专用集成电路设计实用教程

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出版者:
作者:虞希清
出品人:
页数:281
译者:
出版时间:2007-1
价格:38.00元
装帧:
isbn号码:9787308051132
丛书系列:
图书标签:
  • ASIC
  • IC
  • 微电子
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具体描述

在现代的IC设计中,工程师们广泛地使用数字电路的逻辑综合技术。工程师们使用RTL代码和IP描述设计的功能,进行高级设计,用综合工具对设计进行编辑和优化,以实现满足设计目标的电路。根据多年为客户进行技术训练,技术支持和IC设计的经验,笔者编写了本书。书中主要介绍了IC设计的基本概念,设计流程和设计方法,并就工程师们在设计中常见的问题,提供了解决方法。本书的特点是实用性强。

全书共九章,第一章概述IC设计的趋势和流程;第二章介绍用RTL代码进行电路的高级设计和数字电路的逻辑综合;第三章陈述了IC系统的层次化设计和模块划分;第四章详细地说明如何设置电路的设计目标和约束;第五章介绍综合库和静态时序分析;第六章深入地阐述了电路优化和优化策略;第七章陈述物理综合和简介逻辑综合的拓扑技术;第八章介绍可测性设计;第九章介绍低功耗设计和分析。

本书的主要对象是IC设计工程师,帮助他们解决IC设计和综合过程中遇到的实际问题。也可作为高等院校相关专业的高年级学生和研究生的参考书。

电子设计与系统集成:理论、实践与前沿应用 图书简介 本书旨在为读者提供一个全面而深入的电子设计与系统集成领域知识框架,重点关注从基础理论到前沿实践的跨越。本书内容涵盖了现代电子系统设计中至关重要的多个方面,着重于培养读者将理论知识转化为实际工程能力的综合素质。全书结构严谨,内容翔实,旨在成为电子工程师、系统架构师以及相关专业学生不可或缺的参考手册。 第一部分:模拟电路基础与信号处理 本部分首先回顾了半导体器件的物理基础,深入分析了晶体管(BJT和MOSFET)的工作原理及其在电路中的应用模型。在此基础上,本书详细阐述了线性放大器、反馈理论和频率响应分析。我们探讨了运算放大器(Op-Amp)的非理想特性及其在各种经典电路配置(如积分器、微分器、有源滤波器)中的应用。 信号处理是电子系统的核心。本章对连续时间和离散时间信号进行了数学描述,并重点介绍了傅里叶分析、Z变换和拉普拉斯变换在系统稳定性分析和滤波器设计中的应用。特别地,本书花费大量篇幅介绍了主动滤波器和开关电容滤波器的设计方法,涵盖了巴特沃斯、切比雪夫和椭圆滤波器的设计标准与实现细节。此外,还引入了数据转换器(ADC和DAC)的原理、性能指标(如ENOB、SFDR)和实现技术,如Sigma-Delta调制和流水线架构。 第二部分:数字系统设计与硬件描述语言 数字电路是现代电子系统的骨架。本部分从布尔代数和逻辑门级别开始,逐步过渡到组合逻辑和时序逻辑电路的设计。内容包括卡诺图化简、Quine-McCluskey算法的应用,以及对锁存器、触发器、寄存器和有限状态机(FSM)的详细分析。我们强调了同步时序设计的关键原则,如时钟域交叉(CDC)的处理和时序约束的建立。 硬件描述语言(HDL)是实现复杂数字系统的主要工具。本书以Verilog HDL为核心,系统地介绍了其语法、行为建模、结构建模和混合建模方法。重点讲解了如何利用HDL进行高效的算法描述、综合优化和仿真验证。针对系统级设计,本书深入探讨了层次化设计、模块化设计方法以及可重用IP核的设计与集成。对于涉及高并发性和并行计算的场景,本书也介绍了高级的并发结构描述技术。 第三部分:嵌入式系统与微处理器架构 嵌入式系统是软硬件结合的典范。本部分首先剖析了微处理器(MPU)和微控制器(MCU)的核心架构,包括指令集架构(ISA,如ARM和RISC-V的简化视图)、流水线技术、存储器层次结构(Cache、TLB)和中断处理机制。 软件与硬件的接口是嵌入式设计的关键挑战。本书详细介绍了内存映射I/O、中断服务程序(ISR)的设计规范、实时操作系统(RTOS)的基本概念,如任务调度、同步原语(信号量、互斥锁)和上下文切换。我们通过具体的实例演示了设备驱动程序的编写流程,重点关注如何有效管理硬件资源和保证系统的实时性与确定性。此外,还涉及了低功耗设计技术在嵌入式平台上的应用,如时钟门控和电源管理单元(PMU)的使用。 第四部分:系统级设计与验证方法论 现代电子系统复杂度极高,需要系统化的设计与验证方法。本部分引入了系统级建模和抽象的概念。我们探讨了基于模型的系统设计(MBSE)流程,使用统一建模语言(UML)或特定领域语言(如SysML)对系统行为和结构进行描述。 验证是确保设计的正确性和可靠性的基石。本书系统介绍了形式化验证的基本概念及其在电路级和系统级验证中的应用。针对仿真验证,我们详细讲解了半导体行业标准的验证方法学(如UVM/OVM),包括构建激励生成器、响应检查器和记分板的方法,以及如何实现覆盖率驱动的验证。此外,还讨论了低功耗验证(Power Aware Verification)和混合信号系统(AMS)的联合仿真技术。 第五部分:高级主题与新兴技术 本部分关注当前电子工程领域的前沿热点和挑战。 首先,对高速接口技术进行了深入剖析,包括串行通信的基本原理(如SerDes架构)、眼图分析、时钟数据恢复(CDR)和均衡技术(如CTLE、DFE)。这对于设计现代高速数据链路至关重要。 其次,在射频(RF)与混合信号集成方面,本书探讨了低噪声放大器(LNA)、混频器和锁相环(PLL)的设计挑战,特别是在CMOS工艺下实现高Q值无源器件和低相位噪声振荡器的技术。 最后,本书探讨了面向特定应用集成电路(ASIC)和系统级芯片(SoC)设计流程的完整生命周期,从规格定义、RTL设计、逻辑综合、布局规划到物理实现(P&R)的各个阶段,强调了设计收敛和签核(Sign-off)的重要性。此外,对新兴的计算范式,如存内计算(In-Memory Computing)和类脑计算(Neuromorphic Computing)的硬件基础也进行了前瞻性介绍。 通过对以上五个部分的系统学习,读者将能够掌握从底层晶体管行为到顶层系统架构实现的完整电子设计技能链,并能适应未来电子系统日益增长的性能、功耗和集成度要求。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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作为一个资深的高级软件工程师,我近年来开始涉足硬件开发领域,特别是对嵌入式系统和SoC(System-on-Chip)的设计产生了浓厚兴趣。虽然我熟悉软件的架构和开发,但对于专用的集成电路(ASIC)设计,我的知识体系还存在明显的空白。《专用集成电路设计实用教程》这个书名让我觉得它可能是一座连接软件与硬件知识的桥梁。我希望能在这本书中找到关于SoC架构设计的系统性介绍,包括如何进行功能划分、接口定义以及总线协议的选择。对于嵌入式处理器核(如ARM Cortex系列)的集成和定制,书中是否有相关的讨论和指导?我特别关心书中在软件与硬件协同设计方面的实践经验,比如如何进行软硬件接口的定义和验证,以及如何利用硬件加速器来提升软件性能。关于验证方面,我希望书中能够详细介绍面向SoC设计的验证策略,包括系统级验证、IP级验证以及软硬件联合仿真等。如果书中能提供一些关于低功耗SoC设计、高性能SoC设计或者安全SoC设计的案例和技术,那将对我非常有启发。我对书中关于硬件描述语言(HDL)的讲解也充满期待,希望能够学习到如何高效地编写Verilog或VHDL代码,以实现复杂的数字逻辑功能。最后,我希望这本书能够帮助我理解ASIC设计与软件开发之间的紧密联系,并为我未来深入研究SoC设计打下坚实的基础。

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初次接触FPGA,本想找一本能快速上手、理论联系实际的书籍。然而,我发现市面上很多FPGA入门教程要么过于理论化,要么细节缺失,让我常常陷入困惑。这本书的书名《专用集成电路设计实用教程》虽然听起来专业,但“实用”二字吸引了我。我期待它能像一本操作手册,一步步带领我完成从概念到实际电路的转化。我特别希望书中能够详细讲解各种FPGA开发板的结构和使用方法,比如如何连接外部接口,如何进行时序约束,以及如何调试代码。如果能提供一些实际的项目案例,比如设计一个简单的LED闪烁控制器,或者一个UART通信模块,那就更好了。我希望这本书能够避免那些晦涩难懂的数学公式,而是用直观的方式解释概念,比如通过图示和流程图来展示设计流程。如果书中还能涉及一些高级主题,比如时序分析、功耗优化、或者低功耗设计等,那将是锦上添花。我更看重的是书的逻辑性,能否循序渐进,让初学者也能理解。如果书中的代码示例能够清晰易懂,并且提供完整的工程文件,那将极大地提高我的学习效率。我希望作者能够站在读者的角度, anticipating potential pitfalls and offering clear solutions. 最终,我希望通过这本书的学习,能够真正掌握FPGA的设计技能,并能独立完成一些小型项目。

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我是一名正在准备ASIC设计相关面试的在校生,深知理论知识的扎实是基础,但缺乏实际的项目经验一直是我的短板。看到《专用集成电路设计实用教程》这个书名,我感觉它可能是我急需的那本“敲门砖”。我最关心的是这本书对于ASIC设计流程的讲解是否详尽,包括前端设计(RTL编码、逻辑综合、静态时序分析)和后端设计(布局布线、功耗分析、物理验证)的各个环节。我希望书中能够深入剖析各种EDA工具的使用方法,例如Cadence和Synopsys的常用软件,以及它们在不同设计阶段扮演的角色。如果能有关于RTL编码的最佳实践,比如如何编写高效、易于理解和综合的代码,以及如何进行代码调试,那对我来说将非常有价值。另外,我特别希望能看到一些关于FPGA到ASIC的迁移过程的介绍,了解其中的挑战和优化策略。关于验证方面,这本书是否有涉及相关的知识,比如testbench的编写,或者常用的验证方法学?这对我理解整个设计流程至关重要。我希望书中能够提供一些真实的芯片设计案例,哪怕是简化版的,也能让我对整个流程有更直观的认识。如果书中能穿插一些行业内的最佳实践和注意事项,比如如何处理时序收敛问题,如何进行功耗管理,或者如何提高设计鲁棒性,那会让我受益匪浅。最后,我希望这本书的语言风格能够严谨而清晰,既不失学术深度,又便于理解,能够真正帮助我弥补实际操作经验的不足,为我的面试和未来的职业生涯打下坚实的基础。

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我是一名电子工程专业的毕业生,正在为进入集成电路设计行业做准备。在众多的电子设计领域中,专用集成电路(ASIC)设计给我留下了深刻的印象。《专用集成电路设计实用教程》这个书名让我觉得它是一本能够帮助我系统学习ASIC设计知识的入门书籍。我非常期待书中能够详细讲解ASIC设计的完整流程,从需求分析、架构设计,到RTL编码、逻辑综合、物理设计,再到验证和流片。每个环节是否都有清晰的概念解释和流程图?我希望书中能够提供一些基础的数字逻辑设计在ASIC中的实现方法,比如组合逻辑和时序逻辑的设计,以及状态机的实现。关于硬件描述语言(HDL),我希望书中能够提供Verilog或VHDL的入门级教程,并包含一些简单易懂的代码示例。我最关心的是书中是否能提供一些实际的ASIC设计项目案例,比如设计一个简单的计数器、一个移位寄存器或者一个简单的控制器,并能够指导我完成从代码编写到网表生成的整个过程。我希望作者能够用通俗易懂的语言来解释复杂的概念,并且避免使用过多的专业术语,或者在必要时给出详细的解释。最后,我希望这本书能够帮助我建立起对ASIC设计一个全面而系统的认识,并且能够激发我对这个领域的进一步探索。

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我是一名电子工程专业的本科生,对集成电路设计有着浓厚的兴趣,但目前对于专用集成电路(ASIC)的实际设计流程了解还比较浅显。《专用集成电路设计实用教程》这个书名听起来很接地气,我希望能通过这本书建立起对ASIC设计一个全面而系统的认识。我特别希望书中能够详细讲解ASIC设计的完整流程,从需求分析、架构设计,到RTL编码、逻辑综合、布局布线,再到物理验证和芯片流片。每个环节是否都有清晰的流程图和概念解释?我希望书中能够详细介绍常用的EDA工具,比如Verilog/VHDL的语法和使用,以及常见的综合和布局布线工具的入门级操作。对于初学者来说,代码示例的清晰度和可读性至关重要,我希望书中提供的代码能够易于理解,并且能够直接用于实践。如果书中能提供一些基础的数字逻辑电路设计在ASIC中的实现方法,比如状态机的设计,计数器的设计等,那会帮助我巩固基础。我最关心的是书中是否能够提供一些实际的项目案例,比如设计一个简单的控制器或者一个数据通路,并能指导我一步步完成从代码编写到网表生成的整个过程。我希望作者能够用通俗易懂的语言来解释复杂的概念,避免使用过多的专业术语,或者在必要时给出详细的解释。最后,我希望这本书能够让我对ASIC设计有一个初步但扎实的了解,并且能够激发我对这个领域的进一步探索。

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我是一名对集成电路设计充满热情的在校大学生,尤其对RISC-V架构的开源和灵活性非常感兴趣,并希望能够亲手设计一款自己的RISC-V处理器。《专用集成电路设计实用教程》这个书名让我觉得它可能包含了实现这一目标的关键知识。我期待这本书能够详细讲解RISC-V指令集架构(ISA)的构成,以及如何基于RISC-V ISA设计和实现一个简单的处理器核。书中是否会提供用Verilog或VHDL编写的RISC-V处理器核的RTL代码示例,并且能够逐步引导读者理解其设计思路?我非常关心书中在流水线设计、分支预测、缓存一致性等处理器设计中的核心技术方面的讲解。对于验证方面,我希望书中能够详细介绍如何针对RISC-V处理器核编写测试用例,包括指令集验证、功能验证以及性能验证。如果书中能涉及如何利用FPGA平台来对设计的RISC-V处理器进行原型验证和调试,那将对我帮助极大。我对书中关于处理器设计的时序收敛和功耗优化技术也非常感兴趣,特别是如何针对RISC-V架构进行这些方面的优化。最后,我希望这本书能够提供一些实际的设计案例,展示如何将一个完整的RISC-V处理器从概念设计到RTL实现,并能够让我对处理器设计有一个更深入的理解。

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作为一个在电子产品研发一线工作多年的工程师,我见证了专用集成电路(ASIC)在现代科技发展中的重要作用。然而,随着技术日新月异,新的设计方法和工具层出不穷,《专用集成电路设计实用教程》这个书名让我产生浓厚的兴趣。我期待这本书能够涵盖最新的ASIC设计理念和技术,不仅仅是基础概念的复述,而是能够深入探讨当前行业面临的挑战和解决方案。例如,对于低功耗设计(LPD)、高性能计算(HPC)以及人工智能(AI)加速器等热门领域,书中是否提供了相关的设计方法和优化技巧?我希望书中能够详细介绍如何利用先进的EDA工具来提高设计效率和质量,包括如何进行更精细的时序分析和功耗仿真。此外,对于验证方面,我希望能看到更多关于形式验证、覆盖率分析以及故障仿真等高级验证技术的内容,这对于保证芯片的可靠性至关重要。书中是否会讨论关于IP核集成、第三方IP的选用以及IP验证方面的经验?这些都是实际项目中非常关键的环节。如果能提供一些关于先进封装技术(如Chiplet)对ASIC设计影响的分析,那就更具前瞻性了。我更希望书中能够分享一些在实际项目开发中遇到的典型问题及解决方法,例如如何应对复杂的时序收敛挑战,或者如何进行有效的功耗优化。作者是否能够提供一些关于如何构建高效设计团队和管理ASIC项目开发的见解?这对我提升项目管理能力非常有帮助。

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作为一名有多年FPGA开发经验的工程师,我希望将我的技能提升到ASIC设计层面,以应对更具挑战性的项目。《专用集成电路设计实用教程》这个书名听起来非常契合我目前的职业发展需求。我期望这本书能够详细讲解ASIC设计的核心概念和流程,特别是在逻辑综合、物理设计(布局布线)以及时序分析方面的深入内容。我希望书中能够深入剖析各种EDA工具的使用方法,例如Cadence Innovus或Synopsys IC Compiler等,并提供具体的命令和脚本示例,帮助我理解和掌握物理设计的关键步骤。关于时序收敛,我希望书中能够提供详细的时序分析技术,包括如何进行时序约束、如何定位和解决时序违例,以及如何优化设计以满足高频时序要求。我特别关心书中关于低功耗ASIC设计方法的介绍,例如门控时钟、动态电压频率调整(DVFS)等技术。此外,我希望书中能够讨论关于芯片验证的更高级主题,比如形式验证、覆盖率分析以及故障仿真等。如果书中能提供一些真实的ASIC设计案例,展示如何在实际项目中应用这些技术,并分析其中的设计权衡和优化策略,那将极大地提升我的学习效果。

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作为一个在数字信号处理(DSP)领域具有一定研究基础的研究生,我深知算法的实现效率直接影响到硬件的性能。《专用集成电路设计实用教程》这个书名让我觉得它能为我提供将DSP算法转化为高效ASIC实现的指导。我希望这本书能够深入探讨DSP算法在ASIC设计中的映射和优化,特别是针对低功耗和高性能的需求。例如,对于像FFT、DCT、滤波器等常见的DSP算法,书中是否会提供详细的硬件实现策略,包括流水线设计、并行处理以及资源共享等技术?我特别关心书中在算法级和RTL级如何进行量化优化,以减小硬件面积和功耗,同时尽量保持算法的精度。关于验证方面,我希望书中能够详细介绍针对DSP设计的验证方法,包括算法验证、RTL验证以及软硬件联合验证。如果书中能提供一些关于实际DSP ASIC项目开发的案例分析,比如某个特定领域的DSP芯片设计,那将对我理解理论知识的应用非常有帮助。我对书中关于时序分析和时序收敛的讲解也很感兴趣,特别是如何针对DSP算法的特点进行时序优化。最后,我希望这本书能够帮助我掌握将复杂的DSP算法高效地集成到ASIC芯片中的关键技术,从而为我的研究和未来的工作奠定坚实的基础。

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我是一名正在努力提升自己硬件设计能力的在校硕士研究生,目前的研究方向与信号处理相关,需要深入理解数字信号处理(DSP)在专用集成电路(ASIC)上的实现。因此,《专用集成电路设计实用教程》这个书名对我来说具有很强的吸引力。我希望这本书能够深入讲解DSP算法如何转化为高效的RTL代码,并详细阐述在ASIC设计中实现这些算法所面临的挑战。例如,对于一些经典的DSP算法,如FFT、FIR滤波器、IIR滤波器等,书中是否会提供具体的ASIC实现策略和优化方法?我非常关心书中在算法级和RTL级如何进行量化和流水线优化,以达到性能和面积的最佳平衡。关于时序约束和时序收敛,我希望书中能够提供非常具体和实用的指导,包括如何分析时序报告,如何定位时序违例,以及如何有效地进行时序优化。此外,对于验证方面,我希望书中能够详细介绍针对DSP设计的测试用例设计方法,以及如何有效地验证算法的正确性和实现的性能。书中是否会涉及FPGA原型的使用,以及如何通过FPGA原型来加速ASIC的验证过程?这对我来说非常有价值。我对书中关于功耗优化技术也很感兴趣,特别是如何针对DSP密集型设计进行功耗管理,以满足低功耗应用的需求。最后,我希望这本书能够提供一些实际的案例研究,展示如何将复杂的DSP算法成功地集成到ASIC芯片中,并分析其中的设计权衡和决策过程。

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07年的书,IC经过这么多年的快速发展,今天读起来一点不觉得明日黄花。不愧是synopsis人写的。逻辑综合部分讲的很详细,还介绍了DC-T,是个十分不错的入门书。DFT部分没太明白,可能没实战过,不是很好理解。 总之,值得仔细研读的一本书。

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有些部分很有参考价值哦~

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买不到...

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07年的书,IC经过这么多年的快速发展,今天读起来一点不觉得明日黄花。不愧是synopsis人写的。逻辑综合部分讲的很详细,还介绍了DC-T,是个十分不错的入门书。DFT部分没太明白,可能没实战过,不是很好理解。 总之,值得仔细研读的一本书。

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07年的书,IC经过这么多年的快速发展,今天读起来一点不觉得明日黄花。不愧是synopsis人写的。逻辑综合部分讲的很详细,还介绍了DC-T,是个十分不错的入门书。DFT部分没太明白,可能没实战过,不是很好理解。 总之,值得仔细研读的一本书。

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