Algorithms for VLSI Physical Design Automation, Third Edition pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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☆☆☆☆☆

出版者:Springer

作者:Naveed A. Sherwani

出品人:

页数:602

译者:

出版时间:1998-11-30

价格:USD 105.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780792383932

丛书系列:

图书标签:

EDA
VLSI
Physical Design
Automation
Algorithms
IC Design
CAD
Layout
Optimization
Synthesis
Floorplanning
Placement
Routing

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具体描述

Algorithms for VLSI Physical Design Automation, Third Edition covers all aspects of physical design. The book is a core reference for graduate students and CAD professionals. For students, concepts and algorithms are presented in an intuitive manner. For CAD professionals, the material presents a balance of theory and practice. An extensive bibliography is provided which is useful for finding advanced material on a topic. At the end of each chapter, exercises are provided, which range in complexity from simple to research level. Algorithms for VLSI Physical Design Automation, Third Edition provides a comprehensive background in the principles and algorithms of VLSI physical design. The goal of this book is to serve as a basis for the development of introductory-level graduate courses in VLSI physical design automation. It provides self-contained material for teaching and learning algorithms of physical design. All algorithms which are considered basic have been included, and are presented in an intuitive manner. Yet, at the same time, enough detail is provided so that readers can actually implement the algorithms given in the text and use them. The first three chapters provide the background material, while the focus of each chapter of the rest of the book is on each phase of the physical design cycle. In addition, newer topics such as physical design automation of FPGAs and MCMs have been included. The basic purpose of the third edition is to investigate the new challenges presented by interconnect and process innovations. In 1995 when the second edition of this book was prepared, a six-layer process and 15 million transistor microprocessors were in advanced stages of design. In 1998, six metal process and 20 million transistor designs are in production. Two new chapters have been added and new material has been included in almost allother chapters. A new chapter on process innovation and its impact on physical design has been added. Another focus of the third edition is to promote use of the Internet as a resource, so wherever possible URLs have been provided for further investigation. Algorithms for VLSI Physical Design Automation, Third Edition is an important core reference work for professionals as well as an advanced level textbook for students.

芯片制造的基石：自动布局布线与设计实现在摩尔定律的驱动下，集成电路的规模与复杂度呈指数级增长，这使得传统的芯片设计方法已远不能满足需求。而 VLSI（超大规模集成电路）物理设计自动化，正是解决这一挑战的关键技术。它扮演着将抽象的逻辑设计转化为实际可制造芯片的“翻译官”和“建筑师”的角色，其核心目标是找到最优的布局（Placement）和布线（Routing）方案，以在有限的芯片面积内实现高性能、低功耗和高成品率的设计。本书深入探讨了 VLSI 物理设计自动化领域的核心算法与方法，涵盖了从高层次的逻辑综合到最终的版图生成以及验证的完整流程。它不仅仅是关于算法的罗列，更是对这些算法背后原理、权衡取舍以及在实际设计中应用所面临挑战的深刻剖析。核心挑战与目标： VLSI 物理设计的核心目标是在满足严格的时序（Timing）、功耗（Power）和可制造性（Manufacturability）约束的前提下，高效地完成芯片的版图实现。这背后涉及一系列复杂的优化问题，包括：单元布局（Cell Placement）：如何将数百万甚至数十亿个逻辑门及其连接关系，在芯片面积上合理地放置，以最小化走线长度、减少信号延迟、降低功耗，并为后续的布线提供便利。这涉及到对单元之间连接强度、时序约束、功耗分配以及散热等多方面因素的综合考量。时钟树综合（Clock Tree Synthesis, CTS）：时钟信号是数字电路正常工作的脉搏，其到达所有寄存器的延迟差异（Skew）必须控制在极小的范围内。CTS 算法的目标是构建一棵能够高效、低偏斜地将时钟信号分发到芯片各个角落的时钟网络。全局布线（Global Routing）：在将具体连线路径确定之前，首先需要确定每一条信号线的大致走线区域，将可用的布线资源（Routing Tracks）进行初步分配，以避免宏观上的拥塞，并为后续的详细布线奠定基础。详细布线（Detailed Routing）：在全局布线确定的大致路径上，精确地将导线铺设在具体的布线层和轨道上，同时解决所有信号线之间的冲突，满足设计规则（Design Rule Check, DRC）和制造约束。版图优化（Layout Optimization）：在完成基本的布局布线后，还需要进行一系列的优化操作，如线宽调整（Width Adjustment）、缓冲器插入（Buffer Insertion）、门控时钟插入（Gating Clock Insertion）等，以进一步满足时序、功耗、噪声（Noise）等关键指标。可制造性设计（Design for Manufacturability, DFM）：随着工艺节点的不断缩小，芯片制造的难度急剧增加。DFM 技术旨在识别并修复在物理设计阶段可能导致良率下降的潜在问题，如临近效应（Proximity Effect）、线末效应（End-of-Line Effect）等，确保芯片能够被成功制造。核心算法与技术：为了应对上述挑战，VLSI 物理设计自动化领域发展出了大量行之有效的算法和技术，本书将重点介绍：图论与组合优化：许多物理设计问题可以被建模为图论问题，如最小割（Min-Cut）算法在单元划分（Partitioning）和全局布线中的应用，以及最大流（Max-Flow）算法在布线冲突解决中的作用。搜索算法与启发式方法：模拟退火（Simulated Annealing）、遗传算法（Genetic Algorithms）、禁忌搜索（Tabu Search）等启发式搜索算法在解决 NP-hard 的布局和布线问题中扮演着重要角色，它们能够在可接受的时间内找到高质量的解。线性规划与整数规划：在某些优化环节，如时钟树综合的线延迟优化，线性规划（Linear Programming）和整数规划（Integer Programming）可以提供精确或近似最优的解决方案。机器学习与人工智能：近年来，机器学习技术在 VLSI 物理设计自动化领域展现出巨大的潜力，包括利用深度学习进行布局和布线路径的预测，以及利用强化学习来优化设计的迭代过程。几何算法与版图规则检查：精确的几何算法是处理芯片版图信息的基石，而符合制造要求的版图规则检查（DRC）是实现高良率的关键。本书的价值：本书不仅仅是为广大电子工程、计算机科学领域的学生和研究人员提供坚实的理论基础，更是为从事 VLSI 芯片设计的工程师提供了一份宝贵的实践指导。通过深入理解这些算法背后的原理，读者能够：提升设计效率：掌握先进的自动化设计工具和算法，能够显著缩短芯片设计周期。优化设计性能：深入理解布局布线的权衡，从而能够做出更优的设计决策，实现更快的时钟频率、更低的功耗和更小的芯片面积。增强可制造性：了解并应用 DFM 技术，提高芯片的良率，降低制造成本。应对前沿挑战：紧跟技术发展趋势，为应对未来更复杂的芯片设计需求做好准备。总而言之，VLSI 物理设计自动化是现代芯片制造不可或缺的一环。本书所涵盖的算法与技术，构成了实现高性能、高可靠性集成电路设计的基石。它将引领读者深入探究芯片制造的奥秘，理解从逻辑到物理的转换过程，并掌握在这个瞬息万变的行业中取得成功的关键技能。

作者简介

目录信息

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计实在是让人眼前一亮，那种沉稳中带着一丝精致的质感，拿在手里就感觉分量十足，仿佛握住了知识的基石。封面采用的深蓝底色，配上烫金的书名字体，在光线下折射出低调而奢华的光芒，让人忍不住想立刻翻开它，探究其内部的奥秘。内页的纸张选择也颇为考究，触感细腻平滑，印刷的清晰度极高，即便是那些复杂的图表和代码块，也依然保持着锐利的边缘和饱满的墨色，长时间阅读下来，眼睛的疲劳感明显减轻了不少。对于长期与技术书籍打交道的读者来说，这种对物理细节的关注，本身就是对内容质量的一种无声承诺。侧边书脊的字体排版也显得非常专业，即使是塞在满满当当的书架上，也能一眼被辨识出来，这无疑增添了它的收藏价值。总的来说，从拿起放下，这本书的每一个物理接触点都在向使用者传递一种“专业”和“值得信赖”的信号，这在如今充斥着快餐式阅读体验的时代，实属难得。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和脚注处理，展现了出版方对学术严谨性的尊重，这一点值得高度赞扬。每一次重要理论的提出，或者关键算法的引用，后面的脚注都清晰地指向了最初的原始文献或者相关的标准化组织文档。这使得这本书不仅仅是一份独立的知识载体，更像是一个高效的索引枢纽，方便我们这些研究人员进行“知识溯源”。我常常发现自己在阅读某个特定章节时，因为对某个数学背景知识感到模糊，只需要快速翻到页面底部的脚注，就能立刻找到对应的参考资料的DOI或者期刊名称，这种即时的反馈机制，极大地提升了我的研究效率。更不用说，书中对图表的质量控制，那些关于功耗分布、时序收敛路径的示意图，线条干净利落，色彩区分明确，即便是涉及到三维空间的抽象概念，也能用二维平面图清晰地表达出来，这在处理复杂的时序分析和信号完整性问题时，提供了极大的视觉辅助。

评分☆☆☆☆☆

深入探讨本书对于未来芯片设计趋势的预见性，我感到既振奋又有些许压力。作者显然没有将目光仅仅停留在当前的FinFET架构或标准CMOS工艺上，而是将大量的篇幅用于讨论如何将这些经典算法迁移到新兴的异构计算平台，以及面对未来可能出现的类脑计算、存内计算（In-Memory Computing）等范式转变时，物理设计自动化工具链必须进行哪些根本性的革新。书中对于并行化和分布式计算在EDA工具中的应用讨论，尤其深刻，它不再是简单地告诉你“要并行”，而是详细分析了在数据依赖性极强、状态空间爆炸的布局问题中，如何有效地划分任务边界，如何管理全局信息的同步与一致性。这种前瞻性的思考，使得这本书的生命周期远超出了第三版的字面含义，它提供的是一套思考方法论，而非一套过时的技术手册。对于那些希望在未来十年内持续引领行业方向的工程师而言，这本书无疑是必备的“战略地图”。

评分☆☆☆☆☆

我原本以为，像这种面向物理设计自动化的专业书籍，内容肯定会是枯燥乏味的公式堆砌，充斥着晦涩难懂的缩写和只有圈内人士才能理解的行话。然而，阅读体验出乎意料地流畅，这可能得益于作者在案例选择上的高明之处。他并没有直接抛出最前沿、最难以实现的极端算法，而是选择了一系列具有代表性的、在实际工业界已经被验证过有效性的基础范例。通过对这些经典案例的逐步剖析，读者可以清晰地看到，从一个抽象的数学目标，如何一步步转化为可执行的硬件描述语言（HDL）级别的指令集，中间每一步的近似、剪枝、启发式搜索的引入，都有清晰的注解。这种“脚踏实地”的教学方法，极大地降低了初学者的入门门槛，同时也为资深工程师提供了一个回顾和优化自己现有流程的参照系。它更像是一位经验丰富的老教授，耐心地带着你走过每一个泥泞的角落，而不是一位高高在上的理论家，只在云端指点江山。

评分☆☆☆☆☆

我花了整整一个下午的时间，才大致浏览完前三章的目录和摘要，感觉作者对整个领域知识体系的梳理简直是外科手术般的精准和冷静。他似乎有一种将庞杂、碎片化的集成电路设计流程，切割、归类，然后用一种近乎冷酷的逻辑重新编织起来的能力。特别是对于布局规划（Placement）和布线（Routing）这两大核心模块的介绍，不是停留在高中级教科书那种概念的罗列，而是直接深入到了算法选择的权衡利弊、不同约束条件下的数学模型构建层面。我特别欣赏他那种不带感情色彩的叙述方式，直击要害，不浪费一个多余的形容词。很多行业内的同行在谈论这些话题时，总喜欢用一些夸张的词汇来烘托技术的“革命性”，但这本书不同，它只是平静地陈述事实、展示公式，然后用严谨的推导告诉你“为什么”以及“如何”达到最优解。这种克制的表达，反而让我产生了更深层次的敬畏感，因为它要求读者必须全神贯注，不能有丝毫的心猿意马，否则就会跟不上那飞速前进的逻辑列车。

评分☆☆☆☆☆