VHDL设计源程序解析-数字系统设计教程

"《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。