VHDL实例剖析 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:国防工业出版社

作者:张凯

出品人:

页数:472

译者:

出版时间:2004-1-1

价格:39.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787118032789

丛书系列:

图书标签:

• VHDL
• 硬件描述语言
• 数字电路
• FPGA
• Verilog
• 电子设计
• 实例解析
• EDA
• 可编程逻辑
• 设计模式

深度解析现代半导体设计流程与前沿技术 书名： 现代集成电路设计与验证：从系统架构到物理实现 简介： 本书聚焦于当前集成电路（IC）设计领域最前沿的技术、方法论以及主流工具链的深度应用。它旨在为电子工程、计算机科学及相关专业的学生、工程师和研究人员提供一个全面、系统且极具实践指导意义的学习资源。我们不会停留在对单一硬件描述语言（如 VHDL 或 Verilog）语法特性的罗列，而是将重点放在如何高效地利用这些语言以及配套的 EDA（电子设计自动化）工具，完成一个从概念到可制造芯片的完整流程。 第一部分：系统级建模与架构定义 本部分首先深入探讨了现代SoC（系统级芯片）的设计挑战与趋势，特别是针对异构计算、低功耗优化和高速接口集成的需求。 1. 系统级抽象与建模： 我们将详细介绍如何使用高级抽象语言（如 SystemC 或 C++ 扩展）进行算法级的性能建模与验证。这包括功耗预算的分配、吞吐量的预估，以及在 RTL 编码前确定最佳硬件架构的可行性分析。重点讲解了如何通过模型驱动设计（MDD）方法，快速迭代架构方案，减少后期 RTL 修改带来的巨大成本。 2. 总线架构与互联技术： 深入分析了 AMBA 协议家族（AXI, ACE, CHI）在现代多核处理器和加速器中的实际应用。内容涵盖了跨时钟域（CDC）信号的同步机制设计、仲裁器（Arbiter）的公平性与实时性设计，以及 QoS（服务质量）在片上网络（NoC）中的实现细节。 3. 功耗管理架构： 探讨了多电压域（Multi-Voltage Domain, MVD）和多频率域（Multi-Frequency Domain, MFD）的设计实践。内容包括电源门控（Power Gating）的实现、动态电压与频率调整（DVFS）控制器的设计，以及如何利用隔离单元（Isolation Cells）和电平转换器（Level Shifters）来确保模块间接口的可靠性。 第二部分：RTL 设计的优化与综合 本部分侧重于如何编写出既满足功能正确性，又具备优良时序和面积特性的 RTL 代码，并理解综合工具的工作原理。 1. 高效能 RTL 编码范式： 超越基础的组合逻辑和时序逻辑描述，我们重点讲解了循环展开（Loop Unrolling）、流水线设计（Pipelining）的深度优化，以及如何根据目标工艺库的特性来调整设计风格。例如，如何设计高效的内存访问控制器，以避免总线冲突和等待周期。 2. 时序分析与约束的艺术： 深入讲解静态时序分析（STA）的核心概念，包括建立时间（Setup Time）、保持时间（Hold Time）的违例分析。重点阐述了如何编写精准的 XDC/SDC 约束文件，以有效引导综合和布局布线工具，特别是针对复杂的异步路径和多周期路径的处理方法。 3. 逻辑综合的深入理解： 探讨了逻辑综合过程中的关键步骤，如技术映射（Technology Mapping）、缓冲插入（Buffer Insertion）和时序驱动优化。我们对比了不同综合器在处理层次结构和优化目标时的差异，指导读者如何调整综合脚本，以获得最佳的面积、速度和功耗平衡点。 第三部分：高级验证方法学 在现代 ASIC/SoC 项目中，验证占据了 70% 以上的资源。本部分系统地介绍了验证环境的构建和先进的验证技术。 1. 基于 UVM 的验证平台构建： 全面讲解通用验证方法学（UVM）的结构和设计原则。内容包括序列器（Sequencer）、驱动（Driver）、监控器（Monitor）、记分板（Scoreboard）的协作机制。重点剖析如何设计灵活的激励生成器（Sequence/Sequence Item）和配置管理（Factory Overriding），以支持不同级别的验证场景。 2. 覆盖率驱动的验证： 详细介绍了功能覆盖率（Functional Coverage）和代码覆盖率的收集、分析和收敛策略。讲解了如何从规格说明书中提取关键的覆盖率指标，并设计定向激励来关闭那些难以触发的场景。 3. 形式验证与等价性检查： 介绍了形式验证（Formal Verification）在确保设计正确性方面的优势。重点讲解了如何使用等价性检查（Equivalence Checking, EC）工具来验证综合后网表与原始 RTL 之间的功能一致性，以及如何使用形式验证工具进行安全属性（Safety Properties）的证明。 第四部分：物理实现与签核流程 本部分涵盖了从后仿真网表到最终 GDSII 文件的所有后端流程步骤。 1. 布局规划与电源网络设计： 讲解了芯片的宏单元（Macro）布局规划策略，包括如何放置关键 IP 核和存储器。重点分析了电源网络的完整性（Power Integrity, PI）设计，包括环形器（Ring）和网格（Mesh）的设计，以及去耦电容的放置策略，以应对瞬态电流导致的 IR 压降。 2. 时序收敛与后仿真： 详细阐述了布局布线后阶段的时序修复方法。内容包括缓冲器的优化插入、时钟树综合（CTS）的原理和调试技巧。最后，指导读者如何生成精确的提取后的寄生参数（SDF）文件，并进行后仿真验证，确保 RTL 级的仿真结果在实际物理延迟下依然成立。 3. DFM/DRC/LVS 签核： 深入讲解设计规则检查（DRC）、版图与原理图比较（LVS）和可制造性设计（DFM）的流程。探讨了如何处理复杂的先进工艺节点的规则集，并解读签核报告中的关键问题，为流片做好最后准备。 通过对这些核心模块的深入剖析和实践指导，读者将能够掌握现代芯片设计中跨越功能描述、性能优化、验证严谨性和物理实现复杂性的全栈技能。本书的侧重点在于“如何解决实际工程问题”，而非停留在理论概念的泛泛而谈。

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这本书的定价相对较高，这让我一开始有些犹豫，但当我翻阅了前几章的目录结构后，这种疑虑就彻底消散了。它的章节划分逻辑严密，似乎是按照一个完整的、从简单到复杂的硬件设计复杂度曲线来组织的。我尤其对其中关于模块化设计和层次化抽象的论述抱有极高的兴趣，这直接关系到大型系统集成时的可维护性。一个好的设计不仅要在当前项目上跑得快，更要在未来迭代中容易修改和扩展。我期待作者能分享一些他多年实践中总结出来的“黑魔法”——那些在标准文档中找不到，但在实际工作中能极大提升效率的技巧和窍门。如果这本书能帮我节省哪怕是几天的调试时间，它的价值就远远超过了书本本身的标价。

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这本书的封面设计真是太吸引人了，配色大胆又不失稳重，那种略带磨砂质感的纸张握在手里感觉非常棒，让人立刻有翻开细读的冲动。我是在一个技术论坛上看到别人推荐的，说这本书对理解底层硬件描述语言的精髓非常有帮助。虽然我接触数字电路和FPGA已经有一段时间了，但总觉得在某些复杂的同步电路设计上还欠缺一种“融会贯通”的感觉，期待这本书能帮我打通任督二脉。特别是它在介绍状态机设计那一块的内容，据说讲解得非常透彻，不像其他教材那样只是简单罗列语法，而是深入到时序逻辑的最佳实践层面。我已经迫不及待想看看作者是如何将那些抽象的硬件概念，通过清晰的逻辑推演和精妙的示例代码展现出来的，希望它能成为我案头常备的工具书，随时可以拿出来查阅和参考，而不是束之高阁。

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这本书的排版简直是一股清流，不像市面上很多技术书籍那样，密密麻麻的文字和代码挤在一起，让人读起来心生畏惧。这里的字体选择恰到好处，行距和段落划分都非常合理，即便是那些结构复杂的并发语句和敏感度列表，在这样的版式下也显得清晰易懂。我特别欣赏它在代码注释上的处理方式，既不会冗余到影响阅读流畅度，又能精准点出关键逻辑的意图。我一直认为，好的代码是最好的文档，而这本书似乎深谙此道，它提供的每一个代码片段都像是经过精心打磨的艺术品。我计划用它来系统性地梳理一下自己的设计习惯，争取在下一次项目评审中，能拿出更加规范、更具可读性的设计文档和代码结构。

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说实话，这本书的装帧和内容厚度都透着一股“干货满满”的气势，掂起来分量不轻，这让我对其中内容的广度和深度充满了信心。我主要关注的是如何优化资源利用率和提升设计性能，尤其是在高速接口和并行处理架构的设计中，时间约束的满足往往是个头疼的问题。我希望这本书能提供一些前沿的、业界认可的设计范式，而不仅仅是教科书上的基础理论。我听说它在高级综合技巧方面有所建树，比如如何利用特定的设计模式来指导综合工具生成更高效的网表，这正是我目前工作中最需要提升的部分。如果能配有一些实际项目中的“陷阱”分析和规避策略，那就更完美了。毕竟，理论和实际工程应用之间，往往隔着巨大的鸿沟，这本书如果能有效架起这座桥梁，那就太值了。

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我购买这本书的初衷是想系统性地学习如何从 RTL 层面进行自顶向下的设计流程控制。目前我使用的许多模块都是基于既有库函数或者其他同事的代码片段拼凑而成，缺乏一个统一的、健壮的底层设计哲学支撑。我希望这本书能够提供一套完整的、可推广的设计方法论，不仅仅停留在“如何实现某个功能”的层面，更要探讨“为什么以这种方式实现是最优的”。对于初学者来说，这可能是难度较高的入门读物，但对于有一定经验、渴望突破瓶颈的工程师而言，它无疑是一剂猛药。如果书中能包含一些关于设计验证和仿真波形分析的深入讲解，那就更符合我的期待了，毕竟，一个无法被充分验证的设计，无论看起来多么优雅，都无法投入生产环境。

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