Modern VLSI Design pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Prentice Hall

作者:Wayne Wolf

出品人:

页数:496

译者:

出版时间:1994-1-10

价格:USD 73.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780135883778

丛书系列:

图书标签:

• VLSI
• 集成电路设计
• 数字电路
• 模拟电路
• CMOS
• 半导体
• 芯片设计
• EDA
• Verilog
• VHDL

好的，这里为您创作一本完全不涉及《Modern VLSI Design》内容的图书简介，内容详实，力求自然流畅。 --- 《数字孪生与工业4.0：面向未来制造的实时仿真与优化》 图书简介 在信息技术与物理世界加速融合的浪潮中，数字化转型已成为全球制造业保持竞争力的核心驱动力。《数字孪生与工业4.0：面向未来制造的实时仿真与优化》一书，深刻洞察了当前智能制造领域的关键挑战与前沿技术，旨在为工程师、研究人员和企业决策者提供一套系统化、可操作的理论框架与实践指南。本书的核心聚焦于“数字孪生”（Digital Twin）技术的深度应用，探讨如何构建、管理和利用高保真度的虚拟模型，以实现对复杂物理系统的实时监控、预测性维护和闭环控制。 第一部分：数字孪生的理论基石与核心概念 本部分首先奠定了理解数字孪生的理论基础。我们详细剖析了数字孪生的定义、演进历史，并将其与传统仿真（Simulation）、模型化（Modeling）及可视化（Visualization）技术进行严格的区分和比较。重点阐述了构成数字孪生的三大要素：物理实体、虚拟模型和连接它们的数据流。 本体论与架构解析： 我们深入探讨了构建一个健壮数字孪生所需的数据结构、语义模型和本体论设计。这包括如何有效集成来自物联网（IoT）传感器、操作技术（OT）系统和企业资源规划（ERP）平台的多源异构数据。 数据驱动的生命周期管理： 强调了数据在孪生体中的“血液”作用。介绍了数据采集、清洗、标准化和实时同步的技术栈，确保虚拟模型能够精确反映物理资产的当前状态、历史行为和未来趋势。 第二部分：实时仿真与建模的工程实践 数字孪生成功的关键在于其模型的精度和实时性。本书的第二部分聚焦于实现高保真度实时仿真的具体工程技术。 多尺度、多物理场耦合建模： 现代工业系统往往涉及机械、热力学、流体动力学和电磁学等多个物理域的复杂耦合。本章节详细介绍了如何利用有限元分析（FEA）、计算流体力学（CFD）以及离散事件仿真（DES）等方法，构建跨尺度的集成模型。特别关注了如何处理模型复杂性与实时计算性能之间的权衡问题。 模型降阶与代理建模（Surrogate Modeling）： 针对高精度模型计算资源消耗过大的问题，本书系统介绍了模型降阶技术，例如主成分分析（PCA）和高斯过程回归（GPR）在构建快速响应的代理模型中的应用，使得复杂的仿真可以在毫秒级别内完成迭代。 时序数据驱动的参数辨识： 讲解了如何利用实际运行数据（历史工况和实时反馈）对初始模型参数进行动态校准和辨识，确保模型的漂移控制在可接受的误差范围内。 第三部分：面向工业4.0的集成与应用场景 第三部分将理论与实践紧密结合，展示数字孪生如何在工业4.0的各个关键领域发挥变革性作用。 预测性维护与故障诊断： 详细介绍了如何利用孪生模型进行“假设分析”（What-If Scenarios）。通过模拟不同载荷、环境温度或运行周期的影响，预测设备剩余使用寿命（RUL），并在故障发生前自动触发维护工单，极大提升设备综合效率（OEE）。 流程优化与生产调度： 在柔性制造和批量定制的背景下，本书展示了如何建立跨越整个生产线的流程孪生体。通过模拟不同的生产排程、物料流转策略，优化瓶颈环节，实现生产节拍的动态调整和资源配置的最优化。 人机协作与增强现实（AR）集成： 探讨了如何将数字孪生信息可视化并叠加到物理工作空间中。通过AR眼镜或平板电脑，操作人员可以实时查看设备的内部状态、维护步骤指导，显著降低人为错误率，提高复杂任务的执行效率。 供应链的端到端可视化： 扩展数字孪生的概念至外部生态系统，构建物流、库存和需求预测的虚拟镜像，以应对全球供应链的波动性和不确定性。 第四部分：技术栈、安全与未来展望 最后，本书探讨了支撑数字孪生实施所需的技术基础设施，并展望了该领域的前沿研究方向。 边缘计算与云边协同： 分析了在物联网边缘侧进行数据预处理、本地实时控制和在云端进行大规模数据分析、长期模型训练的最佳架构部署策略。 数据安全与信任机制： 鉴于数字孪生涉及企业核心知识产权和生产控制权，本书详细讨论了数据加密、访问控制以及区块链技术在确保孪生数据链完整性方面的应用潜力。 人工智能与认知孪生： 展望了将深度强化学习（DRL）等先进AI技术融入数字孪生中，使虚拟模型能够自主学习、自我优化，向更高级别的“认知孪生”迈进的路径。 本书特色： 本书的结构设计强调了从基础概念到工程实现的逻辑递进。配有大量的实际案例分析（涵盖航空航天、汽车制造和能源设备等行业），以及丰富的系统架构图和伪代码示例，确保读者不仅理解“是什么”，更能掌握“如何做”。它不是一本停留在概念层面的理论著作，而是一份面向工程实践、旨在推动企业数字化升级的实用手册。 ---

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这本书的魅力在于其内容的广度和深度达到了一个近乎完美的平衡点。从宏观的系统架构规划，到具体的布局布线（Place and Route）中的拥塞管理和时钟偏斜（Skew）控制，作者都给出了深入的见解。我尤其赞赏它在处理“时序违例”这一经典难题时所展现出的耐心和细致。书中不仅分析了静态时序分析（STA）的核心原理，更深入探讨了在极小工艺节点下面临的各种非理想因素，如IR Drop（电压降）和电迁移（Electromigration）对时序的隐性影响。作者没有回避这些在实际工作中常常被简化的复杂问题，而是将其作为核心挑战来分析，并提供了相应的自上而下的缓解策略。这使得这本书不仅仅是一本设计手册，更像是一本“排错指南”。对于一个希望从初级IC工程师成长为能独立负责复杂模块设计的专业人士而言，这本书提供的知识框架是无价的。它帮助我建立了一个坚实的理论基础，并且能够从容应对在芯片流片（Tape-out）前夕可能出现的各种突发状况。

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这本书，拿到手沉甸甸的，那种厚实感就让人对里面的内容充满了期待。我平时对数字电路和半导体工艺领域接触得不算少，但总觉得在实际项目和前沿研究之间还隔着一层薄纱。这本厚重的著作，从宏观的系统架构到微观的晶体管级别设计，似乎都试图一一揭开。我特别关注的是它对功耗优化的讨论，尤其是在移动设备越来越普及的今天，如何在高密度集成电路中平衡性能和能耗，一直是摆在我面前的一道难题。书中对动态和静态功耗的详细建模，以及引入的几种创新的低功耗设计范式，给我提供了许多值得借鉴的思路。特别是关于电源门控（Power Gating）和时钟树综合（CTS）在功耗敏感设计中的应用案例分析，讲解得极为细致，不仅有理论推导，还有实际设计流程的对比，这对于我们这些需要将理论快速转化为实践的工程师来说，无疑是及时的雨露。我花了大量时间去啃食关于时序分析的部分，发现它对极大规模集成电路（VLSI）中的亚阈值效应（Subthreshold Effects）考虑得非常深入，远超我过去接触到的一些教材的深度。总的来说，这是一部扎实、深入，并且紧密贴合当前业界挑战的参考书，让人读完后感觉知识体系得到了极大的拓宽和夯实。

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说实话，这本书的阅读体验像是一场对复杂工程世界的深度探险。我最初是被其标题中“现代”二字所吸引，希望能看到区别于传统教科书的、与当前主流设计流程接轨的内容。翻开它，我立刻感受到了作者深厚的行业积累。它没有那种学院派的空泛理论，而是直击芯片设计流程中的痛点。比如，在验证和测试章节，书中对可测试性设计（DFT）的讲解，不仅仅停留在扫描链（Scan Chain）的构建，更深入探讨了BIST（Built-In Self-Test）在SoC层面如何与嵌入式处理器有效协同工作，这一点让我眼前一亮。在后续的物理实现部分，关于版图设计规则检查（DRC）和物理验证的自动化工具链的集成描述，提供了清晰的路线图，帮助读者理解，在当今几纳米工艺节点下，设计闭环是如何完成的。这种由概念到实现的完整闭环叙述，极大地增强了阅读的连贯性和实用性。当然，作为一本技术巨著，某些章节的数学推导确实相当密集，需要读者具备扎实的数字信号处理和半导体物理基础，但正是这份深度，保证了它不会沦为一本浮于表面的科普读物。它更像是一本资深工程师的笔记合集，教你如何“造”出真正的芯片。

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我必须承认，这本书的结构安排非常巧妙，它没有采用完全线性的讲解方式，而是通过模块化的章节设计，允许不同背景的读者可以根据自己的需求进行侧重阅读。我个人对系统级设计（System-Level Design）与硬件描述语言（HDL）的抽象层次关系非常感兴趣。书中关于高层次综合（HLS）的章节，对我触动很大。过去我总觉得HLS只是一个自动化的工具，但这本书展示了如何从算法的特性出发，通过调整抽象层次来指导编译器生成更优的硬件结构，而不是仅仅依赖工具默认的优化策略。它强调了“算法-架构协同设计”的重要性，这在日益复杂的异构计算平台中，显得尤为关键。此外，作者在介绍标准单元库（Standard Cell Library）的特性时，没有简单罗列参数，而是结合了不同的工艺角（PVT Corners）对单元延迟和面积的影响，展示了在设计收敛过程中，如何权衡这些相互制约的因素。这种多维度的视角，迫使读者跳出单一的视角去看待集成电路设计，极大地提升了我对设计决策复杂性的理解。

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这本书的语言风格是极其严谨且精确的，没有一丝多余的修饰，每一个术语的引入都伴随着清晰的定义和上下文的说明。我特别欣赏它对新兴设计范式的引入，比如近些年来FPGA和eFPGA技术越来越受到重视，书中对于逻辑单元（LUTs）的架构特点、布线资源的限制以及如何优化高层级设计映射到这些资源上的策略，都有独到且详尽的阐述。这部分内容对于那些正在向可重构计算领域转型的工程师来说，价值无法估量。而且，与其他一些老旧的VLSI书籍相比，它对新兴的存储技术，如MRAM和ReRAM在SoC集成中的潜力与挑战，也进行了适度的探讨，显示出编者对未来芯片技术发展方向的敏锐洞察力。阅读过程中，我常常会停下来，对照自己手头正在进行的项目，思考书中的方法论是否能有效指导当前的设计难题。它不仅是知识的传递，更是一种思维方式的重塑，教会你如何以一个系统架构师的角度去思考每一个底层选择的深远影响。

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