新型集成电路简明手册及典型应用（下册） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:西安电子科技大学出版

作者:刘畅生

出品人:

页数:540

译者:

出版时间:2005-7

价格:52.00元

装帧:

isbn号码:9787560615394

丛书系列:

图书标签:

• 集成电路
• 新型集成电路
• 电子技术
• 电路设计
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• 下册
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• 半导体
• 电路

《新型集成电路简明手册及典型应用（下册）》内容概述 本书是《新型集成电路简明手册及典型应用》系列中的下册，专注于对集成电路技术的深入剖析、前沿应用实例的详尽阐述，以及面向特定领域解决方案的系统性介绍。作为前册的有力补充和延伸，本册旨在为读者提供一个全面、深入且极具实践指导意义的参考平台，尤其侧重于复杂系统集成、高性能设计以及新兴技术在实际工程中的落地。 全书内容结构严谨，逻辑清晰，涵盖了从基础单元到复杂系统的多个层次，力求在有限的篇幅内，最大限度地展现当代集成电路技术的核心要义和发展方向。 --- 第一部分：高级数字集成电路设计与优化 本部分着重探讨了当前主流数字集成电路设计流程中的关键瓶颈和先进优化技术，特别是针对大规模、高速度、低功耗场景的设计策略。 1. 超大规模集成电路（VLSI）后端设计流程精进 物理设计与布局布线的高级考量： 详细分析了寄生参数提取（SPEF/RSPF）对时序签核的影响，以及在先进工艺节点（如7nm及以下）中，对金属层堆叠、电迁移（Electromigration, EM）和静电放电（ESD）防护网络的精细化处理方法。讨论了基于机器学习的快速布局规划算法的原理和工程应用。 时序收敛与动态功耗管理： 深入剖析了亚阈值泄漏（Subthreshold Leakage）的增加对静态功耗的挑战。介绍了一种基于时钟门控（Clock Gating）与电源门控（Power Gating）的混合动态/静态功耗优化方法，并给出了在异步电路设计中，如何利用时钟域跨越（CDC）模块确保数据完整性的工程实践案例。 设计验证（Verification）的深化： 侧重于形式验证（Formal Verification）在复杂功能模块中的应用，包括等价性检查（EC）和属性规范检验（Model Checking）。同时，对基于场景的随机验证（Constrained Random Verification）环境搭建，以及使用SystemVerilog/UVM的先进验证方法进行了详细论述。 2. 专用处理器架构与加速器设计 领域特定架构（DSA）概述： 比较了通用处理器（CPU）、图形处理器（GPU）与专用计算加速器（如FPGA、ASIC）在处理特定算法（如卷积神经网络、信号处理）时的性能与能效差异。 张量处理单元（TPU）的核心结构： 详细解析了现代AI芯片中，矩阵乘法累加（MAC）单元阵列的组织方式、数据流控制和片上内存（Scratchpad Memory）的管理策略，以最大化吞吐量。 流水线与并行化策略： 探讨了指令级并行（ILP）、数据级并行（DLP）以及任务级并行（TLP）在多核异构处理器中的有效结合，并给出了解决数据依赖和同步问题的具体硬件实现方案。 --- 第二部分：高性能模拟与混合信号集成 本部分聚焦于现代系统对高精度、高速度模拟前端的需求，重点介绍关键模拟模块的设计挑战与解决方案。 3. 高速数据转换器（ADC/DAC）的设计 流水线式ADC的非线性补偿： 深入分析了多级流水线结构中，各级增益单元和量化器的失配问题，以及如何通过数字后处理技术（如MDNDR）进行校准，以提升信噪比（SNR）和有效位数（ENOB）。 Sigma-Delta ($SigmaDelta$) 调制器的高阶实现： 阐述了高阶$SigmaDelta$调制器在超高分辨率应用（如音频和精密传感）中的设计，包括环路滤波器（Loop Filter）的拓扑选择（如CT或DT结构）和抖动（Jitter）对性能的影响。 高速DAC的线性化技术： 探讨了单位元非线性（INL/DNL）的来源，并详细介绍了电流舵（Current Steering）DAC结构中，用于补偿器件失配的动态元素匹配（DEM）技术。 4. 低噪声与高线性度射频前端电路 低噪声放大器（LNA）的设计优化： 分析了LNA的噪声系数（NF）与输入阻抗匹配之间的权衡关系，重点介绍了基于反馈结构的LNA（如Shunt-Feedback）在提升线性度（$P1dB$）方面的优势。 混频器与频率合成： 详细介绍了基于开关混频器（Switching Mixer）的设计，以及如何通过提高本振（LO）驱动强度来抑制互调失真（IMD）。对于频率合成部分，重点阐述了锁相环（PLL）中压控振荡器（VCO）的设计、电荷泵（Charge Pump）的失配校正，以及如何通过分频器（Divider）和鉴相器（PD）的改进来降低相位噪声。 --- 第三部分：集成电路可靠性与先进封装技术 本部分涵盖了确保芯片在严苛环境下长期稳定运行的关键技术，以及面向未来系统集成的新型封装方案。 5. 电路可靠性与电磁兼容性（EMC） 工艺器件的可靠性分析： 探讨了负偏压晶体管老化（NBTI）、热载流子注入（HCI）等对电路寿命的影响模型。并介绍了通过冗余设计和错误检测与纠正（EDAC）机制来提升存储器和逻辑电路的可靠性。 片上电磁兼容性（On-Chip EMC）： 分析了电源网络噪声（$PVT$）对敏感模拟电路性能的影响。重点讨论了去耦电容（Decoupling Capacitors）的有效布局、电源轨的划分（Power Rail Isolation）以及衬底噪声的抑制技术。 6. 先进封装与系统级集成（SiP/SoC） 2.5D/3D 芯片堆叠技术： 详细介绍了硅中介层（Silicon Interposer）的设计与制造，以及通过硅通孔（TSV）实现的垂直互连技术。对比了无源中介层和有源中介层在解决I/O带宽和功耗瓶颈上的差异。 Chiplet 架构与异构集成： 讨论了如何将不同工艺节点和功能的“Chiplets”（如I/O Die、Logic Die、Memory Die）通过先进封装技术组合成一个高性能系统级芯片（SoC）。重点解析了片间接口（如UCIe标准）的物理层和协议层设计。 热管理与散热设计： 鉴于高密度集成带来的散热挑战，本节探讨了基于微流体通道（Microfluidic Cooling）和导热垫（Thermal Interface Materials, TIMs）的片级热界面管理方案，确保芯片在极限工作状态下的温度稳定。 --- 第四部分：面向特定领域的应用实例 本部分通过几个高价值的工程应用案例，展示了前述理论和技术在实际产品中的集成应用。 7. 高精度工业控制与传感接口 高分辨率光电编码器接口： 介绍了一种结合了高速ADC、数字信号处理（DSP）模块和专用SPI/EtherCAT接口的定制IC设计，用于实现对旋转编码器信号的亚微度角度测量和实时反馈。 多通道数据采集系统（DAQ）： 阐述了如何设计一个低串扰、高同步性的多通道同步采样前端，确保在医疗成像或高精度测试设备中，所有通道数据的时间精度和幅值精度一致性。 8. 边缘计算与低功耗物联网（IoT）芯片 事件驱动型传感器接口： 介绍了超低功耗（Ultra-Low Power, ULP）事件驱动型电路的设计哲学，包括使用亚阈值偏置的传感器接口电路，以及如何通过片上事件检测器在不唤醒主处理器的情况下，仅消耗纳瓦级功耗完成数据预处理。 安全启动与物理不可克隆函数（PUF）： 探讨了在物联网安全芯片中集成硬件信任根（RoT）的重要性，详细介绍了基于制造工艺变异的PUF技术如何生成不可预测的密钥，并用于安全启动和数据加密的初始化过程。 --- 本书通过对这些前沿且实用的主题进行系统性梳理与深入讲解，旨在帮助读者从理论走向实践，掌握当前集成电路设计领域中最具挑战性和创新性的技术方向，为系统集成和产品开发提供坚实的参考基础。

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这本书的排版和装帧设计简直是一场视觉上的折磨。拿到手的时候，我就感觉到了那种廉价纸张特有的粗糙感，翻页的时候都能听到轻微的沙沙声，让人联想到那种上世纪八十年代的教材。更要命的是，字体选择和行间距的设置完全没有考虑到读者的阅读体验。那些密密麻麻的公式和图表，挤在一起，像是被强行塞进了一个过小的盒子里。你得眯着眼睛，甚至得拿着放大镜才能勉强辨认出那些小得可怜的符号，尤其是在处理那些复杂的电路图时，线条的粗细和颜色的对比度极差，经常让人分不清哪根线是信号线，哪根又是地线。对于一个需要快速检索信息的工程师来说，这种设计简直是灾难性的效率杀手。我不得不承认，光是试图在这么糟糕的物理呈现下找到我需要的那一页信息，就已经消耗了我大量的耐心和精力，真不知道设计者在制作这本书时，有没有真正站在一个需要长期使用工具书的专业人士的角度去考虑过实际操作中的种种不便和痛苦。

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对于一本旨在成为“简明手册”的参考书来说，这本书在关键术语和公式推导的准确性方面，表现得非常不稳定，甚至可以说是有一些令人不安的错误。我发现了好几个地方，涉及到了反馈控制环路的稳定性判据的描述上存在细微的笔误，虽然对于经验丰富的专家来说，可能一眼就能看穿并自行修正，但对于初学者来说，这些看似微小的错误却可能导致对底层原理的根本性误解，甚至在后续的仿真中引入无法追踪的Bug。更令人担忧的是，一些重要的公式推导过程被完全省略了，仅仅给出了最终结果，这让人无法验证其推导的严谨性，也无法理解这些结论是如何得出的。这种对准确性的轻视，在一个需要绝对精确性的电子工程领域，是完全不能被接受的，它极大地削弱了这本书作为一本可靠参考资料的可信度。

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这本书的内容深度和广度上都显得有些力不从心，更像是一本经过简单筛选的“微型百科全书”，而不是一本严谨的“手册”。它似乎试图在一本书里涵盖太多的领域，结果却是每处都浅尝辄止，没有真正深入到任何一个核心技术点。比如，当涉及到最新的CMOS工艺节点时，书里给出的描述还是停留在几年前的技术基准上，很多关键的性能参数和设计权衡的细节都缺失了。当你尝试根据书中的理论去指导实际的版图设计或者进行精确的仿真验证时，你会发现，光有这些宏观的概念是远远不够的，你需要的那些关于寄生效应处理、ESD保护机制的实战经验和最新的行业标准，这本书里根本就没有提供。它更适合完全没有接触过集成电路设计的新手做一次非常初步的了解，但对于有一定经验、期望能解决实际工程难题的同行来说，它提供的价值非常有限，读完之后，你很可能还需要再找另外五六本更专业的参考书来填补这些关键的知识空白。

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从逻辑组织和章节衔接的角度来看，这本书的结构组织显得非常混乱，仿佛是把不同作者在不同时间写下的零散笔记强行拼凑在了一起。相邻的章节之间缺乏必要的过渡和呼应，内容跳跃性极大，经常出现同一个概念在不同的地方以不同的解释被提及，这让读者在建立完整知识体系的过程中感到极度困惑。例如，前一章还在讨论特定晶体管的阈值电压调整技术，下一章却突然跳跃到了某个特定封装的热管理方案，两者之间几乎没有逻辑上的桥梁。我不得不频繁地在书的前后部分来回翻阅，试图弄清楚作者到底想构建一个什么样的知识脉络。这种不连贯性极大地阻碍了学习的流畅性，使得任何试图系统性学习其中某个模块的努力都变得异常艰难和低效，它完全不像一本经过精心编排的专业工具书应该有的样子。

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这本书的案例分析部分简直是形同虚设，如果说这是为了展示“典型应用”，那这些“典型”的例子也未免太过脱离实际，缺乏说服力。案例的选择似乎是基于作者能够最快找到的、最容易解释的教科书式范例，而不是当前行业内真正面临的、具有挑战性的设计难题。举个例子，它展示的那个滤波器设计，其指标参数低得可怜，放在今天的物联网设备上恐怕连基本功能都无法满足，更别提那些对功耗、噪声和集成度有极高要求的现代系统了。阅读这些案例，我感觉自己像是在看一个已经被淘汰的博物馆展品，而不是学习如何解决当前工程师每天都在面对的实际问题。如果作者不能提供一些在实际流片中遇到的、经过市场验证的、具有一定复杂度和优化深度的案例，那么这部分内容就失去了作为“应用指南”的核心价值。

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