前言
随着微电子技术的快速发展,可编程逻辑器件应用技术得到了广泛应用,社会对专业技术人员的要求逐步提高。它作为现代电子设计最新技术的结晶,融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果,由计算机自动完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真,直至对特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作,从而实现电子产品设计的自动化。这一技术极大地提高了电路设计的效率和可靠性,减轻了设计者的劳动强度,得到了广泛应用,社会对专业技术人员的要求逐步提高。它加快了当今社会向数字化社会的进程,许多院校根据行业发展需要都开设了这门课程。
深圳职业技术学院可编程逻辑器件应用技术课程组的教师经过多年的教学改革实践与校企合作,于2008年将该课程建设成为国家电子教指委精品课程。作为精品课程建设的成果之一,本书基于工作任务进行内容设计,共安排了24个工作任务,由工作任务入手,引入相关的知识点,通过技能训练引出相关概念、设计技巧,体现做中学、学中练的教学思路与职业教育特色。实践部分有理论分析,理论部分以实践作为依托,理论与实践融为一体,互相补充,循环深入。这种按照认识规律,用实际工作任务引导,而不是靠理论体系的逻辑关系引导的叙述体系,是本书的最大特点。
所有任务均采用Verilog HDL语言设计代码实现。目前,电子设计行业常用的两种硬件描述语言是VHDL和Verilog HDL,这两种语言都应用得比较广泛,其中,Verilog HDL的语言规则非常接近C语言,大多数工程师都可以迅速上手,因而拥有更多的用户,本书就是采用Verilog HDL完成所有的设计任务的。
本书任务设计逐层递进、由易到难,体现了可操作性和扩展性,根据难度和综合性可划分为四个层次。第一层包括第1章,它是本书与传统数字电路知识的衔接部分,两个任务均采用传统的原理图设计方法,并引入了现代数字系统设计环境,包括可编程逻辑器件硬件系统和常用EDA软件设计平台,通过硬件设计载体和软件设计平台的学习,了解各种可编程逻辑器件的电路结构、工作原理,掌握EDA工具软件的使用方法,是EDA技术学习的第一步;第二层包括第2章,在第1章的基础之上,把设计任务改为采用硬件描述语言进行数字系统设计,在任务中引入硬件描述语言的概念及语法知识点;第三层包括第3~5章,以大量的任务和实例介绍了采用Verilog语言进行数字系统设计的基本步骤和方法;第四层次包括第6章,从综合应用的角度,给出了6个综合设计项目,具有很强的实践性和可操作性。以上四个层次,从内容上看,实例引导,前后呼应;从结构上看,层层递进,深入浅出。
本书内容精炼,避免长篇大论;语言通俗易懂,引入了与实践相关的图、表、提示、警告等内容,易于教学,实用性强。本书通过24个工作任务,主要介绍了数字系统设计开发环境、可编程逻辑器件的结构和开发工具软件、Verilog HDL语言及其应用、组合逻辑电路设计、时序逻辑电路设计、数字系统的验证、数字系统设计实践任务等内容。参考学时约为80学时,在使用时可根据具体教学情况取舍部分内容和适当增减学时。
本书由王静霞任主编,对本书进行总体策划、编写指导及全书统稿;余菲和温国忠任副主编,协助完成以上工作。具体编写分工为王静霞编写第1章,刘俐编写第2章,余菲编写第3章和第6章的任务20、23和24,温国忠编写第4、5章,深圳信息职业技术学院的王颖编写第6章的任务19、21、22和23。
为了方便教师教学,本书配有电子教学课件、习题参考答案和Verilog HDL代码文件等,请有此需要的教师登录华信教育资源网(www.hxedu.com.cn)免费注册后进行下载,有问题时请在网站留言或与电子工业出版社联系(E-mail:hxedu@phei.com.cn)。读者也可通过该精品课程网站(http://jpkc1.szpt.edu.cn/2008/ljqj/)浏览和参考更多的教学资源。
由于时间紧迫和编者水平有限,书中的错误和缺点在所难免,热忱欢迎读者对本书提出批评和建议。
编者