Digital design : with an introduction to the verilog HDL, VHDL, and system Verilog

For introductory courses on digital design in an Electrical Engineering, Computer Engineering, or Computer Science department. A clear and accessible approach to the basic tools, concepts, and applications of digital design A modern update to a classic, authoritative text, Digital Design , 5th Edition teaches the fundamental concepts of digital design in a clear, accessible manner. The text presents the basic tools for the design of digital circuits and provides procedures suitable for a variety of digital applications. Like the previous editions, this edition of Digital Design supports a multimodal approach to learning, with a focus on digital design, regardless of language. Recognizing that three public-domain languages--Verilog, VHDL, and SystemVerilog--all play a role in design flows for today's digital devices, the 5th Edition offers parallel tracks of presentation of multiple languages, but allows concentration on a single, chosen language. Digital Design With an Introduction to the Verilog HDL, VHDL, and SystemVerilog......Page 2 Digital Design With an Introduction to the Verilog HDL, VHDL, and SystemVerilog......Page 3 Digital Design With an Introduction to the Verilog HDL, VHDL, and SystemVerilog......Page 4 Digital Design With an Introduction to the Verilog HDL, VHDL, and SystemVerilog......Page 5 Digital Design With an Introduction to the Verilog HDL, VHDL, and SystemVerilog......Page 8 Contents......Page 14 HDL CONTENT......Page 25 CHAPTER OBJECTIVES......Page 27 1.1 DIGITAL SYSTEMS......Page 31 Practice Exercise 1.1......Page 35 Practice Exercise 1.2......Page 40 Practice Exercise 1.4......Page 44 Practice Exercise 1.7......Page 51 Practice Exercise 1.14 C Using 2s complements, find the following sums:......Page 59 Practice Exercise 1.18......Page 76 Register Transfer......Page 81 Logic Gates......Page 87 PROBLEMS......Page 93 REFERENCES......Page 94 WEB SEARCH TOPICS......Page 95 CHAPTER OBJECTIVES......Page 97 2.1 INTRODUCTION......Page 98 2.2 BASIC DEFINITIONS......Page 101 Two-Valued Boolean Algebra......Page 107 Practice Exercise 2.2......Page 114 Practice Exercise 2.6......Page 124 Practice Exercise 2.12......Page 139 2.7 OTHER LOGIC OPERATIONS......Page 144 Practice Exercise 2.14......Page 154 Computer-Aided Design of VLSI Circuits......Page 159 PROBLEMS......Page 168 REFERENCES......Page 169 WEB SEARCH TOPICS......Page 170 CHAPTER OBJECTIVES......Page 172 3.1 INTRODUCTION......Page 173 Practice Exercise 3.4......Page 183 Five-Variable K-Map......Page 191 Practice Exercise 3.8......Page 198 Practice Exercise 3.9......Page 202 Practice Exercise 3.11......Page 215 Tabular Summary and Example......Page 224 Parity Generation and Checking......Page 234 VHDL Packages, Libraries, and Logic Systems......Page 259 VHDLTruth Tables......Page 262 PROBLEMS......Page 272 REFERENCES......Page 273 WEB SEARCH TOPICS......Page 274 CHAPTER OBJECTIVES......Page 277 4.1 INTRODUCTION......Page 278 4.2 COMBINATIONAL CIRCUITS......Page 280 Practice Exercise 4.1......Page 286 Code Conversion Example......Page 293 Overflow......Page 311 BCD Adder......Page 316 4.7 BINARY MULTIPLIER......Page 320 Practice Exercise 4.7......Page 324 Combinational Logic Implementation......Page 333 Priority Encoder......Page 338 Three-State Gates......Page 349 VHDL......Page 389 VHDL (case Statement)......Page 401 4.14 WRITING A SIMPLE TESTBENCH......Page 409 4.15 LOGIC SIMULATION......Page 419 PROBLEMS......Page 432 REFERENCES......Page 434 WEB SEARCH TOPICS......Page 435 CHAPTER OBJECTIVES......Page 437 5.1 INTRODUCTION......Page 438 Practice Exercise 5.1......Page 442 Practice Exercise 5.3......Page 449 Practice Exercise 5.5......Page 462 Practice Exercise 5.14......Page 484 Practice Exercise 5.25VHDL......Page 516 State Assignment......Page 526 Synthesis Using T Flip-Flops......Page 541 PROBLEMS......Page 557 REFERENCES......Page 558 WEB SEARCH TOPICS......Page 559 CHAPTER OBJECTIVES......Page 561 Register with Parallel Load......Page 568 Universal Shift Register......Page 583 BCD Ripple Counter......Page 592 Practice Exercise 6.3......Page 606 Johnson Counter......Page 614 Practice Exercise 6.3 C VHDL......Page 628 PROBLEMS......Page 642 REFERENCES......Page 644 WEB SEARCH TOPICS......Page 645 CHAPTER OBJECTIVES......Page 647 7.1 INTRODUCTION......Page 649 Types of Memories......Page 660 Address Multiplexing......Page 668 Single-Error Correction, Double-Error Detection......Page 674 Combinational PLDs......Page 685 7.6 PROGRAMMABLE LOGIC ARRAY......Page 691 7.7 PROGRAMMABLE ARRAY LOGIC......Page 698 Xilinx Virtex FPGAs......Page 726 PROBLEMS......Page 732 REFERENCES......Page 733 WEB SEARCH TOPICS......Page 734 Chapter Objectives......Page 736 8.1 INTRODUCTION......Page 737 8.2 REGISTER TRANSFER LEVEL (RTL) NOTATION......Page 741 Flowchart for Design......Page 768 ASMD ChartThe Rosetta Stone of Systematic Design......Page 782 Control Logic......Page 798 VHDL?......Page 820 ASMD Chart......Page 828 One-Hot Design (One Flip-Flop per State)......Page 838 VHDL?......Page 854 Testing the Ones Counter......Page 876 8.11 RACE-FREE DESIGN (SOFTWARE RACE CONDITIONS)......Page 880 8.12 LATCH-FREE DESIGN (WHY WASTE SILICON?)......Page 882 (case?.?.?.?inside)......Page 894 PROBLEMS......Page 915 REFERENCES......Page 917 WEB SEARCH TOPICS......Page 918 9.1 INTRODUCTION TO EXPERIMENTS......Page 927 Other Counts......Page 932 NAND Circuit......Page 935 Complement......Page 938 Decoder Implementation......Page 941 Seven-Segment Display......Page 944 Design Specifications......Page 947 Magnitude Comparator......Page 951 IC Flip-Flops......Page 955 Design of Counter......Page 957 Binary Counter with Parallel Load......Page 961 Bidirectional Shift Register with Parallel Load......Page 967 Serial AdderCSubtractor......Page 969 Memory Expansion......Page 973 Lamp Ping-PongTM......Page 979 Clock-Pulse Generator......Page 983 Circuit Operation......Page 988 Checking the Multiplier......Page 995 HDL Supplement to Experiment 17 (Section 9.18)......Page 1011 10.1 RECTANGULAR-SHAPE SYMBOLS......Page 1016 10.2 QUALIFYING SYMBOLS......Page 1021 10.3 DEPENDENCY NOTATION......Page 1025 10.4 SYMBOLS FOR COMBINATIONAL ELEMENTS......Page 1029 10.5 SYMBOLS FOR FLIP-FLOPS......Page 1033 10.6 SYMBOLS FOR REGISTERS......Page 1039 10.7 SYMBOLS FOR COUNTERS......Page 1042 10.8 SYMBOL FOR RAM......Page 1044 PROBLEMS......Page 1046 REFERENCES......Page 1047 WEB SEARCH TOPICS......Page 1049 Appendix Semiconductors and CMOS Integrated Circuits......Page 1055 CMOS Characteristics......Page 1061 A.2 CMOS TRANSMISSION GATE CIRCUITS......Page 1067 Transmission Gate......Page 1071 WEB SEARCH TOPICS......Page 1072 Answers to Selected Problems......Page 1073 Answers to Selected Problems......Page 1075 Answers to Selected Problems......Page 1076 Answers to Selected Problems......Page 1079 Answers to Selected Problems......Page 1085 Answers to Selected Problems......Page 1089 Answers to Selected Problems......Page 1096 Answers to Selected Problems......Page 1097 Answers to Selected Problems......Page 1130 Index......Page 1131 A......Page 1134 B......Page 1140 C......Page 1146 D......Page 1149 E......Page 1151 F......Page 1155 G......Page 1157 H......Page 1159 I......Page 1161 J......Page 1162 K......Page 1163 L......Page 1169 M......Page 1172 N......Page 1174 O......Page 1175 P......Page 1178 Q......Page 1179 R......Page 1183 S......Page 1192 T......Page 1194 U......Page 1195 V......Page 1197 W......Page 1198 X......Page 1199 X......Page 1243 X......Page 1244 X......Page 1245 X......Page 1246 X......Page 1247 X......Page 1248 X......Page 1249 X......Page 1250 X......Page 1251 X......Page 1252 X......Page 1253 X......Page 1254 X......Page 1255 X......Page 1256 X......Page 1257 X......Page 1258 X......Page 1259 X......Page 1260 X......Page 1261 X......Page 1262 X......Page 1263 X......Page 1264 X......Page 1265 X......Page 1266 X......Page 1267 X......Page 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The text presents the basic tools for the design of digital circuits and provides procedures suitable for a variety of digital applications. Like the previous editions, this edition ofsupports a multimodal approach to learning, with a focus on digital design, regardless of language. Recognizing that three public-domain languages--Verilog, VHDL, and SystemVerilog--all play a role in design flows for today's digital devices, theoffers parallel tracks of presentation of multiple languages, but allows concentration on a single, chosen language.