快速數位系統IC雛形設計實務. pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:學貫

作者:蔡國瑞　林明權

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:20050216

价格:NT$ 760

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isbn号码:9789867693860

丛书系列:

图书标签:

• IC設計
• 數位系統
• 雛形設計
• Verilog
• SystemVerilog
• FPGA
• ASIC
• 數位電路
• 實務
• 快速原型

《电子设计自动化：从概念到验证的流程》 本书是一本深入探讨电子设计自动化（EDA）在现代集成电路（IC）设计中所扮演的关键角色的专业书籍。它将带领读者全面了解从芯片概念构思到最终设计验证的完整流程，揭示了高效、精确地构建复杂数字系统的基石。 内容梗概： 全书围绕着EDA工具链的各个核心环节展开，旨在为读者提供一套系统化的知识体系和实践指导。 第一部分：设计输入与建模 硬件描述语言（HDL）精讲： 本部分详细介绍了Verilog和VHDL这两种主流的HDL语言。从基本语法、数据类型、运算符、过程语句，到任务、函数、模块实例化和参数传递，再到层次化设计、状态机设计等高级概念，都进行了深入的剖析。特别强调了如何编写清晰、可综合、易于理解和维护的HDL代码。 行为级建模与逻辑综合： 探讨了如何利用HDL进行行为级建模，并通过综合工具将抽象的行为描述转化为实际的逻辑门级网表。详细介绍了综合过程中需要考虑的各种因素，如时序约束、面积优化、功耗优化等，以及如何选择合适的综合策略以满足设计目标。 IP核的使用与集成： 介绍了知识产权（IP）核在现代IC设计中的重要性，包括预先设计好的功能模块（如CPU、DSP、存储控制器等）如何被集成到整体设计中。讲解了IP核的接口标准、配置选项以及在设计中的有效运用。 第二部分：逻辑综合与优化 逻辑综合工具详解： 深入讲解了Synopsys Design Compiler、Cadence Genus等业界主流逻辑综合工具的使用方法和核心原理。涵盖了优化技术，如逻辑替换、常量折叠、共享逻辑、流水线优化等，以及如何根据设计目标（面积、时序、功耗）进行灵活配置和优化。 约束管理与时序分析： 详细阐述了时序约束的定义和管理，包括时钟定义、输入/输出延时约束、多周期路径、伪路径的设置。深入讲解了静态时序分析（STA）的原理和流程，以及如何使用工具识别和修复时序违规，确保芯片在目标频率下稳定运行。 功耗与面积优化： 探讨了在设计过程中实现功耗和面积优化的各种技术，例如门控时钟、时钟使能、低功耗单元的使用、电压频率调节（DVFS）策略等。讲解了如何通过综合工具和特定的优化技术来降低芯片的功耗和物理尺寸。 第三部分：布局布线与物理实现 综合到物理实现的流程： 详细介绍了从逻辑综合后的网表到最终物理版图的完整流程，包括布局（Placement）、时钟树综合（CTS）、布线（Routing）等关键步骤。 布局优化技术： 讲解了影响芯片性能和功耗的布局规划原则，以及如何通过工具进行宏单元布局、标准单元布局、优化目标（如减少线网延迟、平衡负载、避免拥塞）的设置。 时钟树综合（CTS）： 深入分析了时钟树综合的必要性和挑战，讲解了如何构建低偏差、低倾斜度的时钟网络，以保证所有时序单元都能同步接收时钟信号。 布线策略与优化： 探讨了单调布线、全局布线、详细布线等布线阶段，以及如何处理各种布线约束、优化线网延迟、减少串扰和信号完整性问题。 物理验证（Physical Verification）： 详细介绍了物理验证的重要性，包括设计规则检查（DRC）、版图与原理图一致性检查（LVS）、寄生参数提取（Parasitic Extraction）等。讲解了如何利用工具确保设计符合制造工艺的要求，以及精确的寄生参数对后续时序分析的影响。 第四部分：设计验证与签核 功能验证方法论： 介绍了验证在IC设计中的核心地位，重点讲解了基于验证方法论（如OVM、UVM）的验证环境搭建。包括测试平台（Testbench）的构建、激励生成、覆盖率收集（代码覆盖率、功能覆盖率、断言覆盖率）等。 形式验证（Formal Verification）： 介绍了形式验证技术，包括等价性检查（Equivalence Checking）、属性检查（Property Checking）等，以及它们在快速发现设计错误方面的优势。 信号完整性与电源完整性分析： 探讨了在高速数字设计中，信号和电源完整性问题对芯片性能的影响。讲解了如何使用EDA工具进行信号串扰、反射、地弹、电源跌落等问题的分析和优化。 时序签核（Timing Sign-off）： 详细阐述了最终的时序签核流程，包括在最差的工艺、电压、温度（PVT）条件下进行详细的STA，确保设计满足所有时序要求。 制造签核（Manufacturing Sign-off）： 讲解了最终的设计数据需要经过的各项制造签核，包括DRC、LVS、EM（Electrical Migration）、IR Drop（Interconnect Resistance Drop）等，以确保芯片能够成功制造。 本书特色： 结构清晰，逻辑严谨： 全书围绕EDA工具链的各个环节，从输入到输出，形成一套完整的知识体系。 理论与实践并重： 不仅深入讲解EDA工具的原理和技术，还结合实际案例，指导读者如何运用这些工具解决实际设计问题。 覆盖主流EDA工具： 涵盖了Synopsys、Cadence等主流EDA厂商提供的关键工具，具有很高的实践指导意义。 面向读者广泛： 适合从事数字IC设计、验证、前端、后端工程师，以及对EDA技术感兴趣的在校学生和研究人员。 通过阅读本书，读者将能够深刻理解现代数字IC设计中EDA工具的强大能力，掌握从概念到产品实现的完整流程，从而在激烈的技术竞争中提升自身的设计水平和解决问题的能力。

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这本《快速數位系統IC雛形設計實務》看下来，真的让人对现代集成电路设计有了更直观、更深入的认识。作者在叙述过程中，并没有过多地陷入晦涩难懂的理论推导，而是非常务实地从“动手做”的角度切入，这一点非常合我这个偏向实践的读者胃口。尤其是在讲解如何搭建一个初步的系统原型时，那种循序渐进的引导方式，仿佛旁边有一位经验丰富的工程师在手把手教学。书中对于工具链的选择和使用流程的梳理也做得极其到位，对于初学者来说，避免了在繁杂的软件和脚本中迷失方向的困境。我印象特别深的是关于时序分析和功耗估算的那几章，虽然是“雏形设计”，但作者并没有因此简化处理，而是清晰地展示了在早期阶段就必须考虑的这些关键因素，为后续的优化打下了坚实的基础。这本书的结构设计非常合理，从概念引入到具体模块实现，再到整体系统的集成和验证，逻辑性极强，让人能够一步步建立起完整的知识体系。阅读体验流畅，语言精炼，没有一句废话，全是干货，对于想要快速上手IC设计流程的工程师来说，绝对是一本不可多得的宝典。它成功地架设起了理论知识与实际工程应用之间的桥梁，让那些原本高高在上的IC设计概念变得触手可及。

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说实话，我购买这本书是带着一丝怀疑的，毕竟“快速”和“实务”往往难以兼得，要么流于表面，要么过于偏重某一个极端的工具使用。然而，这本书的内容深度和广度出乎我的意料。它在介绍如何实现一个基础的数字逻辑块时，清晰地展示了从RTL编码到门级网表生成过程中的常见陷阱和解决方法。书中对“雏形”的定义非常到位，它不是一个粗糙的Demo，而是一个具备一定可扩展性和验证完整性的最小系统单元。让我感到非常受用的是关于验证平台的搭建部分，作者用一种非常清晰的层次化方法来组织测试平台，这对于处理越来越复杂的数字系统验证工作大有裨益。不同于一些只关注功能实现的指南，这本书花费了相当篇幅来讨论如何构建一个健壮的、可复用的测试环境，强调了“设计即代码，验证亦是代码”的思想。这种对验证环节的重视，体现了作者对现代IC设计复杂性的深刻理解。读完之后，我感觉自己对于如何设计一个可被高效验证的RTL代码有了更深刻的理解，这无疑是提升设计质量的关键一步。

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这本书的行文风格非常接地气，充满了实际项目中的经验之谈，读起来一点都不枯燥，更像是资深前辈在分享多年积累的心得体会，而不是冷冰冰的技术手册。我特别喜欢其中穿插的一些“过来人”的忠告，比如在某个设计阶段应该优先考虑哪个参数，或者在工具报错时最有可能的原因是什么。这些细节，是标准教材里绝对不会教，但却是日常工作中能节省大量时间的关键点。在讲解FPGA映射和系统集成时，作者巧妙地平衡了底层硬件的特性与上层软件接口的需求。它并没有把FPGA和ASIC的差异混为一谈，而是清晰地指出了在构建原型阶段，应该如何利用FPGA的灵活性来快速验证ASIC的设计思路。这种前瞻性的指导，避免了走弯路。此外，书中对低功耗设计初期的考量，虽然是针对原型，但其蕴含的设计哲学是具有长期指导意义的，它教会我们在追求速度的同时，不能牺牲掉对资源和能耗的基本控制。这是一本真正意义上将“设计艺术”与“工程科学”结合得很好的实践指南。

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从技术深度上来说，这本书的优势在于它对“快速原型”这一概念的工程化解构。它不仅仅停留在概念层面，而是给出了可操作的步骤和代码示例。我尤其欣赏作者对于设计收敛性（Design Closure）的早期关注。在很多入门级的书籍中，设计收敛往往被视为后端的工作，但这本书从一开始就强调了前端设计需要如何“预先锁定”一些关键参数，以确保后续的综合和布局布线能够顺利通过时序要求。书中对各种常见的设计模式（Design Patterns）的介绍也十分到位，这些模式可以直接应用到实际项目中，大大减少了从零开始构思架构的时间。对于希望快速将算法或系统架构转化为硬件实现的工程师来说，这本书提供了一个极佳的蓝图。它没有试图涵盖所有复杂的数字电路知识，而是精准地聚焦在了“高效构建可工作原型”这一核心目标上，做到了小而精，专而深。读完之后，我感觉自己对整个数字系统设计流程的把握更加清晰和自信了，仿佛手中掌握了一套行之有效的“快速启动工具箱”。

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我翻阅了市面上不少关于数字IC设计的书籍，但坦白说，很多都偏重于深奥的计算机体系结构或晦涩的电路理论，读起来非常吃力，感觉像是对着一本教科书啃，很难与实际的芯片设计流程挂钩。然而，这本《快速數位系統IC雛形設計實務》却完全走了另一条路线，它似乎更关注的是“工程实现的速度与效率”。它非常强调在项目初期如何快速地搭建出一个能够跑起来的模型，并验证核心功能的可行性。书中对设计流程中各个阶段的“快速迭代”思想贯穿始终，这对于快速变化的市场需求来说至关重要。我特别欣赏它对硬件描述语言（HDL）编写风格的讨论，不只是教你怎么写出能综合的代码，而是教你如何写出易于维护、易于调试的“好代码”。这种注重工程素养的培养，远比单纯掌握某个工具的使用技巧要宝贵得多。特别是关于设计约束（Constraints）的讲解，没有把它们当作额外的负担，而是视为指导综合和布局布线的核心指令集，这种视角转换让人豁然开朗。总体而言，这本书的价值在于，它提供了一个务实的、面向工程实现的快速通道，让学习者能够迅速地将所学知识转化为实际可见的成果。

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