Verilog 硬體描述語言數位電路─設計實務, 4/e

Verilog 硬體描述語言數位電路─設計實務, 4/e

作者:鄭信源, 出版社:儒林圖書, 出版日期:2005-10-03

商品條碼:9789574997473, ISBN:9574997472
分類標籤:中文書 » 學習進修 » 應用科學 » 電腦資訊 » 科學

 

內容簡介

Verilog 硬體描述語言數位電路─設計實務, 4/e

本書特色

Verilog 語言是一種一般性的硬體描述語言,它的語法與 C 語言相似、易學易用,而且能夠允許在同一個模組中有不同層次的表示法共同存在,設計者可以在同一個模組中混合使用:電晶體層次 (Transistor Model)、邏輯閘層次模型 (Gate Level Model)、暫存器轉移層次 (Register Transfer Level),以及行爲模型 (Behavioral Model) 等4種不同層次的表示法來描述所設計的電路。

有鑒於市面上本介紹 Verilog 硬體描述語言的書籍,一般都普遍將電路描述的目標放在不同層次的仿真機制、能夠作爲仿真的 Verilog 電路描述並不能代表著就能通過邏輯合成的步驟;也就是說有些 Verilog 的語法是專門用來作爲電路仿真之用的並不適用於邏輯合成的,因而讓一些剛開始使用 Verilog 來設計數位電路的新手們感到困惑。也因此釀成了筆者編寫此書的動機。

本書是教導學習 Verilog 硬體描述語言的書籍,目的在於藉由學習 Verilog 語言的過程中去瞭解硬體描述語言的設計概念、進而完成設計數位晶片的最終目標。筆者是由淺入深地介紹各種電路的設計方式,或是同一種功能的電路但使用不同的語法敍述來設計、並且也有在電路的運作效能及面積等方面作概略性地比較。

本書使用 Verilog 硬體描述語言來實作出來;每個電路模組都是電腦輔助設計工具 ModelSim 之下,完成了模組電路作編譯、合成、仿真以及驗證 … 等等步驟,所以本書的各個模組都是可以實作得出來的。

本書內容

第一章主要是介紹數位電路的設計觀念,其中包括了:數位系統的實作方法,以及典型的「半訂制」(Semi Customize) IC 設計流程。

第二章爲 Verilog 硬體描述語言簡介,主要內容包括:硬體描述語言 (Hardware Description Language, HDL) 和傳統數位電路設計的優缺點比較、Verilog 硬體描述語言(VHDL)的特性、電腦輔助設計工具 (CAD):Quick Logic的介紹、Quick Logic 及 Synopsys / Designer 的 Primitive Cell 介紹,ModelSim 的介紹,以及 Verilog 模組整合與仿真的流程 (Synthesis and Simulation Flow) --- 使用 QuickLogic。

第三章主要是討論 Verilog 的模組與架構,主要內容是:Verilog 的四大模型 (Model)、模組 (Module) 、語法協定,Verilog 的資料型態 (Data Types) 以及時間控制 (Timing Control) 方式,還有談到階層式設計 (Hierarchy Design) 的觀念。

在第四章中介紹的是 Verilog HDL 編譯器能否用於電路合成的語法,目的在於:將 Verilog 的語法分成可以用於電路合成以及不能用於電路合成兩大類,並介紹其中可以用於電路合成的語法之說明及並以一些簡單的範例來作說明它們的使用方法。

第五章主要是介紹的是 Verilog 常用的敘述。

第六章介紹的是 Verilog 的訊號 (signal) 與變數 (variable) 觀念、使用括弧來描述複雜的電路結構、善用「常數」(Constant)、運算元的位用寬度 (operator bitwidth) 以及重置 (Reset) 訊號與預設 (Preset) 訊號的重要性。

第七章的內容則是將數位電路中的組合 (Combination Logic) 邏輯電路,從最簡單的布林方程式之實作 (Implementation of Boolean Equation)、編碼器、解碼器,到簡易的算術邏輯運算單元 (ALU) 的設計 … 等等,使用 Verilog 硬體描述語言來實作出來。

第八章的內容則是將數位電路中的循序邏輯電路,像是:存儲元件、移位元暫存器 (Shift Register)、計數器電路 (Counter)、除頻電路 … 等等,使用 Verilog 硬體描述語言來實作出來。

第九章的內容則是將數位電路中的有限狀態機器與簡易的CPU設計,例如:同步 (Synchronous) 與非同步 (Asynchronous) 電路循序電路、完全指定狀態 (Completely Specified) 與不完全指定狀態(Incompletely Specified),以及三個特殊的控制電路 … 等等,使用 Verilog 硬體描述語言來實作出來。

第十章是屬於進階課程,內容主要是將一些設計較大型的電路系統時、可以應用什麼樣的方式幫助我們讓硬體描述語言容易修改、調整,以及可以讓電路在效能或者是面積上可以得到較佳的設計。

第十一章的內容則是將數位電路中的隨機存取記憶體與唯讀記憶體,包括:基本的隨機存取記憶體設計、隨機存取記憶體的擴充方式設計、隨機存取記憶體、基本的唯讀記憶體設計、唯讀記憶體方式設計、唯讀記憶體的應用  … 等等,使用 Verilog 硬體描述語言來實作出來。

第十二章是『資料驗證』方法的介紹,包括:『核對和』(Checksum)、『同位元』(Parity Bit)、『漢明碼』(Hamming Code) 以及『循環檢查碼』(Cyclic-Redundancy Check);還有 CRC5 for USB 以及 CRC16 for USB,當然包括了如何使用 Verilog 來設計它們。

第十三章的內容是 Verilog 2001 增強特色,還有 Verilog-2001 新增的保留字、運算子、函數、compiler directive 以及 token。

第十四章的內容是 Verilog 的檔案處理與除錯輔助功能。

 

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