具体描述
《21世纪应用型本科系列教材•电子线路EDA仿真技术》共分7章，前5章分别介绍了EDA仿真技术的基本知识，常用EDA仿真软件EWB、Multisim 2001、•MAX+plus Ⅱ的操作方法和VHDL硬件描述语言的基本语法；第6、7章通过大量的设计实例分别介绍了基于EWB和基于MAX+plus Ⅱ的仿真设计方法。书中所有的设计实例都经过上机调试，许多实例给出了仿真波形，各章都配有思考题与练习题。
深入浅出：现代数字系统设计与验证的基石 本书聚焦于前沿的数字集成电路设计、验证与实现流程，提供了一套全面且实用的技术指南，旨在帮助读者从理论基础迈向高效的工程实践。内容涵盖了从规范定义到最终物理实现的完整周期，强调在现代复杂系统（如SoC和FPGA应用）中，如何平衡性能、功耗与面积（PPA）目标。 --- 第一部分：数字电路设计基础与规范化 本部分旨在巩固读者对数字系统设计的核心理解，并引入现代设计方法论的关键要素。 第一章：系统级建模与抽象层次 本章详细阐述了在进行芯片或复杂逻辑设计时，如何有效地选择和使用不同的抽象层次进行建模。首先从传统的晶体管级和门级描述出发，深入探讨了寄存器传输级（RTL）的重要性及其在硬件描述语言（HDL）中的实现。重点分析了系统级建模工具（如SystemC或高层次综合的输入描述）的优势，包括如何利用这些工具进行早期的功能验证和架构选择。讨论了不同抽象层次之间的转换和映射关系，确保设计意图在不同阶段能够准确无误地传递。 第二章：硬件描述语言精要（VHDL/Verilog/SystemVerilog进阶） 超越基础的`always`块和基本逻辑门的描述，本章深入讲解了用于描述复杂并发行为和结构化设计的SystemVerilog高级特性。内容包括强大的类（Class）结构在面向对象验证（OVM/UVM）中的应用、先进的接口（Interface）机制、以及如何利用枚举类型和结构体进行更清晰、更易维护的代码编写。特别关注了并发控制机制，如同步逻辑的驱动方式和组合逻辑的竞争条件处理，确保生成的硬件能够精确反映设计者的意图。 第三章：时序逻辑设计与约束定义 时序分析是数字设计的核心难点。本章详细解析了锁相环（PLL）和延迟锁定环（DLL）的工作原理及其在生成系统时钟域中的作用。深入探讨了建立时间（Setup Time）和保持时间（Hold Time）的物理限制，以及如何通过跨时钟域（CDC）的握手协议（如双触发器同步器、异步FIFO）安全地传输数据。最后，重点介绍如何使用标准设计语言（SDC）或类似的约束文件，精确地向布局布线工具传达时序要求，为后续的静态时序分析（STA）打下基础。 --- 第二部分：验证的艺术与工程化 现代数字设计的验证工作量已远超设计本身。本部分全面覆盖了从功能验证到形式验证的工业级验证流程。 第四章：功能验证的方法论与环境构建 本章全面介绍了验证的黄金标准——通用验证方法学（UVM）。详细讲解了UVM组件模型（Agent、Driver、Monitor、Scoreboard、Coverage Collector）的构建流程。重点讲解了如何使用序列生成器（Sequencer）和序列（Sequence）来产生随机、约束驱动的激励，以达到高代码覆盖率和功能覆盖率的目标。讨论了事务级建模（TLM）在提高验证环境运行速度和可重用性方面的应用。 第五章：形式验证与等价性检查 针对加速器和控制逻辑等对功能绝对正确的模块，本章引入了形式验证技术。讲解了如何使用判定图（BDD）和可满足性求解器（SAT）来证明设计逻辑的等价性或验证特定属性。重点介绍了形式验证工具的应用场景，特别是形式等价检查（LEC）在综合和布局布线后对RTL功能一致性的确认，以及模型检查在检测深层次状态错误方面的优势。 第六章：低功耗验证（UPF/CPF集成） 随着移动和物联网设备的需求增长，功耗成为关键指标。本章介绍了功耗管理的设计流程，包括电源门控（Power Gating）和电压域隔离。详细讲解了统一电源格式（UPF）或电源约束格式（CPF）如何将低功耗意图嵌入到设计和验证流程中。验证工程师如何利用这些信息，在仿真中准确模拟电源状态的切换和隔离单元的行为，以确保功能正确性不受低功耗机制的影响。 --- 第三部分：综合、物理实现与签核 本部分将设计从抽象的RTL转化为可制造的物理版图，涵盖了后端流程的关键步骤。 第七章：逻辑综合的原理与优化 逻辑综合是将RTL代码转换为门级网表（Netlist）的过程。本章深入探讨了目标库（Target Technology Library）的选择、逻辑优化算法（如布尔代数重写、映射、重定时）的工作原理。重点讲解了如何通过调整综合约束（如时序、面积目标），引导工具生成满足性能要求的网表。分析了综合过程中可能引入的结构性问题，如高扇出节点和亚稳态的初步识别。 第八章：静态时序分析（STA）的深入应用 STA是决定设计是否可工作（Timing Closed）的最终裁判。本章超越简单的建立/保持检查，深入探讨了复杂时序路径的分析，包括多周期路径、虚假路径、时钟树综合（CTS）后的时钟偏移（Skew）和不确定性（Jitter）对分析的影响。详细介绍了如何使用报告和脚本来诊断和修复时序违例（Timing Violations），以及如何在高层次上理解和优化时钟网络的设计。 第九章：布局规划、布线与物理签核 本章聚焦于物理实现的关键环节。从宏单元（Macro）的放置和电源规划开始，讲解了如何制定有效的布局策略以最小化信号延迟和功耗。深入探讨了全局布线和详细布线的算法及其对信号完整性的影响。最后，详细阐述了物理签核（Sign-off）的三个核心步骤：延迟计算（Extraction）、后仿真（Back-Annotation）和DRC/LVS检查，确保最终的GDSII数据能够满足制造厂的严格要求。 --- 本书特色： 实践导向： 紧密结合工业界标准流程和工具链的最佳实践。 深度剖析： 深入讲解了底层算法（如STA、形式验证）的工作原理，而非仅仅停留在工具操作层面。 系统思维： 强调设计与验证的协同工作，特别关注跨学科的集成验证（如功耗验证）。 适用对象： 电子工程、微电子、计算机工程专业的高年级本科生、研究生，以及希望系统性掌握现代数字ASIC/SoC设计与验证流程的初、中级硬件工程师。
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