VerilogHDL算法與電路設計--通信和計算機網絡典型案例 ( 簡體 字) |
| 作者：喬廬峰、陳慶華、晉軍、續欣、趙彤 | 類別：1. -> 電子工程 -> Verilog |
| 譯者： |
| 出版社：清華大學出版社 |  3dWoo書號： 54644
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NT售價： 345 元 |
| 出版日：5/1/2021 |
| 頁數：253 |
| 光碟數：0 |
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站長推薦：   |
| 印刷：黑白印刷 | 語系： ( 簡體 版 ) |
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| ISBN：9787302568742 |
| 作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 序 |
| (簡體書上所述之下載連結耗時費功, 恕不適用在台灣, 若讀者需要請自行嘗試, 恕不保證) |
| 作者序： |
| 譯者序： |
前言：本書根據作者長期教學科研實踐，精選了通信、計算機和網絡領域9類20余個典型電路，包括簡單以太網網卡電路、LRU算法與電路、串行和并行幀同步電路、CAM和TCAM電路、基于鏈表結構的哈希查找電路、深度包檢測算法與電路、漏桶算法與電路、典型數據交換單元和SM4加/解密電路，給出了每個電路的應用環境、算法原理、電路框圖、接口定義和工作流程，以及經過實際驗證的設計代碼和仿真測試代碼。目前，Verilog HDL類書籍普遍偏重基本語法教學和基本電路設計，或者講授FPGA設計流程，本書則重在幫助具有初步語法基礎的讀者通過對各類典型工程案例的學習，熟悉通信、計算機和網絡領域典型電路的設計與實現，有效積累大規模數字系統設計知識和實際的工程技術經驗，為進一步進行本領域的創新實踐打下堅實基礎。
本書具有以下主要特點： ?所選擇的案例均具有一定代表性，并且是現有書籍中涉及較少的； ?每個案例均給出了電路的應用背景、算法原理、電路設計代碼和仿真驗證代碼，完備性較高，易于學習； ?所有代碼都經過了工程實踐驗證，可以直接應用于通信、計算機和網絡類數字系統的設計，可以采用FPGA或者專用集成電路實現； ?本書注重將數字系統設計方法學知識融入不同類型的設計案例之中，有助于增加讀者對復雜數字系統設計工程學知識的了解，可對其他電路設計起到指導作用。結合每個典型電路，本書注重對同類電路設計方法的歸納和總結，介紹同類電路設計實現時的共性問題，幫助讀者在面對一個基本設計需求或設計任務時，懂得如何分析問題和考慮問題，最終使用硬件描述語言實現所需的目標電路。
本書共分為9章，每章的主要內容如下：
第1章介紹了簡單以太網網卡電路。具體內容包括MAC控制器電路、簡單接口隊列、802.3 CRC拟32校驗運算電路和典型處理器接口電路，以此為基礎，給出了網卡的頂層電路。
第2章介紹了LRU算法與電路。LRU算法廣泛應用于計算機系統和網絡設備中，可用于進行計算機存儲空間的管理和路由查找電路存儲空間的管理。本章詳細分析了LRU的算法原理、電路功能、狀態跳轉圖，并對關鍵功能進行了全面的仿真分析。
第3章介紹了傳輸系統中對傳輸幀進行接收同步的電路，包括PDH傳輸系統中的E1幀同步電路和SDH傳輸系統中的并行幀同步電路。
第4章介紹了CAM和TCAM電路的設計與應用。CAM和TCAM是兩種內容可尋址存儲器，本章介紹了二者的功能，給出了基于CAM的以太網查找電路和采用TCAM實現的IP地址最長前綴匹配查找電路。
第5章介紹了基于鏈表結構的哈希查找技術。針對哈希沖突，給出了基于哈希鏈表和基于多桶哈希的沖突解決方法，分別給出了具體的電路實現，進行了系統的仿真分析。
第6章介紹了廣泛應用于網絡安全領域的深度包檢測算法與電路，介紹了深度包檢測的概念和正則表達式； 給出了基于硬件邏輯的DFA匹配引擎和面向存儲的DFA匹配引擎。
第7章介紹了漏桶算法與電路實現。在網絡設備中，如果需要在入口處對特定業務流的流量特征進行監管，檢查其是否符合約定的流量特征； 或者在出口處對特定業務流進行流量整形，使得某些特定的業務流按照給定的流量特征輸出，那么可以使用漏桶算法及相應的電路加以實現。隨著用戶對網絡服務質量要求的不斷提高，此類電路的應用日益廣泛。
第8章分別介紹了典型數據交換單元crossbar的工作原理與電路實現以及典型共享緩存交換單元的算法原理與電路實現。二者是網絡設備中最為常見的基本交換單元，可以單獨使用，也可以組合起來構成大容量的交換網絡。
第9章分析了SM4加/解密算法原理與電路實現。本章的主要內容包括SM4加/解密算法的基本原理和加/解密運算的基本過程，給出了完整的加/解密運算代碼并進行了仿真驗證分析。
閱讀本書時，有以下幾點需要注意：
（1） 本書的設計代碼均采用可綜合風格的Verilog HDL實現，仿真驗證代碼主要基于task高效實現。
（2） 在代碼中主要使用了FIFO和RAM兩類IP核。本書的IP核主要基于Xilinx的ISE或Vivado集成開發環境生成，如果使用其他開發環境，只需略作調整即可。本書的所有代碼都可以直接在Xilinx的ISE或Vivado集成開發環境下進行實際驗證和仿真分析，也可方便地移植到其他開發環境下。
（3） 本書中所有狀態機均采用混合類型而非傳統的米里型和摩爾型，更適合設計復雜狀態機，使代碼可讀性更強。
（4） 為了更好地分析仿真結果，模擬真實電路中的門延遲，在代碼的賦值語句中加入了延遲，有利于分析信號跳變與時鐘上升沿之間的關系。
(5) 部分電路旁邊配有二維碼，可以用手機掃描查看電子文件。
本書由陸軍工程大學喬廬峰教授，陳慶華、晉軍、續欣副教授和趙彤工程師編著，孫明乾、王乾、王雷淘、吳崇杰等碩士研究生參與了部分代碼調試和驗證工作。
編者2021年3月 |
內容簡介：本書精選了通信、計算機和網絡領域9類共20余個典型電路，包括網絡接口、存儲管理、幀同步、CAM和TCAM、哈希散列查找、深度包檢測、漏桶算法、數據交換單元和SM4加解密電路，給出了每個電路的功能說明、算法原理和內部結構，以及完整的VerilogHDL設計代碼和仿真測試代碼。本書中的所有代碼都在FPGA開發環境上進行了實際驗證，可以直接應用于讀者的設計實踐中，具有良好的參考價值。
本書主要面向具有一定VerilogHDL語法基礎，著手進行大規模數字系統設計的電子技術、計算機、通信和網絡領域的高年級本科生、研究生和已經進入工作崗位的工程技術人員。 |
目錄：第1章簡單以太網網卡電路
1.1接收MAC控制器的設計
1.1.1mac_r的MII接口
1.1.2mac_r與后級電路的
接口隊列
1.1.3802.3CRC拟32校驗
運算電路
1.1.4mac_r電路設計
1.1.5mac_r測試臺
代碼設計
1.2發送MAC控制器設計
1.2.1mac_t的MII接口
1.2.2mac_t電路設計
1.3處理器接口電路設計
1.4NIC頂層設計文件及
仿真分析
第2章LRU算法與電路實現
2.1LRU電路的功能
2.1.1LRU在Cache管理
中的應用
2.1.2LRU電路在路由
查找中的應用
2.2LRU算法原理
2.3LRU電路實現
2.3.1電路符號圖
2.3.2電路狀態圖
2.4LRU電路的仿真驗證
平臺設計
2.5LRU電路仿真分析
2.5.1LRU中的鏈表
建立操作仿真
2.5.2LRU中的鏈表
更新操作
第3章典型幀同步電路
3.1PDHE1幀同步電路
3.2SDH幀同步電路
第4章CAM和TCAM電路的
設計與應用
4.1基于CAM的以太網查
找電路
4.2采用TCAM實現IP地址的
最長前綴匹配
第5章基于鏈表結構的哈希
查找技術
5.1簡介
5.1.1哈希散列算法的
基本原理
5.1.2基于哈希鏈表的
沖突解決方法
5.1.3多桶哈希查找
算法
5.1.4哈希函數的
選擇方法
5.2基于鏈表結構的哈希查找
電路的實現與仿真分析
5.2.1基于鏈表結構的哈希
查找電路的功能
5.2.2基于鏈表結構的哈希
查找電路的實現
5.2.3仿真驗證平臺的
設計
5.2.4基于鏈表結構的哈希查
找電路的仿真分析
5.3多桶哈希查找電路的
設計與仿真分析
5.3.1雙桶哈希查找電路的
設計
5.3.2雙桶哈希查找電路的
仿真分析
第6章深度包檢測算法與
電路實現
6.1應用背景
6.1.1深度包檢測
6.1.2正則表達式
6.2基于硬件邏輯的DFA
匹配引擎
6.2.1電路實現
6.2.2電路仿真驗證
平臺設計
6.3面向存儲的DFA
匹配引擎
6.3.1電路實現
6.3.2電路仿真驗證
平臺設計
第7章漏桶算法與電路實現
7.1漏桶算法在網絡
設備中的應用
7.2漏桶算法的電路實現
第8章典型數據交換單元的
原理與設計
8.1crossbar的原理與設計
8.1.1crossbar的工作
原理
8.1.28×8crossbar的
電路實現
8.2共享緩存交換單元算法
原理與電路實現
8.2.1共享存儲交換單元的
工作原理
8.2.2共享緩存交換結構及
工作流程
8.2.3switch_core中的
自由指針隊列
管理電路
8.2.4switch_core電路
的設計實現
第9章SM4加/解密算法原理與
電路實現
9.1加/解密算法
9.1.1加密運算
9.1.2解密運算
9.2代碼分析
9.2.1頂層模塊
9.2.2總控模塊
9.2.3F函數代碼分析
9.2.4Sbox代碼分析
9.2.5測試驗證
參考文獻 |
| 序： |
