High Performance ASIC Design

High Performance ASIC Design pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

出版者:
作者:Hossain, Razak
出品人:
頁數:160
译者:
出版時間:2008-8
價格:$ 131.08
裝幀:
isbn號碼:9780521873345
叢書系列:
圖書標籤:
  • ASIC
  • 高性能
  • 數字電路設計
  • 集成電路
  • VLSI
  • 芯片設計
  • 硬件設計
  • EDA工具
  • 低功耗
  • 信號完整性
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具體描述

Presenting a methodology for using domino logic in an ASIC design flow developed over several years in an industrial context, this text covers practical issues related to the use of domino logic in an automated framework, and brings together all the knowledge needed to apply these design techniques in practice. Beginning with a discussion of how to achieve high speed in ASIC designs, subsequent chapters detail the design and characterization of standard cell compatible domino logic libraries and an advanced domino logic synthesis flow. The results achieved by using automated domino logic design techniques, including silicon measurements, are used to validate the presented solution. With design examples including the implementation of the execution unit of a microprocessor and a Viterbi decoder, this text is ideal for graduate students and researchers in electrical and computer engineering and also for circuit designers in industry.

《超凡芯動:ASIC設計精要與實戰》 在摩爾定律的持續驅動下,集成電路的復雜度與性能要求日益攀升,ASIC(專用集成電路)作為實現高性能、低功耗和高效率的關鍵技術,其設計與優化已成為現代電子産業的核心競爭力。本書並非聚焦於單一的ASIC設計方法論,而是將視角拓展至整個ASIC設計流程的宏觀理解與關鍵環節的深入剖析,旨在為讀者構建一個全麵、係統的ASIC設計知識體係。 本書旨在為有誌於投身ASIC設計領域的工程師、研究人員以及相關專業學生提供一本兼具理論深度與實踐指導的參考書籍。我們關注的重點在於塑造工程師的全局觀和解決復雜問題的能力,而非僅限於某一種特定的設計工具或技術節點。 核心內容概覽: 1. ASIC設計流程全景解讀: 需求分析與規格定義: 從係統級需求齣發,如何精確定義ASIC的功能、性能、功耗、麵積和時序約束,是整個設計的基礎。我們將探討有效的規格書撰寫方法,以及如何將高層係統概念轉化為可實現的ASIC指標。 架構設計與算法優化: 高效的架構設計是ASIC成功的基石。本書將深入討論不同應用場景下的架構選擇原則,包括數據通路設計、控製邏輯設計、內存接口設計等。同時,我們會探討算法在硬件上的映射策略,以及如何通過算法優化來提升ASIC的整體性能和效率。 HDL(硬件描述語言)建模與仿真: Verilog和VHDL作為ASIC設計的基石,本書將超越基礎語法,側重於如何編寫可綜閤、高質量的HDL代碼。我們將討論模塊化設計、代碼復用、參數化設計等先進建模技巧,並強調仿真驗證在早期發現設計錯誤、確保功能正確性方麵的重要作用。 邏輯綜閤與時序分析: 將HDL代碼轉化為門級網錶是ASIC設計的關鍵一步。本書將詳細介紹邏輯綜閤的原理、約束設置以及綜閤工具的使用技巧,重點在於如何通過約束優化來滿足設計中的時序、麵積和功耗要求。時序分析(STA)的深度理解,包括建立時間、保持時間、時鍾域交叉(CDC)等,是確保芯片在目標頻率下穩定運行的必要條件。 物理設計(版圖設計): 從網錶到可製造的GDSII文件,物理設計是ASIC實現的重要環節。本書將涵蓋布局(Placement)、布綫(Routing)、時鍾樹綜閤(CTS)、功耗分析(Power Analysis)、物理驗證(DRC/LVS)等關鍵物理設計步驟。我們將探討不同技術節點下物理設計的挑戰與對策,以及如何平衡性能、麵積和功耗。 可製造性設計(DFM)與測試: 確保設計能夠成功製造並經過充分測試是ASIC流片成功的關鍵。本書將介紹DFM的基本概念,以及設計可測試性(DFT)的策略,包括掃描鏈插入、BIST(內建自測試)等,旨在提高測試覆蓋率,降低測試成本。 流片(Tape-out)與量産: 流片是ASIC設計的終點,也是新産品誕生的起點。我們將探討流片前的最終檢查、與Foundry(晶圓廠)的協作流程,以及量産過程中的質量控製。 2. 關鍵技術與前沿趨勢: 低功耗設計方法: 隨著移動化和物聯網的興起,低功耗設計已成為ASIC設計的核心挑戰之一。本書將探討多種低功耗設計技術,包括門控時鍾、功率門控、動態電壓頻率調節(DVFS)等,並分析它們在不同設計階段的應用。 時序收斂與性能優化: 如何在復雜的時序約束下實現高性能設計,是ASIC工程師麵臨的普遍難題。本書將提供一係列實用的時序收斂技巧,涵蓋組閤邏輯優化、關鍵路徑分析、緩存設計等。 混閤信號IC設計基礎: 許多ASIC係統需要整閤數字和模擬電路。本書將簡要介紹混閤信號IC設計的基本概念,以及數字與模擬電路接口的挑戰。 IP(知識産權)集成與驗證: 在現代ASIC設計中,IP的復用已成為常態。本書將探討IP的選型、集成策略,以及IP驗證在整體SoC(係統級芯片)驗證中的重要性。 先進工藝節點下的設計挑戰: 隨著工藝節點的不斷縮小,如7nm、5nm甚至更先進的節點,ASIC設計麵臨著新的挑戰,如漏電流、串擾、良率等。本書將探討在這些先進工藝下進行設計的注意事項和對策。 3. 設計思維與方法論: 係統級驗證與聯閤仿真: 強調在設計早期就進行全麵的係統級驗證,包括軟硬件聯閤仿真,以發現更高層次的設計缺陷。 可復用性與模塊化設計: 培養工程師構建易於理解、易於維護和易於復用的設計,以提高開發效率和降低長期成本。 調試與問題定位: ASIC設計中,高效的調試能力至關重要。本書將提供實用的調試方法和工具使用技巧,幫助工程師快速定位和解決設計問題。 本書的內容組織旨在循序漸進,從宏觀概念過渡到具體的技術細節,並通過豐富的案例分析來加深讀者的理解。我們力求以清晰的語言、準確的術語,為讀者呈現一個全麵、深入、實用的ASIC設計學習路徑,助力您在日新月異的集成電路領域取得卓越成就。

作者簡介

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讀後感

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用戶評價

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《High Performance ASIC Design》不僅僅是一本技術手冊,更是一本關於如何思考和解決問題的哲學指南。它深入剖析瞭ASIC設計中的每一個細節,從邏輯門到整個芯片的架構,都進行瞭詳盡的闡述。在邏輯綜閤的部分,作者不僅介紹瞭各種綜閤算法的基本原理,還深入探討瞭如何通過編寫高質量的RTL代碼來指導綜閤工具産生最優的門級網錶。他會告訴你,一個好的時鍾樹結構,不僅僅是工具自動生成的,更需要設計師在RTL層麵進行精心的設計和約束。書中關於狀態機設計的優化,也讓我印象深刻。它通過對比不同的狀態機編碼方式,以及狀態轉移的邏輯實現,展示瞭如何通過精心的設計,來降低功耗和麵積,同時保持高性能。這讓我意識到,即便是最基礎的邏輯單元,也蘊藏著巨大的優化潛力。我特彆欣賞書中對於時序約束的講解。它不僅僅是簡單地介紹約束文件的語法,而是深入分析瞭各種約束的含義,以及它們對綜閤和靜態時序分析結果的影響。這讓我能夠更有效地編寫約束,從而獲得更優的設計結果。這本書也讓我學會瞭如何更有效地使用EDA工具,但不是簡單地列舉工具的功能,而是教我如何根據設計的瓶頸,有針對性地運用工具進行分析和優化。總而言之,《High Performance ASIC Design》為我提供瞭一個全景式的視角,讓我能夠從更高的層麵理解ASIC設計的挑戰與機遇,並掌握瞭解決這些挑戰的有效方法。

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《High Performance ASIC Design》為我打開瞭一扇通往ASIC設計深層奧秘的大門。它以一種極為係統和全麵的方式,解析瞭從前端設計到後端實現過程中,每一個環節的性能考量。在邏輯綜閤章節,作者深入剖析瞭各種綜閤算法的原理,並重點強調瞭如何通過優化RTL代碼的結構和風格,來引導綜閤工具生成更優的門級網錶。他會告訴你,代碼的可讀性和邏輯的清晰度,直接影響著綜閤結果的質量。書中關於功耗優化的部分,也讓我學到瞭很多實用的技巧。它詳細介紹瞭各種低功耗設計技術,如門控時鍾、動態電壓頻率調整(DVFS)等,並深入分析瞭這些技術在實際應用中的優劣勢和潛在風險。我尤其欣賞作者在闡述這些技術時,始終貫穿的“權衡”思想,讓我認識到,任何一項優化都不可能孤立存在,都需要與其他設計指標進行平衡。此外,書中對於時鍾樹綜閤(CTS)的講解,也讓我印象深刻。它不僅僅是介紹CTS的工具功能,更是深入分析瞭各種時鍾樹拓撲結構對時序、功耗和麵積的影響,以及如何根據具體的芯片架構和時序需求,選擇最閤適的設計方案。這些細節的講解,讓我對ASIC設計的整體性有瞭更深刻的理解。

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當我翻開《High Performance ASIC Design》,我並未預料到它會帶給我如此深刻的思維轉變。這本書並非簡單地堆砌技術細節,而是通過嚴謹的邏輯和豐富的案例,引導讀者深入理解ASIC設計中的核心挑戰與解決方案。在邏輯綜閤的部分,作者不僅僅是介紹綜閤工具的功能,而是深入闡述瞭如何通過編寫高質量的RTL代碼來影響綜閤結果,從而達到性能優化的目的。他會強調,一個好的RTL工程師,不僅僅是功能的實現者,更是性能的塑造者。書中關於麵積優化的論述,也極具啓發性。它不僅介紹瞭各種減小芯片麵積的技術,例如邏輯冗餘的移除、共享邏輯的提取等,更重要的是,作者深刻地揭示瞭這些技術在實際設計中的權衡與取捨。他會通過具體的例子,展示如何在保證高性能的前提下,實現麵積的最大化縮減,而這正是“高性能”的精髓所在。此外,書中對於時序分析的講解,更是讓我受益匪淺。它不僅介紹瞭靜態時序分析(STA)的基本原理和常用工具,更深入探討瞭如何通過精細的時序約束來指導設計,以及如何有效地識彆和解決各種時序瓶頸。這些寶貴的經驗,讓我在麵對復雜的時序問題時,能夠更加從容和自信。

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我一直認為,一本好的技術書籍,應該能夠點燃讀者對未知領域的探索欲。《High Performance ASIC Design》無疑做到瞭這一點。它並沒有將ASIC設計描繪成一個枯燥乏味的工程過程,而是通過精煉的語言和嚴謹的邏輯,展現瞭這項工作的精妙之處。在邏輯綜閤的部分,作者不僅介紹瞭各種綜閤算法的基本原理,還深入探討瞭如何通過編寫高質量的RTL代碼來指導綜閤工具産生最優的門級網錶。他會告訴你,一個好的時鍾樹結構,不僅僅是工具自動生成的,更需要設計師在RTL層麵進行精心的設計和約束。書中關於麵積優化的部分,也讓我受益匪淺。它介紹瞭各種麵積縮減的技術,例如邏輯冗餘的移除、共享邏輯的提取等。但我印象最深刻的是,作者強調瞭在優化麵積時,絕不能以犧牲性能為代價。他用瞭一個生動的例子,說明瞭如何通過微小的麵積增加,來換取顯著的時序改善。這種對細節的關注和對權衡的深刻理解,讓我對“高性能”有瞭更全麵的認識。此外,書中對於驗證的討論也給我留下瞭深刻的印象。它強調瞭驗證在ASIC設計流程中的關鍵作用,以及如何通過係統性的驗證策略來確保設計的正確性。從功能驗證到形式驗證,再到時序驗證,作者都給齣瞭非常實用的建議和指導。這本書讓我不僅僅學會瞭如何設計,更學會瞭如何以一種更全麵、更嚴謹的方式來對待ASIC設計這項工作。

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《High Performance ASIC Design》是一本讓我重新審視“效率”這個概念的書。它不光是在談論速度,更是在探討如何在有限的資源下,實現最佳的設計結果。例如,在關於時序收斂的部分,作者詳細講解瞭各種時序分析工具的用法,以及如何解讀分析報告中的關鍵信息。他甚至會教你如何通過定製化的分析腳本,來快速定位和解決復雜的設計問題。我尤其欣賞書中對於時鍾規劃的細緻論述。它不僅僅是簡單地介紹各種時鍾樹的拓撲結構,而是深入分析瞭不同時鍾樹的優缺點,以及如何根據具體的芯片架構和時序需求,選擇最閤適的設計方案。他會告訴你,一個不閤理時鍾樹,可能會導緻整個設計的性能大打摺扣。書中關於狀態機設計的優化,也讓我印象深刻。它通過對比不同的狀態機編碼方式,以及狀態轉移的邏輯實現,展示瞭如何通過精心的設計,來降低功耗和麵積,同時保持高性能。這讓我意識到,即便是最基礎的邏輯單元,也蘊藏著巨大的優化潛力。此外,書中對於功耗管理的講解,也讓我學到瞭很多實用的技巧。它不僅介紹瞭各種低功耗設計技術,例如門控時鍾、電源門控等,還詳細講解瞭這些技術在實際設計中的應用場景和注意事項。這本書讓我明白,高性能的ASIC設計,是一個係統性的工程,需要從設計之初就考慮各種優化因素。

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翻閱《High Performance ASIC Design》的過程,就像在與一位經驗豐富的設計大師進行一場深入的對話。它沒有迴避ASIC設計中那些復雜而棘手的問題,而是直麵它們,並提供瞭切實可行的解決方案。我尤其喜歡書中關於低功耗設計的章節。作者並沒有簡單地羅列各種低功耗技術,而是深入探討瞭它們在實際設計中的權衡取捨。例如,在介紹門控時鍾技術時,他會詳細分析引入門控邏輯對時序的影響,以及如何通過精心的設計來規避這些風險。這讓我意識到,低功耗設計並非是簡單地加上一些“節電”模塊,而是一個需要全局優化的過程。書中關於麵積優化的部分,也讓我受益匪淺。它介紹瞭各種麵積縮減的技術,例如邏輯冗餘的移除、共享邏輯的提取等。但我印象最深刻的是,作者強調瞭在優化麵積時,絕不能以犧牲性能為代價。他用瞭一個生動的例子,說明瞭如何通過微小的麵積增加,來換取顯著的時序改善。這種對細節的關注和對權衡的深刻理解,讓我對“高性能”有瞭更全麵的認識。此外,書中對於驗證的討論也給我留下瞭深刻的印象。它強調瞭驗證在ASIC設計流程中的關鍵作用,以及如何通過係統性的驗證策略來確保設計的正確性。從功能驗證到形式驗證,再到時序驗證,作者都給齣瞭非常實用的建議和指導。這本書讓我不僅僅學會瞭如何設計,更學會瞭如何以一種更全麵、更嚴謹的方式來對待ASIC設計這項工作。

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我一直認為,一本好的技術書籍,應該能夠點燃讀者對未知領域的探索欲。《High Performance ASIC Design》無疑做到瞭這一點。它沒有將ASIC設計描繪成一個枯燥乏味的工程過程,而是通過精煉的語言和嚴謹的邏輯,展現瞭這項工作的精妙之處。在功耗優化的部分,作者詳細介紹瞭各種功耗降低技術,例如門控時鍾、動態電壓頻率調整(DVFS)等。但更重要的是,作者強調瞭這些技術在實際設計中的應用場景和注意事項。他會告訴你,在追求低功耗的同時,如何避免引入過多的時序瓶頸,或者如何權衡引入額外的控製邏輯所帶來的麵積開銷。這種對設計過程中各種“副作用”的細緻考量,正是這本書超越其他同類書籍的關鍵所在。我也特彆喜歡書中對數據通路和控製通路設計的討論。它不僅介紹瞭如何高效地實現算術運算,例如使用優化的加法器、乘法器,還深入講解瞭狀態機設計的最佳實踐,以及如何避免在控製邏輯中齣現鎖存器導緻的時序問題。通過對不同設計風格和架構的比較分析,我學會瞭如何根據具體的性能需求,選擇最閤適的設計方案。這本書也讓我認識到,每一個微小的設計決策,都可能對最終的芯片性能産生深遠的影響。

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《High Performance ASIC Design》是一本讓我真正理解“極緻”二字的價值的書。它不隻是講述如何“做齣”一個ASIC,而是如何將每一個設計環節都做到極緻,從而實現最優的性能。在時序收斂的部分,作者花瞭大量篇幅來探討各種時序分析工具的用法,以及如何解讀分析報告中的關鍵信息。他甚至會教你如何通過定製化的分析腳本,來快速定位和解決復雜的設計問題。我尤其欣賞書中對於時鍾樹綜閤(CTS)的細緻論述。它不僅僅是簡單地介紹CTS算法,而是深入分析瞭各種時鍾樹拓撲結構對時序、功耗和麵積的影響,以及如何根據具體的芯片架構和時序需求,選擇最閤適的設計方案。他會告訴你,一個不閤理時鍾樹,可能會導緻整個設計的性能大打摺扣。書中關於低功耗設計的講解,也讓我學到瞭很多實用的技巧。它不僅介紹瞭各種低功耗設計技術,例如門控時鍾、電源門控等,還詳細講解瞭這些技術在實際設計中的應用場景和注意事項。這本書讓我明白,高性能的ASIC設計,是一個係統性的工程,需要從設計之初就考慮各種優化因素,並且需要不斷地進行迭代和優化。

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當我第一次翻開《High Performance ASIC Design》,我並不知道等待我的是一場怎樣的思維盛宴。這本書絕非那種淺嘗輒止的教科書,它更像是一位經驗豐富的導師,用一種既嚴謹又充滿啓發性的方式,引領我穿越瞭ASIC設計領域那復雜而迷人的復雜性。它並沒有像許多同類書籍那樣,僅僅停留在技術的錶麵,羅列各種術語和流程。相反,《High Performance ASIC Design》深入肌理,從最基礎的邏輯門到最尖端的時序收斂技術,都進行瞭詳盡且富有洞察力的剖析。我尤其欣賞作者對於“性能”這個核心概念的定義和衡量標準。書中不僅僅是告訴你如何“實現”一個ASIC,更重要的是教你如何“優化”它,如何在功耗、麵積和速度之間找到那個至關重要的平衡點。例如,在講解時序分析的部分,作者並沒有簡單地介紹STA(靜態時序分析)工具的使用,而是深入探討瞭時序約束的編寫藝術,以及如何識彆和解決時序違例。他通過大量的實際案例,生動地展示瞭在復雜的時鍾域交叉、長綫延遲、時鍾歪斜等問題麵前,如何運用各種技術手段,如流水綫、寄存器復製、時鍾門控等,來確保設計的性能達到最優。這種從原理到實踐的層層遞進,讓我對ASIC設計的每一個環節都有瞭更深刻的理解,也讓我能夠自信地應對項目中遇到的各種性能挑戰。這本書對我而言,不僅僅是一本技術指南,更是一次關於如何係統性思考和解決復雜工程問題的學習過程。

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《High Performance ASIC Design》帶給我的震撼,遠不止於技術層麵的深度。它讓我真正理解瞭“性能”是一個多維度、多目標優化的過程。在書中,作者花瞭大量的篇幅來探討不同優化策略的權衡取捨。舉個例子,在關於功耗優化的章節,它詳細介紹瞭動態功耗和靜態功耗的産生機製,以及相應的降低方法,例如門控時鍾、動態電壓頻率調整(DVFS)等。但更重要的是,作者強調瞭這些技術在實際設計中的應用場景和注意事項。他會告訴你,在追求低功耗的同時,如何避免引入過多的時序瓶頸,或者如何權衡引入額外的控製邏輯所帶來的麵積開銷。這種對設計過程中各種“副作用”的細緻考量,正是這本書超越其他同類書籍的關鍵所在。我也特彆喜歡書中對數據通路和控製通路設計的討論。它不僅介紹瞭如何高效地實現算術運算,例如使用優化的加法器、乘法器,還深入講解瞭狀態機設計的最佳實踐,以及如何避免在控製邏輯中齣現鎖存器導緻的時序問題。通過對不同設計風格和架構的比較分析,我學會瞭如何根據具體的性能需求,選擇最閤適的設計方案。這本書也教會瞭我如何更有效地使用EDA工具,但不是簡單地列舉工具的功能,而是教我如何根據設計的瓶頸,有針對性地運用工具進行分析和優化。總而言之,《High Performance ASIC Design》為我提供瞭一個全景式的視角,讓我能夠從更高的層麵理解ASIC設計的挑戰與機遇,並掌握瞭解決這些挑戰的有效方法。

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