数字系统设计与VHDL

《数字系统设计与VHDL(英文版)》对原著进行了结构调整，使之更适合作为本科双语教学教材。第、章首先回顾了逻辑设计基本原理，第2章和第3章分别讲解了VHDL基本知识和不错主题，第4章为简单设计实例，第5章讨论状态机，第6章讨论浮点数运算，第7章讨论硬件测试和可测试性设计，第8章给出了一些不错设计实例。
《数字系统设计与VHDL(英文版)》是作者多年来在得萨斯大学奥斯汀分校讲授数字系统设计课程的经验积累。书中总结了VHDL语言的常规和不错文法特点，介绍了数字系统中运算部件从简单到复杂的设计方法，基于SM图实现复杂控制逻辑的VHDL设计方法，以及运算部件和控制逻辑的系统整合方法。书中提供了大量的设计实例可供参考，适用于本科高年级同学和研究生对数字系统进行VHDL设计与实现。

《数字系统设计与VHDL(英文版)》对原著进行了结构调整，使之更适合作为本科双语教学教材。靠前章首先回顾了逻辑设计基本原理，第2章和第3章分别讲解了VHDL基本知识和不错主题，第4章为简单设计实例，第5章讨论状态机，第6章讨论浮点数运算，第7章讨论硬件测试和可测试性设计，第8章给出了一些不错设计实例。全书将工业标准硬件描述语言VHDL和数字系统设计融为一体，较好地实现了控制逻辑和运算部件的整合设计，并给出了多个设计实例，便于学生在实践中得到提高。
《数字系统设计与VHDL(英文版)》适合作为高等院校电子、电气和计算机专业本科生数字系统设计类课程的双语教学教材，也适合作为相关工程技术人员的参考书。

作者：（美国）罗斯（CharlesH.Roth.Jr）（美国）LizyKurianJohn改编：梁松海

CharlesH．Roth，Jr．美国斯坦福大学博士，1961年就职于得萨斯大学奥斯汀分校，目前是电气与计算机工程系教授。他的授课和研究领域涵盖了数字系统理论和设计、微计算机系统和VHDL应用，出版了4本著作。

Chapter1ReviewofLogicDesignFundamentals1
1.1CombinationalLogic1
1.2BooleanAlgebraandAlgebraicSimplification3
1.3KarnaughMaps7
1.4DesigningwithNANDandNORGates10
1.5HazardsinCombinationalCircuits12
1.6Flip-FlopsandLatches14
1.7MealySequentialCircuitDesign17
1.8MooreSequentialCircuitDesign25
1.9EquivalentStatesandReductionofStateTables28
1.10SequentialCircuitTiming30
1.11TristateLogicandBusses41
1.12Problems42

Chapter2IntroductiontoVHDL51
2.1Computer-AidedDesign51
2.2HardwareDescriptionLanguages54
2.3VHDLDescriptionofCombinationalCircuits57
2.4VHDLModules61
2.5SequentialStatementsandVHDLProcesses67
2.6ModelingFlip-FlopsUsingVHDLProcesses69
2.7ProcessesUsingWaitStatements73
2.8TwoTypesofVHDLDelays:TransportandInertialDelays75
2.9Compilation,Simulation,andSynthesisofVHDLCode77
2.10VHDLDataTypesandOperators82
2.11SimpleSynthesisExamples84
2.12VHDLModelsforMultiplexers87
2.13VHDLLibraries90
2.14ModelingRegistersandCountersUsingVHDLProcesses95
2.15BehavioralandStructuralVHDL101
2.16Variables,Signals,andConstants111
2.17Arrays114
2.18LoopsinVHDL117
2.19AssertandReportStatements119
2.20Problems122

Chapter3AdditionalTopicsinVHDL137
3.1VHDLFunctions137
3.2VHDLProcedures141
3.3Attributes143
3.4CreatingOverloadedOperators147
3.5Multi-ValuedLogicandSignalResolution148
3.6TheIEEE9-ValuedLogicSystem153
3.7SRAMModelUsingIEEE1164156
3.8ModelforSRAMRead/WriteSystem158
3.9Generics161
3.10NamedAssociation162
3.11GenerateStatements163
3.12FilesandTEXTIO165
3.13Problems169

Chapter4DesignExamples177
4.1BCDtoSeven-SegmentDisplayDecoder178
4.2ABCDAdder179
4.332-BitAdders181
4.4TrafficLightController188
4.5StateGraphsforControlCircuits191
4.6ScoreboardandController192
4.7SynchronizationandDebouncing195
4.8AAdd-and-ShiftMultiplier197
4.9ArrayMultiplier203
4.10ASignedInteger/FractionMuliplier206
4.11KeypadScanner218
4.12BinaryDividers226
4.13Problems236

Chapter5SMChartsandMicroprogramming247
5.1StateMachineCharts247
5.2DerivationofSMCharts252
5.3RealizationofSMCharts262
5.4ImplementationoftheDiceGame266
5.5Problems271

Chapter6Floating-PointArithmetic278
6.1RepresentationofFloating-PointNumbers278
6.2Floating-PointMultiplication284
6.3Floating-PointAddition294
6.4OtherFloating-PointOperations300
6.5Problems301

Chapter7HardwareTestingandDesignforTestability306
7.1TestingCombinationalLogic306
7.2TestingSequentialLogic311
7.3ScanTesting314
7.4BoundaryScan317
7.5Built-InSelf-Test328
7.6Problems339

Chapter8AdditionalDesignExamples345
8.1DesignofaWristwatch345
8.2MemoryTimingModels356
8.3AUniversalAsynchronousReceiverTransmitter364
8.4Problems378
AppendixA383

VHDLLanguageSummary
AppendixB391
IEEEStandardLibraries
AppendixC393
TEXTIOPackage
AppendixD395
Projects
References406