数字电路与系统设计
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前言

数字电路是电子、通信、计算机、自动化、航天等专业的重要专业基础课。在当今信息数字化时代,随着CMOS工艺的发展,数字电子技术中TTL的主导地位被撼动。在工程实践中,数字电路的文本描述已逐渐取代图形描述。FPGA/CPLD器件的大量应用,也改变了数字系统的设计理念、设计方法,使数字电子技术开创了新局面,不仅规模大,而且将硬件与软件相结合,使器件的功能更加完善,使用更灵活。因而,数字电路的教学内容也需要不断更新和改进,以适应人才培养的需要。

本书参照教育部“数字电路与逻辑设计课程教学基本要求(讨论稿)”,在东南大学出版社出版的《数字电路与系统设计》的基础上,总结多年本科“数字电路”课程教学改革经验编写而成。压缩了函数化简内容,精简了MSI、SSI电路介绍,加强了有限状态机设计、数字系统的分析与设计、HDL语言及典型电路描述等内容。本教材的特色如下。

●进一步强化自顶向下的数字系统设计理念。在整个设计过程中尽量运用概念(即抽象)去描述和分析设计对象,而不过早地考虑实现该设计的具体电路、元器件和工艺,以抓住主要矛盾,避免纠缠在具体细节上。本书详细介绍了如何设计一个思路清晰、可靠性高、维护性好的数字系统,并增设多个设计案例进行说明。

●按工作特点不同,将ROM和RAM分开介绍。以PROM为重点,将ROM与其他PLD器件(PAL、PLA、GAL、CPLD和FPGA)有机地串接在一起;以SRAM为重点,将RAM与触发器有机地融合在一起。

●每章设有浅显易懂的VHDL编程实例,让读者在潜移默化中理解VHDL语言的精髓。为便于查阅VHDL语法规范,同时考虑Verilog也广泛使用,以附录形式提纲挈领地讲解了这两种硬件描述语言的基本知识。

●为让读者更好地适应主流CAD开发工具,顺利地阅读国外文献,本书的门电路符号均采用IEEE Std 91a-1991中的特定外形图形符号。为便于教学,中规模器件使用了示意性的简化符号;在门电路中缩减了逐渐退出的TTL门电路,重点介绍CMOS门电路。

本书由黄丽亚、杨恒新、朱莉娟和张苏共同编写。其中第3章、第4章、第5章由黄丽亚编写,第8章和第5章中的5.7小节由杨恒新编写,第1章、第2章和附录C由朱莉娟编写,第6章、第7章、附录A和附录B由张苏编写。全书由黄丽亚、杨恒新统稿、定稿,张盼盼进行汇总和格式整理。作者向多年从事数字电路课程教学、为本书积累了大量资料和编写思路的张顺兴老师表示衷心的感谢。此外,南京邮电大学电子科学与工程学院电子电路教学中心的老师为本书的编写提供了宝贵的意见,编者在此一并表示衷心的感谢!

由于编者水平有限,书中难免有不妥之处,恳请读者批评指正。

编者

2014年10月