کتاب Fundamentals of Logic Design نسخه هفتم، یکی از منابع مرجع یادگیری مدار منطقی است. این کتاب در 20 واحد به آموزش مدارهای منطقی و پیاده‌سازی آن‌ها پرداخته و نکات مربوط به آن را بیان می‌کند.
در ادامه مقدمه‌ای از کتاب Fundamentals of Logic Design را از زبان نویسنده شرح خواهیم داد.
مقدمه‌ای بر کتاب Fundamentals of Logic Design:
هدف کتاب Fundamentals of Logic Design
این کتاب برای اولین دوره در طراحی منطق سیستم‌های دیجیتال نوشته شده است. بر این فرض نوشته شده است که دانش آموز باید مفاهیم اساسی خاصی را در اولین دوره به طور کامل درک کرده و بیاموزد.
نمونه‌هایی از این مفاهیم بنیادی عبارتند از: استفاده از جبر بولی برای توصیف سیگنال‌ها و اتصالات متقابل در یک مدار منطقی، استفاده از تکنیک‌های سیستماتیک برای ساده سازی مدار منطقی، اتصال اجزای ساده برای انجام یک تابع منطقی پیچیده‌تر، تجزیه و تحلیل منطق ترتیبی. مدار از نظر نمودارهای زمان بندی یا نمودارهای حالت و استفاده از یک مدار کنترل برای کنترل توالی رویدادها در یک سیستم دیجیتال.
کتاب Fundamentals of Logic Design تلاش می‌کند تا تعادلی بین نظریه و کاربرد ایجاد کند. به همین دلیل، کتاب بیش از حد بر ریاضیات نظریه سوئیچینگ تأکید نمی‌کند. با این حال، نظریه‌ای را ارائه می‌دهد که برای درک مفاهیم اساسی طراحی منطقی ضروری است.
پس از تکمیل این کتاب، دانش‌آموز باید برای یک دوره طراحی سیستم‌های دیجیتال پیشرفته‌تر آماده شود که بر مفاهیم بصری‌تری مانند توسعه الگوریتم‌ها برای فرآیندهای دیجیتال، تقسیم‌بندی سیستم‌های دیجیتال به زیرسیستم‌ها و پیاده‌سازی سیستم‌های دیجیتال با استفاده از سخت‌افزار موجود تاکید دارد. از طرف دیگر، دانش‌آموز باید آماده رفتن به دوره پیشرفته‌تر در تئوری سوئیچینگ باشد که مفاهیم نظری را که در اینجا معرفی شده است، توسعه دهد.
محتویات کتاب Fundamentals of Logic Design
پس از مطالعه این کتاب، دانش آموزان باید بتوانند تئوری سوئیچینگ را برای حل مسائل طراحی منطقی اعمال کنند. آن‌ها هم تئوری پایه مدارهای سوئیچینگ و هم نحوه اعمال آن را خواهند آموخت. پس از مقدمه‌ای کوتاه بر سیستم‌های اعداد، آن‌ها جبر سوئیچینگ را مطالعه می‌کنند، یک مورد خاص از جبر بولی، که ابزار ریاضی اساسی مورد نیاز برای تجزیه و تحلیل و سنتز یک کلاس مهم از مدارهای سوئیچینگ است. با شروع از بیان مسئله، آن‌ها طراحی مدارهای منطقی را خواهند آموخت.
گیت‌هایی که رابطه مشخصی بین سیگنال‌ها در ترمینال‌های ورودی و خروجی دارند. سپس خواص منطقی فلیپ‌فلاپ‌ها را که به عنوان دستگاه‌های حافظه در مدارهای سوئیچینگ متوالی عمل می‌کنند، مطالعه خواهند کرد.
با ترکیب فلیپ‌فلاپ‌ها با مدارهای گیت‌های منطقی، آن‌ها طراحی شمارنده‌ها، جمع‌کننده‌ها، آشکارسازهای توالی و مدارهای مشابه را خواهند آموخت. آن‌ها همچنین زبان توصیف سخت افزار VHDL و کاربرد آن در طراحی منطق ترکیبی، منطق ترتیبی و سیستم‌های دیجیتال ساده را مطالعه خواهند کرد.
همانطور که فناوری مدارهای مجتمع برای اجازه دادن به اجزای بیشتر بر روی یک تراشه در حال بهبود است، سیستم‌های دیجیتال همچنان در پیچیدگی رشد می‌کنند. طراحی چنین سیستم‌های پیچیده‌ای با استفاده از زبان توصیف سخت‌افزاری مانند VHDL تسهیل می‌شود. این کتاب استفاده از VHDL را در طراحی منطقی معرفی می‌کند و بر رابطه بین عبارات VHDL و سخت‌افزار دیجیتال مربوطه تاکید می‌کند.
VHDL اجازه می‌دهد تا سخت افزار دیجیتال قبل از پیاده سازی با اجزای منطقی در سطح بالاتری توصیف و شبیه سازی شود. برنامه‌های کامپیوتری برای سنتز می‌توانند توصیف VHDL یک سیستم دیجیتال را به مجموعه‌ای از اجزای منطقی و اتصالات آن‌ها تبدیل کنند.
اگرچه استفاده از چنین ابزارهای طراحی به کمک رایانه به خودکارسازی فرآیند طراحی منطقی کمک می‌کند، ما معتقدیم که قبل از نوشتن کد VHDL، درک مؤلفه‌های منطقی اساسی و زمان‌بندی آن‌ها مهم است. با اجرای دستی منطق دیجیتال، دانش‌آموزان می‌توانند قدرت و محدودیت‌های VHDL را به طور کامل درک کنند.
اگرچه فناوری مورد استفاده برای پیاده سازی سیستم‌های دیجیتال از زمان انتشار اولین ویرایش کتاب Fundamentals of Logic Design به طور قابل توجهی تغییر کرده است، اما اصول اساسی طراحی منطقی تغییر نکرده است. جداول حقیقت و جداول حالت هنوز برای مشخص کردن رفتار مدارهای منطقی استفاده می‌شود و جبر بولی هنوز یک ابزار ریاضی پایه برای طراحی منطق است.
حتی زمانی که به جای گیت‌ها و فلیپ‌فلاپ‌ها از دستگاه‌های منطقی قابل برنامه‌ریزی (PLD) استفاده می‌شود، کاهش معادلات منطقی برای جا دادن معادلات در PLDهای کوچک‌تر مطلوب است. ایجاد یک تخصیص حالت خوب هنوز مطلوب است، زیرا بدون تخصیص خوب، معادلات منطقی ممکن است به PLD های بزرگتری نیاز داشته باشند.
نقاط قوت کتاب Fundamentals of Logic Design
اگرچه متون زیادی در زمینه‌های تئوری سوئیچینگ و طراحی منطق موجود است، این کتاب به گونه ای طراحی شده است که بتوان از آن در یک دوره سخنرانی استاندارد یا در یک دوره خود گام استفاده کرد. علاوه بر مطالب و مشکلات خواندن استاندارد، راهنمای مطالعه و سایر وسایل کمکی برای خودآموزی در این کتاب گنجانده شده است.
محتوای کتاب Fundamentals of Logic Design در 20 واحد مطالعه تقسیم شده است. این واحدها یک توالی منطقی را تشکیل می‌دهند به طوری که تسلط بر مطالب در یک واحد به طور کلی پیش نیاز مطالعه واحدهای بعدی است. هر واحد از چهار بخش تشکیل شده است. اول، فهرستی از اهداف دقیقاً بیان می‌کند که از شما انتظار می‌رود با مطالعه واحد چه چیزی یاد بگیرید. در مرحله بعد، راهنمای مطالعه شامل تکالیف خواندن و سوالات مطالعه است.
همانطور که در بخش کار می‌کنید، باید پاسخ این سوالات مطالعه را بنویسید. مواد متنی و مجموعه مسائلی که در ادامه می‌آیند شبیه به یک کتاب درسی معمولی است. هنگامی که یک واحد را تکمیل می‌کنید، باید اهداف را مرور کنید و مطمئن شوید که آن‌ها را برآورده کرده اید. هر یک از واحدها تحت آزمایش کلاسی گسترده در یک محیط خود گام قرار گرفته‌اند و بر اساس بازخورد دانش‌آموزان تجدید نظر شده است.
واحدهای مطالعه به سه گروه اصلی تقسیم می‌شوند. 9 واحد اول جبر بولی و طراحی مدارهای منطق ترکیبی را بررسی می‌کنند. واحدهای 11 تا 16، 18 و 19 عمدتاً به تجزیه و تحلیل و طراحی مدارهای منطقی ترتیبی کلاک، از جمله مدارهای عملیات حسابی مربوط می‌شوند.
واحدهای 10، 17 و 20 زبان توصیف سخت‌افزار VHDL و کاربرد آن در طراحی منطقی را معرفی می‌کنند. کتاب Fundamentals of Logic Design برای دانشجویان علوم کامپیوتر و مهندسی مناسب است. مطالب مربوط به جنبه‌های مداری گیت‌های منطقی در ضمیمه A موجود است تا دانشجویان علوم کامپیوتر یا سایر دانشجویان بدون پیش‌زمینه‌ای در مدارهای الکترونیکی بتوانند به راحتی این مطالب را حذف کنند.
کتاب Fundamentals of Logic Design به گونه ای سازماندهی شده است که واحد 6 در رویه Quine-McCluskey ممکن است بدون از دست دادن تداوم حذف شود. سه واحد در VHDL را می‌توان در توالی عادی مطالعه کرد، پس از واحدهای دیگر با هم مطالعه کرد، یا به طور کامل حذف کرد.
سرفصل‌های کتاب Fundamentals of Logic Design:
- Cover
- Dedication
- Contents
- Preface
- How to Use This Book for Self-Study
- Digital Resources
- About the Authors
- Unit 1: Introduction Number Systems and Conversion
- Unit 2: Boolean Algebra
- Unit 3: Boolean Algebra (Continued)
- Unit 4: Applications of Boolean Algebra Minterm and Maxterm Expansions
- Unit 5: Karnaugh Maps
- Unit 6: Quine-McCluskey Method
- Unit 7: Multi-Level Gate Circuits NAND and NOR Gates
- Unit 8: Combinational Circuit Design and Simulation Using Gates
- Unit 9: Multiplexers, Decoders, and Programmable Logic Devices
- Unit 10: Introduction to VHDL
- Unit 11: Latches and Flip-Flops
- Unit 12: Registers and Counters
- Unit 13: Analysis of Clocked Sequential Circuits
- Unit 14: Derivation of State Graphs and Tables
- Unit 15: Reduction of State Tables State Assignment
- Unit 16: Sequential Circuit Design
- Unit 17: VHDL for Sequential Logic
- Unit 18: Circuits for Arithmetic Operations
- Unit 19: State Machine Design with SM Charts
- Unit 20: VHDL for Digital System Design
- Appendix A: MOS and CMOS Logic
- Appendix B: VHDL Language Summary
- Appendix C: Tips for Writing Synthesizable VHDL Code
- Appendix D: Proofs of Theorems
- Appendix E: Answers to Selected Study Guide Questions and Problems
- References
- Index
- Description of the CD
فایل کتاب Fundamentals of Logic Design را می‌توانید پس از پرداخت، دریافت کنید.
نقد و بررسی‌ها
هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.