数字逻辑基础与Verilog设计 原书第3版

本书是为“数字逻辑设计”课程编写的入门教材，这门课是电气工程和计算机专业的基础课程。本书着重阐述了数字逻辑基础与逻辑电路的基本设计技术，通过许多例子来引入基本概念，强调综合电路及如何在实际芯片上实现电路。主要内容包括:逻辑电路、算术运算电路、编码器、译码器、多路选择器、移位寄存器、计数器、同步时序电路、异步时序电路、数字系统设计、逻辑函数的优化、计算机辅助设计工具等。本书适合作为高等院校电子和计算机工程专业的数字电路教材，也适合相关专业人士参考。

出版者的话

译者序

前言

作者简介

第1章引言1

1.1数字硬件1

1.2设计流程3

1.3计算机结构4

1.4本书中的逻辑电路设计5

1.5信息的数字化表示5

1.6理论与实践9

习题10

参考文献10

第2章逻辑电路导论11

2.1变量与函数11

2.2反相12

2.3真值表13

2.4逻辑门和网络14

2.5布尔代数17

2.6利用“与”门、“或”门和“非”门进行综合23

2.7“与非”和“或非”逻辑网络电路28

2.8设计实例31

2.9CAD工具介绍34

2.10Verilog简介37

2.11最简化和卡诺图41

2.12最小化策略46

2.13和之积形式的最简式49

2.14非完整定义函数（无关项）50

2.15多输出电路51

2.16小结53

2.17解决问题的实例53

习题58

参考文献61

第3章数的表示方法和算术运算电路62

3.1按位计数法（数的位置表示法）62

3.2无符号数的加法运算64

3.3有符号数67

3.4快速加法器75

3.5使用CAD工具设计算术运算电路79

3.6乘法88

3.7其他数的表示方式90

3.8解决问题的实例94

习题97

参考文献99

第4章组合电路模块100

4.1多路选择器100

4.2译码器105

4.3编码108

4.4代码转换器109

4.5算术比较电路109

4.6用Verilog设计组合逻辑电路110

4.7小结121

4.8解决问题的实例121

习题126

参考文献128

第5章触发器、寄存器和计数器129

5.1基本锁存器129

5.2门控SR锁存器131

5.3门控D锁存器132

5.4边沿触发的D触发器134

5.5T触发器139

5.6JK触发器139

5.7术语小结140

5.8寄存器140

5.9计数器142

5.10复位同步147

5.11其他类型的计数器149

5.12用CAD工具设计含存储元件的电路151

5.13用Verilog构建寄存器和计数器156

5.14设计举例160

5.15触发器电路的时序分析164

5.16小结167

5.17解决问题的实例167

习题171

参考文献174

第6章同步时序电路175

6.1基本设计步骤176

6.2状态分配问题183

6.3Mealy状态模型185

6.4采用CAD工具设计有限状态机188

6.5串行加法器实例193

6.6状态最小化197

6.7基于时序电路的计数器设计202

6.8仲裁电路的FSM207

6.9同步时序电路的分析209

6.10算法状态机流程图211

6.11时序电路的形式模型213

6.12小结214

6.13解决问题的实例214

习题219

参考文献220

第7章数字系统设计222

7.1总线结构222

7.2简单的处理器227

7.3位计数电路234

7.4移位和加乘法器238

7.5除法器242

7.6算术平均248

7.7排序操作251

7.8时钟同步和时序问题258

7.9小结260

习题261

参考文献262

第8章逻辑函数的优化实现264

8.1多级综合264

8.2多级电路分析271

8.3逻辑函数的其他表示方法273

8.4基于立方体表示法的优化技术279

8.5小结288

8.6解决问题的实例289

习题293

参考文献294

第9章异步时序电路296

9.1异步行为296

9.2异步电路分析298

9.3异步电路综合303

9.4状态化简309

9.5状态分配316

9.6冒险324

9.7一个完整的设计实例328

9.8小结331

9.9解决问题的实例332

习题335

参考答案337

第10章计算机辅助设计工具338

10.1综合338

10.2物理设计342

10.3小结345

参考文献345

第11章逻辑电路测试346

11.1故障模型346

11.2测试集的复杂度347

11.3路径敏化348

11.4树形结构电路350

11.5随机测试351

11.6时序电路的测试353

11.7内建自测试355

11.8印制电路板359

11.9小结361

习题362

参考文献363

附录AVerilog参考364

附录B实现技术391

部分习题参考答案440