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第1章 引言1

1.1 关于数字设计1

1.2 模拟与数字3

1.3 模拟信号7

1.4 数字逻辑信号7

1.5 逻辑电路与门电路9

1.6 数字设计的软件方面13

1.7 集成电路16

1.8 逻辑序列与CMOS19

1.9 CMOS逻辑电路20

1.10 可编程器件25

1.11 专用集成电路27

1.12 印制电路板28

1.13 数字设计层次29

1.14 数字设计的重要目标33

1.15 继续学习34

训练题34

第2章 数制系统和编码35

2.1 按位计数制系统36

2.2 二进制、八进制和十六进制37

2.3 二进制与十进制的转换39

2.4 二进制数的加法和减法42

2.5 负数的表示44

2.6 二进制补码的加法和减法48

2.7 二进制反码的加法和减法52

2.8 二进制乘法54

2.9 二进制除法56

2.10 十进制数的二进制编码57

2.11 格雷码60

2.12 字符编码62

2.13 动作、条件和状态的编码64

2.14 n维体与距离66

2.15 检错码和纠错码67

2.16 用于串行数据传输与存储的编码78

参考资料82

训练题83

练习题85

第3章 开关代数和组合逻辑89

3.1 开关代数91

3.2 组合电路分析104

3.3 组合电路综合110

3.4 定时冒险122

参考资料126

训练题128

练习题129

第4章 数字设计实践133

4.1 文档标准133

4.2 电路定时154

4.3 基于HDL的数字设计165

参考资料172

训练题174

练习题176

第5章 Verilog硬件描述语言177

5.1 Verilog模型和模块179

5.2 逻辑系统、网格、变量和常量184

5.3 向量和操作符189

5.4 数组193

5.5 逻辑操作符和表达式194

5.6 编译器指令197

5.7 结构化模型198

5.8 数据流模型203

5.9 行为化模型（过程代码）205

5.10 函数和任务220

5.11 时间维度224

5.12 模拟225

5.13 测试平台226

5.14 时序逻辑设计的Verilog特性232

5.15 综合232

参考资料233

训练题234

练习题235

第6章 基本组合逻辑元件237

6.1 只读存储器240

6.2 组合PLD246

6.3 译码器和选择器250

6.4 多路复用器281

参考资料294

训练题295

练习题296

第7章 其他组合构件301

7.1 三态器件302

7.2 优先编码器312

7.3 异或门和奇偶校验函数320

7.4 比较器331

7.5 用Verilog实现随机逻辑的例子356

训练题363

练习题364

第8章 组合算术元件371

8.1 加法和减法372

8.2 移位和循环403

8.3 乘法416

8.4 除法426

参考资料433

训练题433

练习题434

第9章 状态机439

9.1 状态机基础知识440

9.2 状态机结构和分析443

9.3 用状态表设计状态机445

9.4 用状态图设计状态机472

9.5 用ASM图设计状态机478

9.6 用Verilog实现状态机设计483

参考资料486

训练题487

练习题490

第10章 时序逻辑元件495

10.1 双稳态元件496

10.2 锁存器和触发器499

10.3 用Verilog实现锁存器和触发器508

10.4 多位寄存器和锁存器522

10.5 锁存器和双稳态的应用525

10.6 时序型PLD528

10.7 FPGA时序逻辑元件531

10.8 反馈时序电路534

参考资料544

训练题545

练习题547

第11章 计数器和移位寄存器553

11.1 计数器554

11.2 移位寄存器566

11.3 迭代电路与时序电路593

参考资料596

训练题596

练习题599

第12章 用Verilog实现状态机605

12.1 Verilog状态机编码风格606

12.2 Verilog状态机测试平台616

12.3 1计数器626

12.4 组合锁628

12.5 雷鸟车尾灯632

12.6 重新构建交通灯控制器637

12.7 猜谜游戏642

12.8 “无关”状态编码646

12.9 状态机的分解648

12.10 “三部曲”游戏656

参考资料664

训练题664

练习题666

第13章 时序电路设计实践673

13.1 时序电路文档实践674

13.2 同步设计方法论681

13.3 同步设计的难点691

13.4 同步器故障和亚稳定性701

13.5 双时钟同步举例710

参考资料729

训练题729

练习题730

第14章 数字电路733

14.1 CMOS逻辑电路735

14.2 CMOS电路的电气特性745

14.3 CMOS的稳态电气特性748

14.4 CMOS的动态电气特性764

14.5 其他CMOS输入和输出结构778

14.6 CMOS逻辑系列790

14.7 低电压CMOS逻辑和接口798

14.8 差分信号803

参考资料804

训练题805

练习题808

第15章 ROM、RAM和FPGA813

15.1 只读存储器814

15.2 读／写存储器833

15.3 静态RAM834

15.4 动态RAM844

15.5 现场可编程门阵列851

参考资料863

训练题864