Digital VLSI Design with Verilog pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:

作者:Williams, John/ Thomas, Don (FRW)

出品人:

页数:460

译者:

出版时间:2008-6

价格:$ 157.07

装帧:

isbn号码:9781402084454

丛书系列:

图书标签:

• VLSI
• Verilog
• Digital Design
• Integrated Circuits
• Hardware Design
• Electronics
• Computer Engineering
• FPGA
• ASIC
• Digital Systems

数字集成电路设计与Verilog高级应用 书籍名称：《数字集成电路设计与Verilog高级应用》 内容简介： 本书旨在为读者提供一套全面、深入且极具实践指导意义的数字集成电路（Digital IC）设计方法论和基于Verilog硬件描述语言（HDL）的高级应用指南。本书内容完全聚焦于现代半导体工艺下的数字电路设计流程、验证策略、性能优化技巧以及面向大规模系统级集成（SoC）的设计实践，与特定教材《Digital VLSI Design with Verilog》的内容体系无直接关联。 本书的构建逻辑遵循从基础理论到前沿实践的阶梯式结构，确保初学者能够建立坚实的理论基础，而有经验的工程师也能从中汲取优化和验证复杂设计的宝贵经验。 --- 第一部分：现代数字系统基础与设计流程解析 本部分首先确立了数字设计在当前信息技术生态中的核心地位。我们将深入剖析现代CMOS工艺的物理限制、设计参数（如延迟、功耗、面积，即DPA）之间的内在权衡关系，以及系统级规格（如时钟频率、功耗预算）如何驱动具体的逻辑实现选择。 第一章：数字设计方法学概述 从算法到硅片： 详细阐述现代ASIC和FPGA设计流程的完整生命周期，包括需求分析、架构定义、RTL编码、逻辑综合、静态时序分析（STA）、布局布线（Place & Route）直至最终的物理验证。 设计抽象层次： 比较行为级建模、寄存器传输级（RTL）描述、门级网表以及版图级实现的特点与应用场景。重点分析RTL作为工业标准描述语言的地位与局限性。 工艺与库的约束： 探讨标准单元库（Standard Cell Library）的特性，如时序模型（Liberty文件）、设计规则检查（DRC）和版图限制对设计决策的影响。 第二章：高效能RTL设计原则 本章专注于编写结构清晰、易于综合、且能实现高性能目标的Verilog代码规范。 组合逻辑建模： 深入探讨如何使用连续赋值（`assign`）和过程块（`always @`）来清晰地描述组合逻辑，避免常见的锁存器（Latch）泄漏问题，并掌握时序竞争（Race Condition）的识别与消除。 时序逻辑设计： 详述D触发器、锁相环（PLL/DLL）驱动下的时序设计要求。重点剖析建立时间（Setup Time）和保持时间（Hold Time）的严格要求，以及如何通过延迟插入（Delay Insertion）或调整时钟树（Clock Tree Synthesis, CTS）来满足时序收敛。 同步化设计范式： 强调单时钟域设计的最佳实践。详细介绍跨时钟域（CDC）数据传输的必要性，并深入对比异步FIFO、握手协议（Handshake Protocol）以及双端口RAM（DPRAM）在不同场景下的应用与设计细节。 --- 第二部分：Verilog高级功能与高级综合技术 本部分超越了基础的逻辑门级描述，聚焦于利用Verilog的高级特性来设计复杂的控制单元和数据路径，并探讨如何引导综合工具生成最优化的网表。 第三章：参数化设计与生成式HDL 使用参数（Parameters）： 详细讲解如何利用`parameter`和`localparam`实现设计的高度可配置性，这对于IP核的复用至关重要。通过实例展示如何设计可变位宽的加法器、乘法器和状态机。 生成结构（Generate Blocks）： 深入介绍Verilog的`generate`/`endgenerate`结构，用于根据编译时参数动态实例化模块和连接逻辑，实现硬件的并行化和规模化复制，极大地简化了总线、存储器或阵列结构的描述。 第四章：状态机设计与控制单元实现 有限状态机（FSM）的建模： 详细对比三种主流的FSM编码风格（二进制、独热码 One-Hot、游程编码），分析它们在速度、面积和功耗上的性能差异，并给出在不同约束下的选择建议。 综合导向的最佳实践： 探讨如何使用特定的Verilog结构和综合属性（Attributes）来引导综合工具，例如强制某些逻辑为组合逻辑或推断特定类型的触发器，以确保生成的硬件符合预期。 第五章：高效数据路径设计与优化 本章专注于数据处理单元的设计，如算术逻辑单元（ALU）、乘法器（Multiplier）和除法器（Divider）。 流水线（Pipelining）技术： 详细解析流水线的设计原理，包括级数划分、级间寄存器组的插入、以及保持数据一致性的控制逻辑设计。重点分析流水线对系统吞吐量（Throughput）的提升效果及引入的初始化延迟代价。 关键路径分析与消除： 识别设计中的关键路径，并介绍展开（Unrolling）、共享资源（Resource Sharing）和并行处理技术来缩短最长延迟路径，从而提高工作频率。 --- 第三部分：设计验证与性能调试 高质量的数字设计离不开严格的验证。本部分将重点介绍验证方法学、仿真工具的使用，以及如何通过系统级仿真和形式验证来保证设计的正确性。 第六章：RTL级仿真与调试技巧 仿真环境搭建： 介绍如何使用行业标准的测试平台（Testbench）结构，包括激励生成、时钟和复位管理、以及结果检查机制。 断言与覆盖率： 深入讲解基于SVA（SystemVerilog Assertions）的应用，用于在仿真过程中实时检查时序和功能属性。分析代码覆盖率和功能覆盖率的重要性及其在验证收敛中的作用。 波形分析与调试： 提供高级波形查看器（如GTKWave或商业工具）的高效使用技巧，专注于识别时序违例和状态机卡死问题。 第七章：形式验证与等价性检查 在设计流程后期，纯粹的仿真验证往往效率低下。本章引入形式验证工具的概念。 形式验证基础： 解释形式验证（Formal Verification）如何通过数学方法证明设计在所有可能输入下的正确性，而不是依赖有限的仿真测试向量。 等价性检查（Equivalence Checking, EC）： 详细说明如何使用EC工具来验证逻辑综合后生成的门级网表与原始RTL代码在功能上的等价性，确保综合过程没有引入错误。 第八章：时序分析与签核准备 本部分是物理实现前的最后一道关卡。 静态时序分析（STA）深入： 讲解如何阅读和解释STA报告，特别是针对输入延迟（Input Delay）、输出延迟（Output Delay）和内部时序路径的分析。重点关注如何处理时钟偏差（Clock Skew）和Jitter对系统性能的影响。 功耗分析： 介绍动态功耗和静态功耗的计算模型，以及如何在设计阶段通过选择不同的逻辑单元（如低功耗单元）或引入时钟门控（Clock Gating）技术来主动管理功耗。 --- 总结 《数字集成电路设计与Verilog高级应用》不是一本基础的Verilog语法手册，而是面向希望在现代ASIC/SoC设计领域深耕的工程师和高级学生的参考书。本书通过详尽的工程实践案例和对性能瓶颈的深入剖析，指导读者掌握将功能需求转化为高效、可制造且可验证的数字硬件电路的关键技能。内容涵盖了从架构选择到最终签核准备的整个高质量数字IC设计流程中的核心技术与陷阱规避策略。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆