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Complete Digital Design - An In-depth Guide to Digital Electronics

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简介:
《Complete Digital Design: An In-Depth Guide to Digital Electronics》是一本全面介绍数字电子学原理与设计实践的权威指南,适合工程师和学生阅读。 Complete Digital Design - A Comprehensive Guide to Digital Electronics and Computer System Architecture PART 1: Digital Fundamentals Chapter 1: Digital Logic 1.1 Boolean Logic / 3 1.2 Boolean Manipulation / 7 1.3 The Karnaugh map / 8 1.4 Binary and Hexadecimal Numbering / 10 1.5 Binary Addition / 14 1.6 Subtraction and Negative Numbers / 15 1.7 Multiplication and Division / 17 1.8 Flip-Flops and Latches / 18 1.9 Synchronous Logic / 21 1.10 Synchronous Timing Analysis / 23 1.11 Clock Skew / 25 1.12 Clock Jitter / 27 1.13 Derived Logical Building Blocks / 28 Chapter 2: Integrated Circuits and the 7400 Logic Families 2.1 The Integrated Circuit / 33 2.2 IC Packaging / 38 2.3 The 7400-Series Discrete Logic Family / 41 2.4 Applying the 7400 Family to Logic Design / 43 2.5 Synchronous Logic Design with the 7400 Family / 45 2.6 Common Variants of the 7400 Family / 50 2.7 Interpreting a Digital IC Data Sheet / 51 Chapter 3: Basic Computer Architecture 3.1 The Digital Computer / 56 3.2 Microprocessor Internals / 58 3.3 Subroutines and the Stack / 60 3.4 Reset and Interrupts / 62 3.5 Implementation of an Eight-Bit Computer / 63 3.6 Address Banking / 67 3.7 Direct Memory Access / 68 3.8 Extending the Microprocessor Bus / 70 3.9 Assembly Language and Addressing Modes / 72 Chapter 4: Memory 4.1 Memory Classifications / 77 4.2 EPROM / 79 4.3 Flash Memory / 81 4.4 EEPROM / 85 4.5 Asynchronous SRAM / 86 4.6 Asynchronous DRAM / 88 4.7 Multiport Memory / 92 4.8 The FIFO / 94 Chapter 5: Serial Communications 5.1 Serial vs. Parallel Communication / 98 5.2 The UART / 99 5.3 ASCII Data Representation / 102 5.4 RS-232 / 102 5.5 RS-422 / 107 5.6 Modems and Baud Rate / 108 5.7 Network Topologies / 109 5.8 Network Data Formats / 110 5.9 RS-485 / 112 5.10 A Simple RS-485 Network / 114 5.11 Interchip Serial Communications / 117 Chapter 6: Instructive Microprocessors and Microcomputer Elements 6.1 Evolution / 121 6.2 Motorola 6800 Eight-bit Microprocessor Family / 122 6.3 Intel 8051 Microcontroller Family / 125 6.4 Microchip PIC® Microcontroller Family / 131 6.5 Intel 8086 16-Bit Microprocessor Family / 134 6.6 Motorola 68000 16/32-Bit Microprocessor Family / 139 PART 2: Advanced Digital Systems Chapter 7: Advanced Microprocessor Concepts 7.1 RISC and CISC / 145 7.2 Cache Structures / 149 7.3 Caches in Practice / 154 7.4 Virtual Memory and the MMU / 158 7.5 Superpipelined and Superscalar Architectures / 161 7.6 Floating-Point Arithmetic / 165 7.7 Digital Signal Processors / 167 7.8 Performance Metrics / 169 Chapter 8: High-Performance Memory Technologies 8.1 Synchronous DRAM / 173 8.2 Double Data Rate SDRAM / 179 8.3 Synchronous SRAM / 182 8.4 DDR and QDR SRAM / 185 8.5 Content Addressable Memory / 188 Chapter 9: Networking 9.1

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  • Complete Digital Design - An In-depth Guide to Digital Electronics
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    《Complete Digital Design: An In-Depth Guide to Digital Electronics》是一本全面介绍数字电子学原理与设计实践的权威指南,适合工程师和学生阅读。 Complete Digital Design - A Comprehensive Guide to Digital Electronics and Computer System Architecture PART 1: Digital Fundamentals Chapter 1: Digital Logic 1.1 Boolean Logic / 3 1.2 Boolean Manipulation / 7 1.3 The Karnaugh map / 8 1.4 Binary and Hexadecimal Numbering / 10 1.5 Binary Addition / 14 1.6 Subtraction and Negative Numbers / 15 1.7 Multiplication and Division / 17 1.8 Flip-Flops and Latches / 18 1.9 Synchronous Logic / 21 1.10 Synchronous Timing Analysis / 23 1.11 Clock Skew / 25 1.12 Clock Jitter / 27 1.13 Derived Logical Building Blocks / 28 Chapter 2: Integrated Circuits and the 7400 Logic Families 2.1 The Integrated Circuit / 33 2.2 IC Packaging / 38 2.3 The 7400-Series Discrete Logic Family / 41 2.4 Applying the 7400 Family to Logic Design / 43 2.5 Synchronous Logic Design with the 7400 Family / 45 2.6 Common Variants of the 7400 Family / 50 2.7 Interpreting a Digital IC Data Sheet / 51 Chapter 3: Basic Computer Architecture 3.1 The Digital Computer / 56 3.2 Microprocessor Internals / 58 3.3 Subroutines and the Stack / 60 3.4 Reset and Interrupts / 62 3.5 Implementation of an Eight-Bit Computer / 63 3.6 Address Banking / 67 3.7 Direct Memory Access / 68 3.8 Extending the Microprocessor Bus / 70 3.9 Assembly Language and Addressing Modes / 72 Chapter 4: Memory 4.1 Memory Classifications / 77 4.2 EPROM / 79 4.3 Flash Memory / 81 4.4 EEPROM / 85 4.5 Asynchronous SRAM / 86 4.6 Asynchronous DRAM / 88 4.7 Multiport Memory / 92 4.8 The FIFO / 94 Chapter 5: Serial Communications 5.1 Serial vs. Parallel Communication / 98 5.2 The UART / 99 5.3 ASCII Data Representation / 102 5.4 RS-232 / 102 5.5 RS-422 / 107 5.6 Modems and Baud Rate / 108 5.7 Network Topologies / 109 5.8 Network Data Formats / 110 5.9 RS-485 / 112 5.10 A Simple RS-485 Network / 114 5.11 Interchip Serial Communications / 117 Chapter 6: Instructive Microprocessors and Microcomputer Elements 6.1 Evolution / 121 6.2 Motorola 6800 Eight-bit Microprocessor Family / 122 6.3 Intel 8051 Microcontroller Family / 125 6.4 Microchip PIC® Microcontroller Family / 131 6.5 Intel 8086 16-Bit Microprocessor Family / 134 6.6 Motorola 68000 16/32-Bit Microprocessor Family / 139 PART 2: Advanced Digital Systems Chapter 7: Advanced Microprocessor Concepts 7.1 RISC and CISC / 145 7.2 Cache Structures / 149 7.3 Caches in Practice / 154 7.4 Virtual Memory and the MMU / 158 7.5 Superpipelined and Superscalar Architectures / 161 7.6 Floating-Point Arithmetic / 165 7.7 Digital Signal Processors / 167 7.8 Performance Metrics / 169 Chapter 8: High-Performance Memory Technologies 8.1 Synchronous DRAM / 173 8.2 Double Data Rate SDRAM / 179 8.3 Synchronous SRAM / 182 8.4 DDR and QDR SRAM / 185 8.5 Content Addressable Memory / 188 Chapter 9: Networking 9.1
  • Digital Communication Complete Source Code in MATLAB Simulink
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    《Digital Communication Complete Source Code in MATLAB Simulink》是一本全面介绍数字通信系统仿真的书籍,提供了基于MATLAB和Simulink的完整源代码。书中涵盖了从基础概念到高级主题的内容,帮助读者深入理解并设计各种数字通信方案。 《MATLAB Simulink在数字通信中的应用及完整源代码详解》 MATLAB Simulink是一种强大的图形化建模工具,在工程领域尤其是数字通信系统的设计与仿真中得到了广泛应用。本资源提供了完整的M文件打包,涵盖了多个关键模块,旨在帮助用户深入理解和实践数字通信系统的构建过程。 一、MATLAB Simulink基础 Simulink是MATLAB环境下的扩展工具,通过图形化界面来建立动态系统模型,并支持离散、连续和混合信号处理。使用者可以通过拖拽模块并连接它们的方式创建系统模型,然后运行仿真观察其行为。由于其灵活性与强大功能,Simulink在数字通信领域被广泛使用。 二、数字通信系统 数字通信系统的构建包括信源编码、信道编码、调制解调、同步以及错误检测和纠正等环节,在Simulink中都可以通过相应的模块来实现。例如,信源编码模块可以用于数据压缩与量化;卷积码和涡轮码则在信道编码中使用以提高传输的可靠性;而PSK(相位键控)、ASK(幅度键控)以及FSK(频率键控)等调制方式都可在Simulink中实现。 三、Simulink在数字通信中的应用 1. 信源编码与解码:Simulink提供如PCM和ADPCM这样的模型来模拟信号压缩过程。 2. 信道编码与解码:卷积编码器及Viterbi解码器可以用于理解并实现卷积码,而涡轮编码器则有助于展示涡轮码的纠错能力。 3. 调制与解调:用户可以在Simulink中构建ASK、FSK和PSK等模型来观察各种不同调制方式对信号质量和抗干扰性能的影响。 4. 同步:包括载波恢复及位同步在内的模块对于正确接收数字信号至关重要。Simulink提供了多种算法,例如PLL(锁相环)模型用于实现这些功能。 5. 信道仿真:用户能设定不同的信道模式来模拟真实世界的通信环境,如AWGN和衰落信道等。 6. 错误检测与纠正:CRC和汉明码模块可以帮助识别并修复传输过程中的错误,从而提高数据传送的可靠性。 四、源代码学习价值 本资源提供的完整源代码是研究数字通信系统的重要参考资料。通过分析这些代码,用户可以深入了解每个模块内部的工作原理,并掌握如何在Simulink中构建复杂的通信系统。同时,这些模板也可以为用户的个人项目提供参考和借鉴。 综上所述,《MATLAB Simulink for Digital Communication 完整源代码》是一个宝贵的教育资源,其内容覆盖了数字通信的各个方面,不仅加深理论理解也能提升实际操作技能。无论是学生还是研究人员都能从中受益匪浅,并实现理论与实践的有效结合。
  • Digital Control for Power Electronics
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    《Digital Control for Power Electronics》是一本专注于数字控制技术在电力电子中的应用书籍,深入探讨了该领域的最新进展与挑战。 《电力电子中的数字控制》是一本全面介绍电力电子领域内数字控制技术的入门书籍。本书涵盖了电力转换器控制系统及其基于当前广泛应用的数字控制技术的基本解决方案。书中以半桥电压源逆变器的应用案例为例,包括单相和三相实现方式。选择这些案例是因为它们既简单又广为人知,并且能够涵盖广泛的数字控制技术应用范围,从数字脉宽调制(DPWM)到空间矢量调制(SVM),再到输出电流与电压的精确控制。 电力电子中的数字控制是指利用如DSP或MCU等数字电路来实现对电能变换和控制系统的技术。相比传统模拟控制方法,它具有更高的灵活性、精度以及更易于实施复杂策略的优点。 在设计数字控制系统之前,需要掌握几个基础知识点:首先是信号采集过程,这是将连续变化的模拟量转换为离散数值的过程,其中ADC(模数转换器)起到了关键作用;其次是建模环节,即通过数学模型来描述系统或设备的行为。电力电子中的常见模型包括功率器件、电感和电容等元件的动态特性。 数字控制过程还包括实现特定控制策略的方法设计,例如DPWM用于精确调节输出电压大小,而SVM则利用空间矢量概念提升逆变器波形质量并减少开关损耗。此外,在该领域内还涉及稳定性分析及补偿器设计等内容,这些对于构建高效、稳定且可靠的电力电子系统至关重要。 本书由Simone Buso和Paolo Mattavelli两位作者撰写,他们分别任职于意大利帕多瓦大学信息工程系以及乌迪内大学电气机械与管理工程系。凭借其深厚的理论背景和丰富的实践经验,《电力电子中的数字控制》为读者提供了实用的参考材料,并帮助他们在实际工作中更好地理解和应用这些技术。
  • Digital Communication in Matlab
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    《Digital Communication in Matlab》是一本详细讲解如何使用Matlab进行数字通信系统设计与仿真的教程,适合工程技术人员和高校师生阅读。 Complete Digital Communication covers the comprehensive aspects of digital communication, including but not limited to data transmission, signal processing, and network protocols. It aims to provide a thorough understanding of how information is exchanged in the digital realm through various technological means.
  • 《Understanding Digital Signal Processing: An Overview》
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  • Digital Design and Computer Architecture
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    《Digital Design and Computer Architecture》是一本结合数字逻辑设计与计算机体系结构原理的教材,旨在帮助读者理解硬件和软件间的交互。书中通过Verilog语言教授如何构建处理器,并详细解释了Pentium架构的工作机制,使学生能够掌握现代计算机系统的核心知识。 《硬件设计与计算机体系结构》是由David Harris和Sarah Harris合著的一本书籍。该书主要探讨了计算机的硬件设计以及相关的计算机体系结构知识。书中内容深入浅出,适合对这一领域感兴趣的读者阅读学习。
  • Digital Systems Design with Verilog.bak
    优质
    《Digital Systems Design with Verilog》是一本介绍使用Verilog硬件描述语言进行数字系统设计的教程书籍,适合电子工程及相关专业的学生和工程师阅读。 《Digital Systems Design Using Verilog》是一本很好的书籍。
  • Digital Design with Chisel_20201010_Edition.7z
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    这是一份压缩文件,内含2020年10月10日版本的《使用Chisel进行数字设计》相关资料,适用于学习和研究基于Chisel的硬件描述语言。 资源许可证书:可以自由传播、改变以及商业用途。 Attribution-ShareAlike 4.0 International (CC BY-SA 4.0) 是一个易于理解的许可证摘要(而非替代文本)。免责声明如下: 您可以: 分享 — 在任何媒介或格式中复制和重新分发材料。
  • Digital Design and Computer Architecture
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    《Digital Design and Computer Architecture》是一本结合数字逻辑设计与计算机体系结构原理的教学用书,旨在帮助读者理解计算机系统的工作机制。 ### 数码设计与计算机架构 #### 一、引言 《数字设计与计算机架构》由David Money Harris和Sarah L. Harris共同编写,两位作者均是哈维穆德学院(Harvey Mudd College)的工程学教授。本书的独特之处在于它从计算机架构的角度出发介绍数字逻辑设计,并引导学生从最基本的二进制数开始学习直至完成一个完整的MIPS微处理器的设计过程。 #### 二、作者背景 **David Money Harris** 拥有斯坦福大学电气工程博士学位和麻省理工学院的电气工程及计算机科学硕士学位。他曾在英特尔公司工作,参与了Itanium和Pentium II处理器的逻辑与电路设计,并为Sun Microsystems、惠普(Hewlett-Packard)、Evans & Sutherland等公司提供咨询服务。此外他还持有约十二项专利,在芯片设计领域出版过三本教科书。 **Sarah L. Harris** 同样拥有斯坦福大学电气工程博士学位和硕士学位,她之前在杨百翰大学获得电气与计算机工程学士学位。她的工作经验包括惠普、圣地亚哥超级计算中心、Nvidia以及北京的微软研究院的工作经历。除了教学和技术研究外,她还喜欢旅行、风帆冲浪、攀岩和吉他演奏,并且擅长多种语言。 #### 三、书籍特点 本书的独特之处在于其独特的方法论: 1. **全面覆盖**:从基础的二进制数到复杂的微处理器设计,为读者提供了广泛的数字设计与计算机架构知识。 2. **实践导向**:通过实际项目和案例研究帮助学生理解并掌握数字设计的基本原理及其在计算机架构中的应用。 3. **综合视角**:以计算机架构的角度讲解数字逻辑设计,使读者能够从底层硬件到上层系统建立全局视野。 4. **最新技术**:涵盖了最新的计算机架构和技术趋势,让读者可以紧跟行业发展步伐。 #### 四、核心知识点 1. **二进制系统与数字逻辑基础** - 二进制数表示法 - 布尔代数和逻辑门 - 组合逻辑电路设计 2. **数字电路设计** - 触发器与时序逻辑 - 存储器与寄存器 - 总线系统与接口 3. **计算机体系结构** - 指令集架构(ISA) - 微处理器架构 - 内存层次结构和缓存 4. **MIPS微处理器设计** - MIPS指令集介绍 - 控制单元设计 - 数据通路配置 5. **高级主题** - 并行处理与多核架构 - 高性能计算 - 安全与加密技术 #### 五、结论 《数字设计与计算机架构》是一本适合初学者和进阶读者的专业书籍,它不仅涵盖了数字设计的基础理论,还深入探讨了计算机架构的各个方面。通过本书的学习,读者可以建立起对现代计算机系统工作原理的理解,并具备解决实际问题的能力。无论是作为课堂教学材料还是个人自学资源,《数字设计与计算机架构》都是一个很好的选择。
  • Digital Communication in Fading Channels
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    《Digital Communication in Fading Channels》是一本专注于研究信号在多径衰落环境中传输性能的专著,详细探讨了如何通过先进的数字通信技术提高数据传输效率和稳定性。 作者:Marvin K. Simon 和 Mohamed-Slim Alouini 前言 术语表 第一部分:基础 第1章 引言 第2章 淡化信道的特征与建模 第3章 通信类型 第二部分:数学工具 第4章 经典函数的替代表示法 第5章 计算平均误码性能的一些有用表达式 第6章 相关衰落应用中某些概率密度和累积分布函数的新表示方法 第三部分:最佳接收与性能评估 第7章 衰落信道的最佳接收器 第8章 单通道接收机的性能 第9章 多通道接收机的性能 第四部分:多用户通信系统 第10章 最佳组合:在存在干扰的情况下,用于衰落信道上的通信的一种多样性技术 第11章 直接序列码分多址(DS-CDMA) 第五部分:进一步扩展 第12章 衰落信道中的编码通信 索引