EDA与集成电路工程设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:306

译者:

出版时间:2009-10

价格:58.00元

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isbn号码:9787030257147

丛书系列:

图书标签:

• EDA
• 集成电路
• 电路设计
• 数字电路
• 模拟电路
• Verilog
• VHDL
• 芯片设计
• 电子工程
• 半导体

《EDA与集成电路工程设计》 本书深入探讨了电子设计自动化（EDA）技术在现代集成电路（IC）工程设计中所扮演的核心角色，并全面阐述了集成电路从概念提出到最终制造的整个工程设计流程。本书旨在为读者提供一个系统、详实的知识体系，帮助他们理解和掌握IC设计中的关键理论、方法和工具，从而能够独立或协同完成复杂的集成电路设计项目。 第一部分：EDA技术基础与应用 本部分将带领读者走进EDA的世界，详细介绍EDA的起源、发展以及其在IC设计中的不可替代性。我们将从最基础的数字逻辑设计原理讲起，涵盖逻辑门、组合逻辑、时序逻辑等核心概念，并介绍如何利用硬件描述语言（HDL），如Verilog和VHDL，来精确地描述数字电路的行为和结构。 数字逻辑设计回顾： 复习基本的布尔代数、逻辑门电路、组合逻辑（如加法器、译码器、多路选择器）和时序逻辑（如触发器、寄存器、计数器）的设计与分析。 硬件描述语言（HDL）： 深入讲解Verilog和VHDL的语法、语义以及建模风格。通过丰富的实例，演示如何使用HDL描述各种数字电路模块，包括数据通路和控制逻辑。学习HDL综合（Synthesis）的过程，理解HDL代码如何被转换为门级网表。 逻辑综合（Logic Synthesis）： 详细介绍逻辑综合的原理和流程，包括逻辑优化（如逻辑门数量、延迟、功耗优化）、技术映射（Technology Mapping）等关键步骤。探讨不同综合工具的特性和使用方法，以及如何通过约束（Constraints）来指导综合过程。 静态时序分析（Static Timing Analysis - STA）： 讲解STA的基本概念，包括时钟、建立时间（Setup Time）、保持时间（Hold Time）、时钟偏移（Clock Skew）、时钟抖动（Clock Jitter）等。学习如何使用STA工具来分析和验证设计的时序性能，找出时序违例（Timing Violation）并提出解决方案。 物理设计（Physical Design）： 涵盖布局（Placement）、布线（Routing）、时钟树综合（Clock Tree Synthesis - CTS）等物理设计阶段。详细介绍这些步骤的目标、挑战以及常用算法。讨论版图设计规则（Design Rule Check - DRC）、电气规则检查（Electrical Rule Check - ERC）和版图后仿真（Post-Layout Simulation）的重要性。 形式验证（Formal Verification）： 介绍形式验证的概念和技术，如等价性检查（Equivalence Checking）和属性检查（Property Checking）。讲解如何利用形式验证工具来证明设计的功能正确性，减少仿真的依赖。 EDA工具链： 概述当前主流的EDA工具厂商及其提供的IP核、EDA软件套件（如Cadence, Synopsys, Mentor Graphics）和工作流程。 第二部分：集成电路工程设计流程与实践 本部分将聚焦于集成电路设计的整体流程，从系统需求分析到最终的芯片流片（Tape-out）。我们将深入剖析每个设计阶段的关键任务、挑战以及与之相关的EDA技术和方法。 系统级设计（System-Level Design）： 探讨如何从系统需求出发，定义芯片的功能规格，进行高层次的架构设计和模块划分。介绍模型基础库（Model-Based Design）和高层次综合（High-Level Synthesis - HLS）的应用，加速从算法到RTL的转换。 IP核（Intellectual Property Core）与IP集成： 讲解IP核的概念，包括软核、硬核和固件核。介绍如何选择、验证和集成IP核以加速设计进程，以及IP复用的重要性。 算法与架构设计： 探讨为满足特定性能、功耗和面积（PPA）目标的算法选择和架构设计策略。例如，如何设计高效的数据通路、流水线结构、缓存系统和中断控制器。 RTL设计与验证： 重点讲解RTL（Register Transfer Level）设计的实践，包括代码编写风格、模块化设计、接口定义等。深入介绍RTL验证的重要性，包括测试平台（Testbench）的搭建、激励生成、功能覆盖率（Functional Coverage）和代码覆盖率（Code Coverage）的分析，以及断言（Assertions）在验证中的应用。 DFT（Design for Testability）设计： 讲解DFT的原理和方法，如扫描链（Scan Chain）、内置自测试（Built-In Self-Test - BIST）和边界扫描（Boundary Scan）。说明DFT如何提高芯片的可测试性，降低测试成本。 电源完整性（Power Integrity）与信号完整性（Signal Integrity）： 讨论在IC设计中电源和信号完整性的重要性，以及可能遇到的问题，如电压降（IR Drop）、串扰（Crosstalk）、反射（Reflection）等。介绍如何利用EDA工具进行分析和优化。 功耗分析与优化： 探讨各种功耗来源，如动态功耗和静态功耗，以及在设计过程中进行功耗分析和优化的策略，包括门控时钟（Clock Gating）、功率门控（Power Gating）等低功耗技术。 芯片制造流程（Fabrication Process）： 简要介绍现代CMOS工艺的流程，包括光刻（Lithography）、刻蚀（Etching）、离子注入（Ion Implantation）等关键步骤，帮助读者理解版图设计与制造工艺之间的联系。 芯片封装与测试： 介绍不同类型的芯片封装及其特点，以及最终芯片测试的流程和重要性。 本书贯穿始终的重点在于将EDA工具与IC工程设计实践紧密结合。通过大量的案例分析和实践指导，读者将能够逐步掌握从前端设计到后端物理实现的全流程，并学会如何有效地利用EDA工具来克服复杂IC设计中的各种挑战。无论是对初学者建立坚实的理论基础，还是对有经验的工程师提升技能水平，《EDA与集成电路工程设计》都将是一本不可或缺的参考指南。

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