Digital Logic and Microprocessor Design With VHDL – Enoch O. Hwang – 1st Edition

Este libro trata sobre el diseño lógico digital de microprocesadores. Su objetivo es proporcionar una comprensión de los principios básicos del diseño lógico digital y de cómo se aplican estos principios fundamentales en la construcción de circuitos complejos de microprocesadores utilizando las tecnologías actuales. Aunque los principios básicos del diseño lógico digital no han cambiado, el proceso de diseño y la implementación de los circuitos sí lo han hecho. Con los avances en las herramientas de diseño asistido por computadora $CAD$ modernas y totalmente integradas para la síntesis lógica, la simulación y la implementación de circuitos en dispositivos lógicos programables $PLD$, como las matrices de puertas programables en campo $FPGA$, ahora es posible diseñar e implementar circuitos digitales complejos de manera muy fácil y rápida. Muchos libros excelentes sobre diseño lógico digital han seguido el enfoque tradicional de presentar los principios y teorías básicos del diseño lógico y la construcción de componentes combinacionales y secuenciales separados.

Sin embargo, los estudiantes se quedan preguntándose sobre el propósito de estos componentes individuales y cómo se utilizan en la construcción de microprocesadores, lo último en circuitos digitales. Uno de los objetivos principales de este libro es llenar este vacío yendo más allá de los principios lógicos y la construcción de componentes individuales. El uso de estos principios y los componentes individuales se combinan para crear rutas de datos y unidades de control y, finalmente, la construcción de microprocesadores personalizados dedicados reales y microprocesadores de propósito general. Las técnicas de diseño e implementación lógicas anteriores se centran principalmente en el nivel de compuerta lógica. En este nivel bajo, es difícil discutir circuitos más grandes y complejos más allá de los circuitos combinacionales y secuenciales estándar. Sin embargo, con la introducción de la técnica de transferencia de registros para diseñar rutas de datos y el concepto de una máquina de estados finitos para unidades de control, podemos implementar fácilmente un algoritmo arbitrario como un microprocesador dedicado en hardware. La construcción de un microprocesador de propósito general surge naturalmente como una generalización de un microprocesador dedicado.

Con la herramienta CAD proporcionada y el kit de desarrollo de hardware FPGA opcional, los estudiantes pueden implementar realmente estos circuitos de microprocesador y verlos ejecutarse, tanto en simulación de software como en hardware. El libro contiene muchos ejemplos interesantes con diagramas esquemáticos de circuitos completos y códigos VHDL tanto para simulación como para implementación en hardware. Con los ejercicios prácticos, el estudiante aprenderá no solo los principios del diseño lógico digital, sino también, en la práctica, cómo se implementan los circuitos utilizando las tecnologías actuales. Ver cómo su propio microprocesador cobra vida en hardware real es una experiencia emocionante. Con suerte, esto ayudará a los estudiantes no solo a recordar lo que han aprendido, sino que también les hará interesarse por el mundo del diseño de circuitos digitales.