基于原理圖輸入設(shè)計(jì)M＝12加法計(jì)數(shù)器
9．3．1　設(shè)計(jì)提示
9．3．2　QuartusII設(shè)計(jì)流程
9．4　基于Altera宏功能模塊LPM_ROM 的4位乘法器設(shè)計(jì)
9．4．1　設(shè)計(jì)提示
9．4．2　QuartusII設(shè)計(jì)流程
9．5　數(shù)字邏輯基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)
9．5．1　實(shí)驗(yàn)1　加法器的FPGA 設(shè)計(jì)
9．5．2　實(shí)驗(yàn)2　譯碼器的FPGA 設(shè)計(jì)
9．5．3　實(shí)驗(yàn)3　計(jì)數(shù)器的FPGA 設(shè)計(jì)
9．5．4　實(shí)驗(yàn)4　100分頻十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器FPGA 設(shè)計(jì)
9．5．5　實(shí)驗(yàn)5　偽隨機(jī)信號發(fā)生器FPGA 設(shè)計(jì)
9．5．6　實(shí)驗(yàn)6　應(yīng)用VHDL完成簡單組合電路FPGA 設(shè)計(jì)
9．5．7　實(shí)驗(yàn)7　應(yīng)用VHDL完成簡單時序電路FPGA 設(shè)計(jì)
9．5．8　實(shí)驗(yàn)8　基于VHDL語言的4位多功能加法計(jì)數(shù)器FPGA 設(shè)計(jì)
9．5．9　實(shí)驗(yàn)9　移位運(yùn)算器FPGA 設(shè)計(jì)
9．5．10　實(shí)驗(yàn)10　循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)模塊FPGA 設(shè)計(jì)
9．6　習(xí)　題
第10章　數(shù)字系統(tǒng)的FPGA 設(shè)計(jì)
附　錄　網(wǎng)上資料與教學(xué)課件
參考文獻(xiàn)