Advanced Chip Design, Practical Examples in Verilog

Advanced Chip Design, Practical Examples in Verilog pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:CreateSpace Independent Publishing Platform
作者:Mr Kishore K Mishra
出品人:
页数:728
译者:
出版时间:2013-4-16
价格:USD 42.00
装帧:Paperback
isbn号码:9781482593334
丛书系列:
图书标签:
  • advance
  • FPGA
  • Verilog
  • 芯片设计
  • 数字电路
  • 集成电路
  • FPGA
  • ASIC
  • 硬件设计
  • 验证
  • 高级设计
  • 电子工程
想要找书就要到 图书目录大全
立刻按 ctrl+D收藏本页
你会得到大惊喜!!

具体描述

深入探索微处理器架构与现代计算系统设计 一本关于颠覆性计算范式、系统级优化与未来硬件趋势的深度探讨 本书旨在为电子工程、计算机科学以及相关领域的专业人士和高级学生提供一个关于当代高性能计算系统底层架构的全面视角。它避开了对特定硬件描述语言(如 Verilog)或单一芯片设计流程的细致讲解,转而聚焦于更高层次的系统级抽象、新兴的计算模型以及影响未来技术走向的底层原理。 我们生活在一个数据爆炸的时代,传统的冯·诺依曼结构正面临着前所未有的瓶颈。本书的核心目标是剖析这些限制,并深入探讨当前研究界和工业界正在积极探索的替代方案和优化策略。 --- 第一部分:超越摩尔定律的计算范式 本部分将详细审视当前半导体技术所面临的物理和经济挑战,并系统性地介绍那些有望在未来十年内重塑计算领域的全新架构。 第一章:性能墙与能耗危机 摩尔定律的终结与挑战: 探讨特征尺寸微缩的物理极限、量子效应的干扰以及散热密度的急剧上升。我们不仅关注晶体管层面的限制,更分析这些限制如何转化为系统级的性能瓶颈(如内存墙和I/O墙)。 Dennard 缩放的失效及其影响: 分析电压和频率无法同步缩减带来的动态功耗爆炸问题,并介绍诸如近阈值电压(Near-Threshold Computing, NTC)等低功耗设计哲学。 异构计算的必然性: 论证通用处理器(CPU)在处理大规模并行任务时的效率低下,引出对特定领域架构(Domain-Specific Architectures, DSA)的需求。 第二章:新兴计算模型与硬件加速 数据流计算(Dataflow Computing): 深入解析数据流范式如何通过消除隐式的控制流和调度依赖,实现更高效的并行化。我们将研究由 Dennis 和 Backus 等先驱提出的概念,并追踪其在现代图形处理器(GPU)和特定加速器设计中的演进。 存内计算(Processing-In-Memory, PIM)的原理与挑战: 详细考察将计算逻辑集成到存储单元内部的架构,分析其在降低数据搬运开销(Data Movement Cost)方面的巨大潜力。重点讨论基于电阻式随机存取存储器(RRAM)或相变存储器(PCM)的模拟计算实现。 类脑计算与脉冲神经网络(SNN): 探讨模仿生物大脑突触和神经元工作方式的计算模型。本书将介绍SNN的事件驱动特性如何实现极低的能耗,并讨论硬件实现这些模型的关键技术,如异步事件处理和权重更新机制。 --- 第二部分:系统级软件与硬件的协同设计 现代高性能系统的效率往往取决于软件对底层硬件特性的感知和利用程度。本部分专注于系统软件如何与新型硬件紧密耦合,以榨取最大性能。 第三章:内存层次结构的重新定义 非易失性存储器(NVM)的集成: 分析持久性存储技术(如 MRAM, 3D XPoint)如何模糊了主存(DRAM)和辅存(SSD)的界限,并探讨操作系统和编译器如何适应这种“统一内存空间”。 缓存一致性协议的复杂性: 针对包含大量核心和异构加速器的片上系统(SoC),深入研究MESI、MOESI等缓存一致性协议的扩展与瓶颈。重点讨论在非一致性内存访问模式下,如何设计高效的同步机制。 软件管理的内存层次结构: 考察显式地由软件控制数据生命周期和放置的内存模型,例如计算统一设备架构(CUDA)和 OpenCL 内存模型,以及它们对应用程序性能的决定性影响。 第四章:操作系统与调度机制的演进 异构调度器的设计原则: 传统的操作系统调度器主要面向CPU核心。本书将探讨针对GPU、FPGA和专用AI加速器设计的新型调度算法,它们必须考虑数据依赖性、资源隔离和任务粒度。 虚拟化与安全隔离: 在一个芯片上运行多个租户或不同安全等级任务的需求日益增加。分析硬件支持的虚拟化技术(如 Intel VT-x, AMD-V)在加速器资源管理和I/O虚拟化中的作用。 实时性保证与确定性: 对于工业控制、自动驾驶等关键应用,系统必须提供严格的性能保证。讨论如何通过硬件固件(Firmware)和实时内核扩展,最小化中断延迟和抖动(Jitter)。 --- 第三部分:可重构硬件与设计的未来趋势 本部分关注硬件设计的灵活性和适应性,这是应对快速变化的应用需求的必要条件。 第五章:现场可编程门阵列(FPGA)的高级应用 从加速到系统构建: 区别于将其视为简单的逻辑单元,本章将FPGA视为构建定制化中间件和系统原型的高级平台。讨论如何在FPGA上实现复杂的片上网络(NoC)。 部分重构与动态适应性: 探索在系统运行时动态替换硬件加速模块的技术,以适应不同的工作负载或修复设计错误。分析部分位流加载(Partial Bitstream Loading)的性能开销和实现复杂性。 高层次综合(HLS)的限制与前沿: 评估当前HLS工具将高级语言(如 C++)映射到硬件描述的能力,特别是在控制流复杂、数据路径精细优化的场景下,软件工程师仍需面对的硬件认知鸿沟。 第六章:片上网络(NoC)与系统互连 现代NoC的拓扑选择: 详细比较网格(Mesh)、环形(Ring)和树状(Tree)拓扑结构在延迟、吞吐量和布线复杂性之间的权衡。 流控制与拥塞管理: 深入研究在多播(Multicast)和广播通信场景下,如何设计高效的路由算法(如去中心化路由)和流量控制机制,以避免死锁和网络拥塞。 功耗敏感型路由: 探讨如何利用动态电压和频率调节(DVFS)技术在NoC的各个交换机(Switch)上实现细粒度的功耗管理,优化整个芯片的能效比。 --- 结论:迈向智能与自主的硬件生态系统 本书最后将对当前趋势进行总结,展望在AI驱动的芯片设计自动化(EDA)工具的推动下,未来的硬件设计流程将如何演变。我们将讨论系统可靠性、安全机制(如侧信道攻击防御)在硬件层面的集成,以及如何构建一个更具弹性、可升级和可持续的计算基础设施。 本书不提供单一芯片的门级网表或 RTL 代码实现,而是致力于构建一个扎实的、面向未来十年的计算系统思维框架。它要求读者从更宏观的视角理解性能、功耗和面积(PPA)的复杂权衡,并为应对下一代计算挑战做好理论准备。

作者简介

目录信息

读后感

评分

评分

评分

评分

评分

用户评价

评分

这本书的装帧质量堪称一流,纸张的触感和油墨的印刷都非常精致,阅读过程中是一种享受。我对于书中关于低功耗设计的深入探讨,尤其是其在移动设备和物联网领域的应用,给予了高度的关注。它不仅仅是泛泛而谈,而是深入到每一个具体的功耗降低技术,比如我们常说的动态功耗和静态功耗。书中对动态功耗的分析,不仅考虑了门延迟和开关活动,更是细致地阐述了如何通过优化时序、减少不必要的逻辑活动,以及采用更高效的电路结构来降低动态功耗。对于静态功耗,也就是漏电功耗,书中则着重介绍了多种先进的功耗管理技术,例如基于工艺的功耗优化、多阈值电压设计(Multi-Vt Design)的应用,以及如何通过门控时钟和电源门控等技术来显著降低漏电功耗。我尤其被书中对低功耗IP核设计的讲解所吸引,它提供了具体的Verilog代码示例,展示了如何设计出同时兼顾性能和低功耗的IP核。它还讨论了如何将低功耗设计理念融入整个芯片设计流程,从架构选择、RTL设计到物理实现,都给予了详细的指导。这本书为我理解和实践低功耗设计提供了非常有价值的参考,让我能够更好地应对日益增长的功耗挑战,尤其是在追求更长续航时间和更低环境影响的今天。

评分

这本书的排版设计非常考究,每一个公式,每一个代码片段都清晰可见,给人的阅读体验极佳。我特别着迷于书中关于多时钟域(Multi-Clock Domain)设计的挑战与解决方案的章节。这部分内容,无疑是现代复杂SOC设计中最为棘手的问题之一,也是我一直以来都希望能够深入学习和掌握的领域。书中没有简单地介绍多时钟域的危害,而是深入剖析了各种潜在的问题,例如数据丢失、亚稳态(Metastability)的产生与传播,以及如何进行有效的时钟域间数据传递。它详细介绍了各种同步器(Synchronizer)的设计,从简单的两级触发器同步器到更复杂的FIFO(First-In, First-Out)缓冲器,并且为每一种设计都提供了详细的Verilog代码和状态图,以及对不同同步器优缺点的对比分析。我尤其欣赏书中关于如何避免亚稳态传播的详细讲解,它阐述了如何通过设计手段,例如在接收端增加额外的触发器,或者使用握手信号来确认数据有效,从而降低亚稳态对整个系统的影响。此外,书中还介绍了如何利用静态时序分析(Static Timing Analysis, STA)工具来识别和修复多时钟域设计中的潜在问题,并且提供了相应的Verilog代码和约束文件示例,以帮助读者更好地进行时序约束和分析。这对我来说,简直是“雪中送炭”,因为我之前在处理多时钟域设计时,常常感到无从下手,而且亚稳态问题更是让我头疼不已。这本书的出现,为我提供了系统性的解决方案,让我能够更有信心地面对和解决这些复杂的设计挑战。

评分

这本书的作者在讲解技术细节时,总是能够巧妙地融入一些行业内的最佳实践和经验教训,这使得这本书不仅仅是一本技术手册,更像是一位经验丰富的导师在与你交流。我特别被书中关于可重用IP(Intellectual Property)设计与集成的章节所吸引,这无疑是现代芯片设计领域中一个非常重要的趋势,也是我一直希望能够深入学习和掌握的方向。书中详细阐述了可重用IP的设计原则,例如模块化、参数化、清晰的接口定义以及完备的文档说明。它不仅介绍了如何设计一个高质量的可重用IP,更重要的是,它还探讨了如何将这些IP有效地集成到更大的系统中,并且如何处理IP之间的接口兼容性、时钟域匹配以及功耗管理等问题。书中提供了大量的Verilog代码示例,展示了如何设计一个标准化的IP接口,以及如何通过简单的配置就能将不同的IP集成到同一个系统中。我尤其欣赏书中关于IP验证策略的讲解,它强调了在IP设计阶段就进行充分的验证,并且如何构建能够支持IP重用和集成的验证环境。这对于我来说,是一个巨大的启发,因为我之前在集成外部IP时,常常会遇到各种预料之外的问题,而这本书为我提供了一个系统性的解决方案,让我能够更加自信地进行IP设计和集成。

评分

这本书的篇幅相当可观,翻阅起来就感受到其内容的厚重。我特别被其中关于功耗优化设计的章节所震撼,这部分内容无疑触及了当前芯片设计领域最热门、也最具挑战性的技术方向之一。书中没有仅仅停留于概念的介绍,而是深入剖析了各种功耗优化的具体技术,例如门控时钟(Clock Gating)的原理和实现,它详细解释了如何通过分析时序和功能来精确地识别可以关闭的时钟域,并通过Verilog代码展示了如何生成高效的门控时钟逻辑,避免额外的延迟和功耗。此外,书中对电源门控(Power Gating)的介绍也相当精彩,它不仅阐述了如何通过切断电源来大幅降低漏电功耗,更重要的是,它深入探讨了电源门控带来的挑战,如状态保持、快速唤醒以及如何与现有的设计流程集成,并提供了相应的Verilog和约束文件示例。我尤其被书中关于动态电压和频率调整(DVFS)的讲解所吸引,它详细阐述了DVFS如何在不同工作负载下动态地调整芯片的电压和频率,以实现性能和功耗的最佳平衡。书中不仅解释了DVFS的控制逻辑,还提供了相关的Verilog代码,展示了如何实现一个简单的DVFS控制器,以及如何与系统软件进行交互。我一直对如何平衡性能和功耗感到困惑,这本书的出现,无疑为我指明了方向。它让我看到了,通过精细化的设计和智能化的控制,可以在保证性能的同时,将功耗控制在极低的水平。

评分

这本书的封面设计相当吸引人,那种深邃的蓝色背景搭配金属质感的芯片电路图,瞬间就勾起了我对微电子设计领域的好奇心。当我拿到这本书时,第一感觉就是它的分量十足,厚实的书页和沉甸甸的重量预示着里面内容的丰富与扎实。我对这本书的内容充满了期待,特别是“Advanced Chip Design”这个标题,让我联想到了一些非常前沿的芯片设计技术和方法论,比如更高级的时序分析、功耗优化、低功耗设计技术(如动态电压频率调整DVFS、门控时钟等),以及一些最新的架构创新,例如RISC-V的演进、异构计算的集成等等。Verilog作为一种经典的硬件描述语言,书中提到的“Practical Examples”更是让我眼前一亮,我希望这本书能够提供一些贴近实际工程应用的Verilog代码示例,能够帮助我更好地理解这些高级设计概念是如何在代码层面实现的。比如,我特别想看到如何在Verilog中实现复杂的状态机、流水线结构、握手协议,甚至是嵌入式系统的CPU核心。如果书中还能涉及到一些高级综合(High-Level Synthesis, HLS)的技巧,那就更好了,因为HLS是现代芯片设计流程中越来越重要的一个环节。另外,对于“Advanced”这个词,我还有一个更深的理解,那就是不仅仅是技术层面的深入,还可能包括了对整个设计流程的深刻洞察,例如从架构定义到RTL设计,再到验证、综合、布局布线,以及最终的物理实现,如果这本书能对这些环节中的高级挑战和解决方案有所涉及,那就太有价值了。我正在进行一个涉及高性能计算的芯片项目,迫切需要一些能够提升设计效率和性能的工具和方法,这本书的书名恰好击中了我的痛点。我希望它能提供一些实用的技巧,让我能够避开一些常见的陷阱,少走弯路,能够更快速地掌握那些能够让我的设计脱颖而出的关键技术。

评分

这本书给我带来的最大惊喜,莫过于其在验证方法论方面的深度挖掘。我一直认为,一个优秀的设计离不开严谨的验证,而这本书在这方面的内容,简直就是一本“宝典”。它没有停留在简单的功能验证层面,而是将目光投向了更具挑战性的验证场景,比如验证复杂接口协议、验证低功耗设计、以及验证设计对异常输入的鲁棒性。书中对于SystemVerilog在验证中的应用,进行了非常详尽的介绍,从断言(Assertions)、约束随机(Constrained Random)到接口(Interfaces)和事务级模型(Transaction-Level Modeling, TLM),每一个概念都解释得清晰透彻,并且提供了大量的实操代码示例。我尤其欣赏书中关于如何构建可复用验证环境的部分,它介绍了一种模块化的验证架构,通过封装和抽象,极大地提高了验证的效率和可维护性。例如,书中提供了一个完整的基于UVM(Universal Verification Methodology)的验证平台示例,从环境搭建、序列器(Sequencer)、驱动器(Driver)、监视器(Monitor)、检查器(Checker)到记分板(Scoreboard),每一个组件的实现都非常细致,并且解释了其背后的设计理念。这对于我来说,是一个巨大的飞跃,因为之前我一直在苦苦摸索如何才能构建一个真正高效的验证环境。书中对验证覆盖率(Coverage)的深入讲解,也让我大开眼界。它不仅仅是提到了功能覆盖率和代码覆盖率,更是详细介绍了如何通过覆盖率驱动验证,如何识别验证盲点,以及如何利用覆盖率数据来指导下一轮的验证方向。这种以覆盖率为导向的验证思维,无疑是提升验证质量和效率的关键。

评分

这本书的结构清晰,逻辑严谨,每一章都像是在为你搭建一块新的知识拼图。我一直对硬件安全(Hardware Security)这个领域充满好奇,而书中对该主题的探索,更是让我眼前一亮。它并没有将安全视为一个独立的模块,而是将其融入到芯片设计的方方面面,从架构设计到代码实现,再到物理实现,都给予了充分的关注。书中详细介绍了各种常见的硬件安全威胁,例如侧信道攻击(Side-Channel Attacks)、故障注入攻击(Fault Injection Attacks)以及物理篡改(Physical Tampering)等,并且提供了相应的防御策略。它不仅解释了这些攻击的原理,更重要的是,它还提供了如何通过Verilog代码中的设计手段来增强芯片的安全性的指导,例如使用加密算法、密钥管理、安全启动(Secure Boot)以及防篡改(Anti-Tamper)等技术。我尤其被书中对硬件加密加速器的Verilog实现讲解所吸引,它展示了如何设计和实现一个高性能的加密模块,并且如何将其集成到芯片系统中。此外,书中还探讨了如何利用可信执行环境(Trusted Execution Environment, TEE)来保护敏感数据和代码的执行,并且提供了相关的Verilog代码示例。这本书为我打开了硬件安全设计的新视野,让我认识到,在现代芯片设计中,安全已经不再是可选项,而是必需品。

评分

我一直认为,一本优秀的工程技术书籍,应该能够将抽象的概念与具体的实践紧密结合,而这本书恰恰做到了这一点。我尤其对书中关于设计自动化(Design Automation)和流程优化(Flow Optimization)的探讨深感敬佩。它不仅仅停留在对Verilog代码本身的关注,而是将视角拓展到了整个芯片设计流程,并且提供了很多实用的建议和方法,以提高设计的效率和质量。书中详细介绍了如何利用脚本语言(如Tcl, Perl, Python)来自动化重复性的设计任务,例如文件管理、参数化设计、代码生成以及报告生成等。它提供了一些精炼的Verilog代码片段,以及如何与EDA工具进行交互的示例,从而帮助读者构建自己的自动化设计脚本。我尤其被书中关于如何构建一个可配置、可扩展的设计框架的思路所吸引,它通过模块化的设计方法和清晰的接口定义,使得设计能够轻松地适应不同的需求和项目,并且能够方便地进行复用和集成。此外,书中还对常见的EDA工具链进行了深入的分析,例如综合工具、布局布线工具、时序分析工具等,并且提供了如何优化这些工具的设置和参数,以获得最佳的设计结果。这对于我来说,是一个非常宝贵的财富,因为我之前一直觉得EDA工具的使用非常“黑箱”,而这本书让我看到了如何通过更深入的理解和更精细的控制,来充分发挥这些工具的强大能力。

评分

这本书的语言风格非常严谨,但又不失生动,阅读起来不会感到枯燥乏味。我尤其对书中关于信号完整性(Signal Integrity, SI)和电磁干扰(Electromagnetic Interference, EMI)的章节印象深刻,这部分内容往往是高级数字设计中容易被忽视,但又至关重要的一环。书中并没有仅仅停留在理论的层面,而是通过大量的实际案例和仿真结果,生动地展示了SI/EMI问题是如何产生的,以及它们会对芯片性能和可靠性造成怎样的负面影响。例如,书中详细分析了信号反射、串扰、地弹(Ground Bounce)、电源噪声等SI/EMI现象的物理根源,并提供了如何通过Verilog代码中的设计约束和优化来缓解这些问题的思路。它介绍了如何使用差分信号、终端匹配、屏蔽层以及合理的PCB布局布线来降低SI/EMI问题。我一直对如何在RTL阶段就考虑到SI/EMI问题感到迷茫,这本书的讲解,就像为我打开了一扇新的窗户。它让我认识到,在Verilog代码中,通过引入适当的时序约束、信号同步机制,以及设计合理的总线接口,就可以有效地减轻SI/EMI带来的风险。书中还提到了如何利用EDA工具进行SI/EMI仿真分析,并提供了相应的Verilog代码示例,以便在设计早期就能够发现潜在的问题。这对于我来说,是一个巨大的进步,因为我之前一直依赖于物理设计阶段的后期分析,而这本书让我看到了在设计早期就主动解决SI/EMI问题的可能性。

评分

阅读这本书的经历,与其说是学习,不如说是一场与智能的对话。书中的文字,如同一位经验丰富的导师,循循善诱地引导着我穿越错综复杂的数字逻辑世界。我尤其被其中对异步电路设计的深刻剖析所吸引,这部分内容远超我之前接触过的任何教材。书中不仅仅罗列了异步设计的理论框架,更重要的是,它深入浅出地解释了异步设计为何能在某些场景下展现出超越同步设计的优越性,比如在抗串扰、功耗可预测性以及对工艺变化的鲁棒性方面。它没有回避异步设计的复杂性,而是以一种非常系统的方式,逐步拆解了异步控制器、数据通路的设计难点,并通过大量的Verilog实例,展示了如何在实际中构建健壮的异步模块。例如,书中对互锁(Handshake)协议的详尽讲解,从最基本的两相握手到四相握手,再到更复杂的管道式握手,每一种都配以清晰的状态图和高效的Verilog实现,这让我对如何设计无需全局时钟的通信接口有了全新的认识。此外,书中对时钟树综合(Clock Tree Synthesis, CTS)和时钟生态系统的深入探讨,也让我受益匪浅。它不仅仅是简单地介绍时钟的生成和分发,更是深入剖析了时钟歪斜(Clock Skew)、时钟抖动(Clock Jitter)对设计的潜在影响,并提供了多种高级的优化策略,例如使用差分时钟、延迟线补偿等。书中通过具体的Verilog代码,演示了如何建模和分析这些时钟相关的问题,以及如何通过代码层面的调整来改善时序裕度。我一直对这些高级时序约束和分析的技术感到头疼,这本书的讲解方式,就像为我拨开了迷雾,让我看到了解决问题的光明途径。它让我意识到,所谓的“Advanced”并非遥不可及,而是可以通过系统性的学习和实践来掌握的。

评分

买过后有点失望,比较general的东西

评分

买过后有点失望,比较general的东西

评分

买过后有点失望,比较general的东西

评分

买过后有点失望,比较general的东西

评分

买过后有点失望,比较general的东西

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2026 book.wenda123.org All Rights Reserved. 图书目录大全 版权所有