杰瑞科技汇

Verilog数字系统设计教程第二版,核心难点在哪?

图书基本信息

  • 书名: Verilog数字系统设计教程(第二版)
  • 作者: 夏宇闻
  • 出版社: 北京航空航天大学出版社
  • ISBN: 9787811246604
  • 出版时间: 2008年
  • 定位: 经典入门教材,非常适合初学者和高校学生。

作者简介

夏宇闻教授是国内数字逻辑设计和Verilog HDL领域的泰斗级人物,他不仅在学术上造诣深厚,更在工业界拥有丰富的实践经验,他的著作以语言通俗易懂、逻辑清晰、实例丰富、注重实践而著称,深刻影响了中国一代数字电路设计工程师和学生。


图书核心内容与章节结构

这本书系统地介绍了Verilog HDL语言和数字系统设计方法,其章节结构通常如下:

第一部分:Verilog HDL语言基础

  1. 数字设计基础与Verilog入门:介绍数字系统设计的基本概念、二进制、数制转换、逻辑门等,并引出硬件描述语言(HDL)的必要性,最后通过一个简单的例子开始Verilog之旅。
  2. Verilog语言的基本结构:详细讲解Verilog模块的基本结构,包括模块声明、端口定义、信号类型(wire, reg)、数据流建模(assign语句)等。
  3. Verilog中的行为描述语句:这是Verilog的核心部分,重点介绍过程块initialalways)、时序控制(, , wait)、条件语句if-else, case)和循环语句for, while, repeat, forever)。
  4. 结构化建模:介绍如何通过调用底层模块来构建更复杂的顶层模块,即模块实例化。
  5. 任务与函数:讲解如何将重复性的代码封装成taskfunction,以提高代码的可读性和复用性。
  6. 不同抽象级别的Verilog模型:对比介绍数据流、行为级和结构级三种建模方式,并讨论如何进行混合建模。

第二部分:数字系统设计与实践

  1. 有限状态机:这是数字系统设计的灵魂,本书会详细讲解Moore型和Mealy型状态机的设计方法,并用Verilog进行实现,是本书的绝对重点。
  2. 可综合的Verilog编码风格:强调编写可被综合工具(如Synopsys DC)识别并转化为实际电路的代码风格,避免常见的“仿真可以,综合不行”的陷阱。
  3. 测试与仿真:介绍如何编写测试平台(Testbench)来验证设计的正确性,包括如何生成激励信号、如何监控输出、如何使用系统任务(如$display, $monitor, #0延迟)等。
  4. 逻辑综合与设计优化:简要介绍逻辑综合的概念、流程以及设计者如何通过代码风格和约束来优化设计面积、时序和功耗。
  5. 设计实例:通常会包含几个完整的设计案例,如CPU设计基础UART(通用异步收发器)数字滤波器等,将理论知识应用于实际项目中。

图书特点与优势

  1. 权威性与经典性:作为夏宇闻教授的代表作,这本书在国内Verilog学习领域拥有“圣经”般的地位,是无数工程师和学生的启蒙读物。
  2. 循序渐进,适合入门:从最基础的数字逻辑讲起,逐步深入到复杂的Verilog语法和设计方法,非常适合零基础的初学者。
  3. 理论与实践结合紧密:书中不仅讲解语法,更重要的是结合了大量可综合的设计实例和Testbench实例,读者可以跟着书中的例子亲手操作,快速上手。
  4. 注重可综合性:区别于一些纯仿真导向的书籍,本书特别强调代码的可综合性,教授的编码风格更贴近工业界的实际需求,对初学者建立良好的设计习惯非常有帮助。
  5. 语言通俗易懂:夏宇闻教授的文笔非常流畅,能用平实的语言把复杂的概念讲清楚,避免了晦涩难懂的理论堆砌。

适合人群

  • 高校学生:电子信息工程、通信工程、计算机科学与技术、微电子学等相关专业的本科生和研究生,是《数字逻辑》、《数字系统设计》等课程的理想教材。
  • 初入职场的工程师:希望从软件或模拟领域转向数字IC设计/FPGA开发的工程师,可以作为系统性的入门指南。
  • 自学者:对数字硬件设计感兴趣,希望通过自学掌握Verilog和数字系统设计方法的爱好者。

如何获取

  1. 购买正版图书

    • 线上平台:在京东、当当、天猫等主流电商平台搜索书名即可购买。
    • 线下书店:大型新华书店或科技书店通常有售。
  2. 寻找电子版资源

    • 由于本书出版时间较早,网络上流传着一些扫描版的PDF资源,您可以通过一些学术资源网站、搜索引擎或技术论坛(如“小木虫”、“EDA365”)进行查找。
    • 重要提示:请支持正版,电子版仅用于学习和预览,如果觉得有帮助,强烈建议购买纸质书,以便更好地阅读和做笔记。

学习建议

  1. 动手实践:这是学习Verilog最关键的一点。千万不要只看不练,对于书中的每一个例子,都亲自输入代码,使用ModelSim、Vivado或Quartus等仿真工具进行仿真,观察波形,理解代码与硬件行为之间的关系。
  2. 结合硬件:如果条件允许,将设计下载到FPGA开发板上进行验证,亲手点亮一个LED、驱动一个数码管或与PC通信,这种成就感是纯仿真无法比拟的。
  3. 先模仿,再创造:初期可以完全模仿书中的编码风格和设计思路,熟练之后,尝试自己修改设计,比如增加功能、优化代码,或者尝试设计一些简单的数字系统,如秒表、频率计等。
  4. 与经典书籍对比阅读:在掌握基础后,可以阅读国外的经典教材,如《Verilog HDL: A Guide to Digital Design and Synthesis》(Samir Palnitkar著),以获得更全面和深入的理解。

《Verilog数字系统设计教程(第二版)》是一本不可多得的优秀入门教材,它以其权威的内容、清晰的逻辑和丰富的实践,为无数初学者打开了数字系统设计的大门,虽然书中使用的综合工具和流程可能有些过时,但其核心的Verilog语法和设计思想是永恒的,只要掌握了书中的精髓,再学习新的工具和流程就会非常容易,对于任何想踏入数字设计领域的人来说,这本书都是一个绝佳的起点。

Verilog数字系统设计教程第二版,核心难点在哪?-图1

Verilog数字系统设计教程第二版,核心难点在哪?-图2

Verilog数字系统设计教程第二版,核心难点在哪?-图3

分享:
扫描分享到社交APP
上一篇
下一篇