VHDL设计源程序解析-数字系统设计教程
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更新于2024-08-17
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"《数字系统的VHDL设计》是由江国强编著的一本书,涵盖了数字系统设计的基础知识,包括数制与编码、逻辑代数、门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、半导体存储器、数模与模数转换、数字系统设计方法、可编程逻辑器件以及VHDL的仿真和综合优化等内容。书中的一个示例展示了如何用VHDL设计源程序CT74273.vhd,该程序涉及到了输入和输出信号的定义以及内部信号处理。"
在《数字系统的VHDL设计》中,作者首先介绍了数字系统设计的基础,如数制(二进制、八进制、十进制、十六进制等)及其相互转换,以及编码技术,包括二进制编码、格雷码、ASCII码等。这些基础知识是理解数字系统设计的基石。
接着,书中详细阐述了逻辑代数的基本概念和运算法则,这是设计逻辑电路的核心理论。逻辑函数的表达式和公式简化法,如摩根定律和卡诺图,帮助读者理解和简化复杂的逻辑关系。此外,书中也介绍了VHDL的基础知识,这是一种硬件描述语言,用于描述数字系统的逻辑行为。
第三章深入到门电路的细节,包括TTL、其他双极型和MOS集成门,以及基于VHDL的门电路设计,让读者了解如何使用VHDL来描述和实现这些基本逻辑单元。
组合逻辑电路部分讲解了常用逻辑门的组合使用,如何设计组合逻辑电路,以及如何识别和处理组合逻辑电路中的竞争-冒险现象,这些对于提高电路的稳定性和可靠性至关重要。
第五章聚焦于触发器,这是构建时序逻辑电路的基础。从基本的RS触发器到各种类型的钟控触发器,再到集成触发器的使用,读者可以学习到触发器的工作原理和设计方法。
第六章介绍了时序逻辑电路,包括寄存器、移位寄存器和计数器,这些在数字系统中常用于存储和处理数据。通过这些概念,读者能够掌握如何设计复杂的数据处理和控制电路。
第七章涵盖了半导体存储器,包括随机存储器(RAM)和只读存储器(ROM),以及如何利用VHDL设计存储器,这在嵌入式系统和数字设计中非常重要。
第八章涉及数模和模数转换,讲解了D/A和A/D转换器的工作原理和应用,这些都是数字系统与模拟世界交互的关键技术。
第九章讨论了数字系统设计的方法,通过实例分析,让读者了解如何从需求分析到实际设计的过程。
第十章介绍可编程逻辑器件(PLD),如FPGA和CPLD,讲述了它们的基本原理、设计技术和编程配置,使读者能够灵活地实现定制化的硬件解决方案。
最后,书中详细讨论了VHDL的仿真和综合优化,包括VHDL的仿真语句、仿真方法和测试平台设计,帮助读者掌握验证数字系统设计正确性的关键步骤。
在提供的VHDL代码示例CT74273.vhd中,可以看到实体(ENTITY)定义了输入(D1-D8, CRN, CP)和输出(Q1-Q8)信号,以及两个内部信号(D_SIGNAL, Q_SIGNAL)的声明,这表明这个设计可能是一个具有8位数据输入和8位输出的存储或时序组件,其中CRN可能是清除信号,CP可能是时钟输入。通过学习这本书,读者将能理解并编写类似的VHDL代码,实现自己的数字系统设计。
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2010-05-22 上传
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条之
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