EDA与数字系统设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:机械工业

作者:李国丽

出品人:

页数:233

译者:

出版时间:2005-3

价格:32.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787111130710

丛书系列:

图书标签:

• 中国
• EDA
• 数字系统设计
• Verilog
• VHDL
• FPGA
• 数字电路
• 可编程逻辑器件
• 集成电路设计
• 电子设计自动化
• 系统设计

好的，这是一份关于《EDA与数字系统设计》之外的图书简介，字数在1500字左右，内容详细且力求自然： --- 《现代集成电路设计与工艺：从器件到系统》 图书简介 在当今电子信息技术飞速发展的时代，集成电路（IC）作为信息处理的核心单元，其设计与制造工艺的进步直接决定了电子产品的性能边界。本书旨在提供一个全面且深入的视角，探讨现代集成电路从基础器件物理到复杂系统集成的全链路技术。它不仅仅是一本技术手册，更是一本引导读者理解并掌握前沿IC设计与制造哲学的权威参考。 本书的内容架构围绕集成电路的生命周期展开，兼顾了理论深度与工程实践，旨在服务于从高校学生、研发工程师到领域专家的广泛读者群体。我们摒弃了对具体EDA工具的依赖性描述，转而聚焦于驱动这些工具背后的核心物理原理、算法优化和系统架构思想。 第一部分：半导体器件物理与模型 集成电路的基石在于半导体器件。本部分将从量子力学的角度出发，深入剖析MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）的工作机理。我们将详细阐述载流子的输运机制、亚阈值导电、热载流子效应以及短沟道效应的物理根源。不同于传统的教科书仅停留在简化模型层面，本书着重探讨了先进工艺节点下，如FinFET和GAA（Gate-All-Around）结构对器件性能的根本性影响，以及如何构建精确的器件模型以用于仿真验证。 此外，我们还覆盖了非电荷存储器件，例如新兴的存储器技术（如MRAM、RRAM）的基本原理及其在未来系统中的潜在应用。这部分内容强调的是对“为什么器件会这样工作”的深刻理解，为后续的高性能电路设计奠定坚实的物理基础。 第二部分：模拟与混合信号电路设计精要 模拟电路是连接数字世界与物理世界的桥梁，其设计对信噪比、功耗和线性度有着严苛的要求。本部分深入剖析了现代模拟IC设计的核心挑战与解决方案。内容涵盖了运放（Operational Amplifier）的频率补偿策略、低噪声放大器（LNA）的设计技巧，以及电流镜、偏置电路的精细匹配技术。 重点章节在于数据转换器（ADC/DAC）的设计。我们详细分析了SAR（逐次逼近型）、Sigma-Delta以及流水线式ADC的架构优劣，重点讲解了失调（Mismatch）校准、量化噪声整形（Noise Shaping）的理论推导与实际实现。混合信号设计部分探讨了如何有效地隔离模拟和数字电路的噪声耦合问题，以及建立可靠的片上（On-chip）测试和校准框架。 第三部分：高性能数字电路架构与优化 本部分聚焦于现代高性能数字系统的设计范式。我们首先回顾了CMOS逻辑设计的基础，随后迅速过渡到更复杂的时序分析与功耗管理技术。时序优化不再局限于简单的建立/保持时间检查，而是深入探讨了时钟域交叉（CDC）的可靠性机制、异步设计（Asynchronous Design）的原理及其在低功耗/低电磁干扰应用中的优势。 在系统级方面，本书详细阐述了乱序执行（Out-of-Order Execution）单元、分支预测（Branch Prediction）单元的设计权衡。我们将电路的性能指标与指令集架构（ISA）的需求紧密结合，探讨了如何通过精妙的微架构设计来最大化IPC（Instructions Per Cycle）。功耗优化是另一大重点，内容包括动态电压与频率调节（DVFS）、时钟门控（Clock Gating）以及电源门控（Power Gating）在不同抽象层次上的应用实例。 第四部分：高级集成与制造工艺 从电路原理图到最终可制造的芯片，中间存在着复杂的物理实现过程。本部分详细介绍了IC制造工艺的演进。我们将讲解光刻（Lithography）技术如何定义特征尺寸，包括EUV（极紫外光刻）对设计规则的深远影响。薄膜沉积、刻蚀（Etching）技术以及离子注入的控制是实现精确电路布局的关键环节。 互连（Interconnect）网络在先进节点中占据了主导地位，本书用专门的章节分析了RC延迟、电迁移（Electromigration）以及交叉耦合噪声对系统性能的制约。我们将介绍现代后端设计流程中的关键技术，如布局规划（Floorplanning）、全局布线优化以及信号完整性（SI）和电源完整性（PI）的分析方法，确保设计的可制造性（DFM）和高可靠性。 第五部分：可靠性、测试与验证 现代集成电路的复杂性使得验证成为设计周期中最耗时的部分。本书强调了形式化验证（Formal Verification）在证明设计等价性、避免仿真遗漏方面的作用。同时，仿真方法也进行了深入探讨，包括混合仿真（Circuit/Gate Level Simulation）的策略优化。 可靠性是决定芯片长期稳定性的关键因素。本部分涵盖了辐射效应（Single Event Effects, SEE）、ESD（静电放电）防护网络的构建，以及老化效应（Aging Effects）如NBTI和HCI对电路寿命的影响。测试方面，本书介绍了DFT（Design For Testability）的核心技术，如扫描链（Scan Chain）的插入与优化，以及BIST（Built-In Self-Test）在低成本测试方案中的应用。 总结 《现代集成电路设计与工艺：从器件到系统》力求打通理论与实践之间的壁垒，为读者构建一个从硅原子到复杂处理器的完整知识体系。它不只是教授“如何使用”工具，而是深刻揭示“为什么如此设计”背后的科学与工程原理，是致力于在集成电路领域深耕的专业人士不可或缺的参考读物。 ---

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这本书的文字风格非常朴实、直接，几乎没有过多的修饰语，全都是干货。对于我这种急于在项目中解决实际问题的工程师来说，这种风格简直是救星。它很少进行大而空的概括，而是倾向于用具体的公式、图表和代码片段来支撑每一个论点。例如，书中关于竞争冒险（Hazards）的讨论，它不仅指出了问题的存在，还详细对比了不同消除技术的优劣，并附上了相应的逻辑图解，清晰明了，一目了然。唯一让我感到有些吃力的是，某些章节的图示质量，特别是那些涉及版图和物理层面的插图，分辨率和细节度有待提高，这在理解寄生参数对高速设计影响时造成了一定的理解障碍。总而言之，它是一本实用至上的参考书，适合那种习惯于“查漏补缺”和“对照标准”进行设计的专业人士。

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这本书的结构设置很有趣，它似乎在努力平衡理论的广度与深度的矛盾。前半部分对于布尔代数、状态机理论的阐述，严密得如同数学证明，让我仿佛回到了大学课堂，但这种严谨性也意味着阅读体验相对“枯燥”。不过，一旦进入到后半部分的系统级设计和验证流程，内容的精彩度就直线上升了。作者在讲解如何使用仿真工具进行功能验证和时序验证时，用了一种非常贴近工程师日常工作的叙事方式，详细列举了常见的测试平台搭建模式和断言（Assertion）的使用场景。有一点让我感到略有遗憾，那就是对于新兴的设计方法学，比如高层次综合（HLS）的介绍篇幅稍显不足，似乎更侧重于传统RTL设计。如果能增加一些关于系统级建模和性能预测的内容，这本书的覆盖面会更加完整，更能跟上当前SoC设计的趋势。

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这本关于EDA和数字系统设计的书，我断断续续地读了几个月，终于算是有些眉目了。坦白说，刚开始接触这本书时，我有些被那些深奥的术语和复杂的电路图阵住了脚。作者的叙述方式显得颇为严谨，但对于初学者来说，可能需要一些耐心去啃下这些硬骨头。书中对逻辑电路基础的讲解非常扎实，从最基本的门级电路到更复杂的组合逻辑和时序逻辑，都有深入的剖析。尤其是在FPGA和CPLD的应用部分，作者提供了不少实际的案例和设计流程，这对于想将理论付诸实践的读者来说，无疑是一大福音。我特别欣赏它对硬件描述语言（如VHDL或Verilog）的介绍，不仅停留在语法层面，更深入到了如何用这些语言来高效地描述硬件行为。不过，我对其中关于高级综合和布局布线算法的讨论，感觉有些晦涩，可能需要更强的背景知识才能完全领会其精髓。总的来说，这是一本非常适合有一定电子工程基础，希望系统学习数字系统设计流程和EDA工具应用的进阶读物。

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我必须承认，这本书的阅读门槛确实不低。它假设读者已经对电子学和离散数学有了一个坚实的基础，否则，书中频繁引用的各种定理和模型推导会让人感到云里雾里。然而，一旦跨过最初的理解鸿沟，你会发现作者对数字逻辑的深刻洞察力。我特别欣赏作者在处理设计约束和验证覆盖率方面的理念性探讨。他不仅仅是教你如何设置约束文件，更重要的是让你理解为什么某些约束是必需的，以及这些约束如何直接影响到最终芯片的性能和功耗。这种“知其所以然”的教学方法，极大地提升了我对设计整体的把控能力。如果说有什么可以改进的地方，那就是案例的趣味性略显不足，多数例子都围绕着标准的数据通路或控制单元，缺乏一些更具创新性或前沿应用（如AI加速器或特定领域处理器）的参考范例来激发读者的想象力。

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翻开这本书，扑面而来的是一种老派的、注重理论深度的学术气息。它似乎并不急于让你快速上手某个工具，而是试图将数字系统设计的底层原理讲得透彻。书中的章节编排很有逻辑性，从抽象的算法如何转化为具体的硬件实现，每一步都进行了细致的推演。我尤其喜欢它对时序分析和时钟域交叉处理的章节，这些内容在实际工程中往往是导致设计失败的关键点，而这本书给出了相当详尽的排错思路和设计规范。然而，我也发现，在与当前业界主流的、快速迭代的商业工具链结合方面，这本书的例程和截图显得有些陈旧，这让我在尝试复现某些实验时遇到了不少兼容性问题。尽管如此，它所建立的底层思维框架是跨越工具代际的宝贵财富。它更像是一本“内功心法”秘籍，而非“招式大全”，教会你思考为什么，而不是仅仅告诉你怎么做。

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