版權資訊
書 名: 邏輯與數學系統設計
作 者：李晶皎
出版社： 清華大學出版社
出版時間： 2008
ISBN: 9787302168522
開本： 16
定價: 32.00 元
內容簡介
本書圍繞數字系統設計，全面介紹了數字電路的基本概念和基本原理。在介紹傳統分析、設計方法的同時，詳細地介紹了在數字電路設計中普遍使用的硬體描述語言VHDL，並給出大量典型或實用的例題。本書內容主要包括：數字邏輯基礎、邏輯門電路、硬體描述語言VHDL基礎、組合邏輯電路、觸發器、時序邏輯電路、半導體存儲器、可程式邏輯器件、數字系統設計等。
適讀人群
本書可作為計算機類、電子類、自動化類等有關專業的本科生教材或教學參考書，也可供有關專業的工程技術人員參考。
作者簡介
李晶皎，於1985年獲東北大學自動化學士學位，於1988年獲東北大學計算機套用專業碩士學位，於1998年獲東北大學計算機軟體與理論博士學位。現為東北大學信息科學與工程學院教授、博士生導師。2006-2010教育部高等學校電子電氣基礎課程教學指導分委員會委員。曾獲國家教學成果二等獎，出版譯著和教材近10部。國家級精品課程“電子技術基礎”負責人，以及負責2007年度教育部一英特爾精品課程“基於多核的計算機組成與體系結構”建設。主要研究方向是嵌入式系統、計算機系統結構、模式識別等。
編輯推薦
涵蓋了電子信息類學科專業本科生“邏輯與數字系統設計”或“數字電子技術”課程的內容；強調對基本概念、基本原理的準確理解，強調對分析方法和設計方法的掌握；將硬體描述語言VHDL貫穿在各個章節，並給出大量實例；每章都有例題，引導讀者打開思路，融會貫通；每章配有大量習題，作為教材內容的繼續和補充，並有配套的習題解答；全書採用了國際上流行的圖形邏輯符號和特定外形符號，方便EDA軟體的使用和後續課程的教學。
目錄
第1章數字邏輯基礎
1.1數制
1.1.1十進制數
1.1.2二進制數
1.1.3八進制數和十六進制數
1.1.4數制間的轉換
1.2常用編碼
1.2.1十進制編碼
1.2.2循環碼
循環碼：無權碼，每位代碼無固定權值，任何相鄰的兩個碼組中，僅有一位代碼不同。
糾錯碼的解碼是該編碼能否得到實際套用的關鍵所在。解碼器往往比編碼較難實現，對於糾錯能力強的糾錯碼更複雜。根據不同的糾錯或檢錯目的，循環碼解碼器可分為用於糾錯目的和用於檢錯目的的循環碼解碼器。
通常，將接收到的循環碼組進行除法運算，如果除盡，則說明正確傳輸；如果未除盡，則在暫存器中的內容就是錯誤圖樣，根據錯誤圖樣可以確定一種邏輯，來確定差錯的位置，從而達到糾錯的目的。用於糾錯目的的循環碼的解碼算法比較複雜，感興趣的話可以參考一些參考書。而用於檢錯目的循環碼，一般使用ARQ通信方式。檢測過程也是將接受到的碼組進行除法運算，如果除盡，則說明傳輸無誤；如果未除盡，則表明傳輸出現差錯，要求傳送端重發。用於這種目的的循環碼經常被成為循環冗餘校驗碼，即CRC校驗碼。CRC校驗碼由於編碼電路、檢錯電路簡單且易於實現，因此得到廣泛的套用。在通過MODEM傳輸檔案的協定如ZMODEM、XMODEM協定中均用到了CRC校驗技術。在磁碟、光碟介質存儲技術中也使用該方法。
在SystemView中沒有提供專用的CRC循環冗餘校驗碼編碼器，讀者可根據有關參考書設計一個相應的仿真電路。如果不想親自動手設計，可以在CDMA庫（IS95）中找到一個現成的專用的CRC編碼器和解碼器。該圖符（FrameQ）是的接入信道的數據幀品質指示編碼器，其中使用了多種不同比特率的數據模型，通過CRC校驗來判斷接入信道的質量好壞。其中規定每一幀的長度為20ms的數據。一個典型IS-95-A標準規定的9600信道的CRC測試碼的長度為192比特，其中信息位172位、校驗位12比特、尾部全零8比特。感興趣的讀者可以加入一個速率為860bps（192bit/0.2ms=860）的PN數據，然後觀察經過CRC編碼後的波形。並可用對應的解碼器解碼觀察輸出波形是否與輸入的PN碼一致。
1.2.3ASCII碼
ASCII 碼使用指定的7 位或8 位二進制數組合來表示128 或256 種可能的字元。標準ASCII 碼也叫基礎ASCII碼，使用7 位二進制數來表示所有的大寫和小寫字母，數字0 到9、標點符號， 以及在美式英語中使用的特殊控制字元。其中：
0～31及127(共33個)是控制字元或通信專用字元（其餘為可顯示字元），如控制符：LF（換行）、CR（回車）、FF（換頁）、DEL（刪除）、BS（退格)、BEL（響鈴）等；通信專用字元：SOH（文頭）、EOT（文尾）、ACK（確認）等；ASCII值為8、9、10 和13 分別轉換為退格、制表、換行和回車字元。它們並沒有特定的圖形顯示，但會依不同的應用程式，而對文本顯示有不同的影響。
32～126(共95個)是字元(32sp是空格），其中48～57為0到9十個阿拉伯數字
65～90為26個大寫英文字母，97～122號為26個小寫英文字母，其餘為一些標點符號、運算符號等。
同時還要注意，在標準ASCII中，其最高位(b7)用作奇偶校驗位。所謂奇偶校驗，是指在代碼傳送過程中用來檢驗是否出現錯誤的一種方法，一般分奇校驗和偶校驗兩種。奇校驗規定：正確的代碼一個位元組中1的個數必須是奇數，若非奇數，則在最高位b7添1；偶校驗規定：正確的代碼一個位元組中1的個數必須是偶數，若非偶數，則在最高位b7添1。
後128個稱為擴展ASCII碼，目前許多基於x86的系統都支持使用擴展（或“高”）ASCII。擴展ASCII 碼允許將每個字元的第8 位用於確定附加的128 個特殊符號字元、外來語字母和圖形符號。
1.2.4奇偶校驗碼
奇偶校驗碼是一種通過增加冗餘位使得碼字中"1"的個數恆為奇數或偶數的編碼方法,它是一種檢錯碼。在實際使用時又可分為垂直奇偶校驗、水平奇偶校驗和水平垂直奇偶校驗等幾種。
1.3二進制數的運算
1.3.1二進制數的表示方法
1.3.2二進制數的加法及減法運算
1.4邏輯代數基礎
1.4.1邏輯變數和邏輯函式
1.4.2基本邏輯運算及基本邏輯門
1.4.3邏輯代數的基本公式和常用公式
1.4.4邏輯函式的表示方法
1.4.5邏輯函式的化簡方法
本章小結
習題
第2章邏輯門電路
第3章硬體描述語言VHDL基礎
第4章組合邏輯電路
第5章觸發器
第6章時序邏輯電路
第7章半導體存儲器
半導體存儲器(semi-conductor memory)
是一種以半導體電路作為存儲媒體的存儲器,記憶體儲器就是由稱為存儲器晶片的半導體積體電路組成。
按其功能可分為：隨機存取存儲器（簡稱RAM）和唯讀存儲器（唯讀ROM）
RAM包括DRAM（動態隨機存取存儲器）和SRAM（靜態隨機存取存儲器），當關機或斷電時，其中的 信息都會隨之丟失。 DRAM主要用於主存（記憶體的主體部分），SRAM主要用於高速快取存儲器。
ROM 主要用於BIOS存儲器。
按其製造工藝可分為：雙極電晶體存儲器和MOS電晶體存儲器。
按其存儲原理可分為：靜態和動態兩種。
其優點是：體積小、存儲速度快、存儲密度高、與邏輯電路接口容易。
主要用作高速緩衝存儲器、主存儲器、唯讀存儲器、堆疊存儲器等。
半導體存儲器的技術指標主要有：
1. 存儲容量：存儲單元個數M×每單元位數N
2. 存取時間：從啟動讀(寫)操作到操作完成的時間
3. 存取周期：兩次獨立的存儲器操作所需間隔的最小時間
4. 平均故障間隔時間MTBF（可靠性）
5. 功耗：動態功耗、靜態功耗
第8章可程式邏輯器件基礎
第9章數字系統設計基礎
附錄A常用邏輯符號對照表
附錄B常用積體電路引腳圖
參考文獻
……
