集成电路设计

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出版者:电子工业
作者:王志功
出品人:
页数:264
译者:
出版时间:2006-11
价格:24.50元
装帧:
isbn号码:9787121032271
丛书系列:
图书标签:
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具体描述

建筑结构设计实用手册 第一章 绪论:结构设计的基石与时代要求 本手册旨在为土木工程、结构工程领域的专业人士、高校师生提供一套全面、深入且极具实践指导性的结构设计参考资料。我们深知,建筑结构设计不仅是一门严谨的科学,更是一门艺术,它承载着保障人民生命财产安全的重任,同时也体现着工程技术的创新与美学追求。 本章首先回顾了建筑结构设计理论的演变历程,从早期的经验公式到当代的概率极限设计理论,强调了结构安全、适用性与耐久性的核心地位。随后,详细阐述了当前国家及国际主流设计规范(如中国《建筑结构荷载规范》、《混凝土结构设计规范》、《钢结构设计规范》等)的核心精神与基本框架。我们特别关注了新一代规范在抗震设计、防火设计以及可持续性设计方面的最新要求,引导读者建立起与时俱进的设计思维。内容涵盖了结构设计的基本步骤、设计文件的编制要求,以及工程实践中常见的设计理念冲突与解决策略。 第二章 荷载与作用:结构分析的基础数据 准确的荷载取值是结构设计的第一道关卡。本章系统地梳理了作用于建筑结构上的各类荷载,并提供详尽的取值依据和组合方法。 恒荷载与活荷载: 详细分析了各类楼板、墙体、屋面构造的恒荷载取值,并根据不同使用功能(办公、居住、图书馆、厂房等)给出了现浇混凝土、预制板、轻钢屋面等结构的活荷载标准值及折减系数。 水平荷载: 重点阐述了风荷载和地震作用的计算。风荷载部分深入解析了风压的确定、阵风效应、高度变化系数以及局部风压系数的应用。地震作用部分,则详细解释了反应谱法与时程分析法的适用条件、场地类别对地震动参数的影响,以及如何根据规范进行水平地震作用的调整与验算。 特殊荷载与作用: 涵盖了雪荷载、温度作用、地基不均匀沉降、施工荷载等特殊情况的分析方法。尤其对温度应力的计算进行了图文并茂的讲解,提供了简化计算模型与精确计算模型的对比。 荷载组合与设计值: 严格按照现行规范,系统列举了不同工况下(基本组合、偶然组合)的荷载设计值和组合系数,确保设计满足强度、稳定性和使用极限状态的要求。 第三章 结构材料性能与本构关系 结构材料是工程实体的心脏。本章聚焦于结构设计中最常用的材料——钢筋混凝土、预应力混凝土和结构钢材的性能研究。 混凝土材料科学: 深入剖析了混凝土强度等级、工作性、耐久性(抗冻融、抗渗、抗碳化)之间的内在联系。详细介绍了水灰比、骨料级配对力学性能的影响,并提供了不同环境类别下混凝土的配合比设计指导原则。 钢材性能: 涵盖了碳素结构钢、低合金结构钢、高强钢的力学性能指标、屈服平台效应以及疲劳性能。特别强调了钢材在不同温度下的性能衰减规律。 本构关系与应力-应变曲线: 详尽阐述了材料在弹性、弹塑性阶段的本构模型。对于混凝土,重点讨论了受压和受拉的应力-应变曲线模型;对于钢材,则区分了理想弹塑性模型与考虑屈服台阶的精细模型。同时,介绍了纤维模型在非线性分析中的应用。 第四章 混凝土结构设计与优化 本章是结构设计实践的核心内容,详细指导读者完成从构件设计到整体结构抗震设防的全过程。 基本构件设计: 梁设计: 包含了普通钢筋混凝土梁的抗弯、抗剪承载力计算,重点解析了T形梁和L形梁的有效受压翼缘确定。预应力混凝土梁的设计部分,详细介绍了先张法和后张法的应力计算、锚固损失的估算以及预应力损失的长期效应分析。 板设计: 涵盖单向板、双向板(板柱结构)的弯矩计算,并引入了塑性铰理论在极限承载力评估中的应用。 柱设计: 阐述了轴心受压、偏心受压柱的配筋设计,特别是长细比对构件稳定性的影响,以及在不同地震作用下柱脚和柱顶的构造要求。 结构整体稳定性与抗震设计: 整体稳定: 讲解了二阶效应(P-Δ效应)的分析方法与控制措施,强调了侧向支撑刚度的重要性。 抗震设计: 深入探讨了抗震的基本概念,包括延性、耗能与冗余度。详细介绍了“强柱弱梁”、“强剪弱弯”的构造原则。对于框架结构和剪力墙结构,提供了水平地震作用下的内力分配、抗震等级的确定以及关键节点的构造加强措施。 第五章 钢结构设计与连接技术 本章聚焦于现代建筑中应用日益广泛的钢结构设计理论与精细化节点处理。 截面与稳定性分析: 详细分类了钢结构截面形式(I型、箱型、H型等),并根据截面抗压、抗弯承载力计算,引入了截面分类标准。重点讲解了压杆的整体失稳(欧拉公式的修正与适用性)、构件的局部失稳控制以及侧向扭转屈曲的验算。 高强度螺栓连接设计: 涵盖了摩擦型连接和承压型连接的设计计算,包括螺栓的间距、边缘距离、预拉力控制。特别对高强度螺栓的疲劳性能提出了设计建议。 焊接结构设计: 讲解了不同焊缝形式(坡口焊、角焊、塞焊)的强度验算。深入分析了焊缝的塑性发展,并强调了对关键节点(如刚性节点、半刚性节点)的细节处理,以确保焊缝的可靠性。 组合结构与节点构造: 介绍了钢-混凝土组合梁、组合剪力墙的设计方法,并提供了典型节点详图,如刚接节点、铰接节点、桁架节点的设计实例分析。 第六章 地基与基础工程设计 基础是结构与岩土的连接点,其设计直接关系到结构的沉降与整体稳定性。 岩土参数获取与地基承载力: 介绍了勘察报告的解读,包括地基承载力的确定方法(承载力特征值与标准值)。阐述了对软土地基、复杂地质条件的特殊处理技术。 基础设计原理: 详细讲解了独立基础、条形基础、筏板基础和箱形基础的设计计算流程。重点分析了地基反力分布的线弹性假设与塑性影响。 抗沉降与差异沉降控制: 强调了对地基变形的预测与控制。对于对差异沉降敏感的结构(如高层建筑、精密仪器用房),提供了优化基础形式和调整结构刚度的设计策略。 深基础设计: 概述了桩基础(摩擦桩、端承桩)的受力分析,包括单桩竖向/水平承载力计算,以及桩身配筋与群桩效应的考虑。 第七章 结构设计中的数字化工具与高级分析 本章面向现代工程实践,介绍结构工程师必须掌握的数字化分析技术。 有限元分析基础: 简要回顾了有限元分析(FEM)的基本原理,重点在于如何正确地对结构进行离散化建模(网格划分、单元选择)。 荷载输入与边界条件: 详细指导如何将复杂荷载(如移动荷载、不均匀温度场)准确导入FEM模型,以及如何设置合理的约束条件以模拟真实的支座情况。 高级分析技术: 探讨了结构动力学分析(模态分析、响应谱分析)的应用,以及非线性分析(几何非线性和材料非线性)在评估结构极限状态中的作用。 附录:常用设计图表与工程实例速查 附录收集了大量在结构设计中经常引用的标准截面特性表、钢筋直径与截面积对照表、混凝土强度等级对应参数表。此外,精选了数个典型的结构工程案例(如大跨度屋盖、超高层建筑核心筒),展示了从概念设计到施工图深化全过程的决策过程。 通过全面覆盖从材料到整体分析、从传统设计到先进技术的知识体系,本手册致力于成为结构工程师在实际工作中不可或缺的工具书。

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这本《集成电路设计》在内容深度和广度上,都远远超出了我的预期。我之前也看过不少关于数字信号处理(DSP)在IC设计中应用的资料,但很多都比较碎片化,缺乏系统性。这本书的DSP章节,简直是为我量身定做的。它从最基础的采样理论、量化噪声讲起,然后深入到数字滤波器(FIR、IIR)、FFT算法、CORDIC算法等核心内容。作者在讲解这些算法时,不仅给出了数学原理,还重点介绍了如何在硬件上实现这些算法,比如如何用流水线技术提高吞吐量,如何用资源共享技术降低面积。它还详细讲解了DSP处理器(DSP Processor)的架构和指令集,让我对DSP在嵌入式系统中的应用有了更深的认识。我特别欣赏的是,它还结合了一些实际的DSP应用案例,比如音频处理、图像处理等,让我能够看到这些理论知识是如何转化为实际产品的。对于从事DSP算法开发或者数字信号处理IC设计的工程师来说,这本书绝对是一本不可或缺的宝典。

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这本书在内容编排和逻辑结构上,给我留下了深刻的印象。我尤其喜欢它在讲解组合逻辑电路和时序逻辑电路时,先是分别进行详细的分析,然后再将它们有机地结合起来,进行更复杂的系统级设计。作者在引入触发器、寄存器、计数器等基本时序单元时,讲解得非常清晰,并且详细解释了它们在时序逻辑中的作用。我最佩服的是,它在讲解状态机(Finite State Machine)的设计时,从状态的定义、状态转移图的绘制,到HDL代码的实现,都做了非常详尽的演示,并且分析了不同状态机编码方式的优缺点。这对于我理解和设计复杂的控制逻辑非常有帮助。书中还涉及了一些关于时序违例(Timing Violation)的分析和调试方法,这些都是我们在实际设计中经常会遇到的问题。它给出的解决思路和调试技巧,非常实用,能够帮助我们快速定位和解决问题。总而言之,这本书在逻辑清晰度和知识循序渐进方面做得非常出色,是一本非常适合系统学习和深入理解数字逻辑设计的优秀教材。

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我对这本书的评价可以说是非常高了,尤其是在它对于可靠性设计和验证方面的论述,让我印象深刻。在我的知识体系里,之前对芯片的可靠性问题了解不多,总觉得只要电路功能实现就够了。但是,这本书让我看到了芯片在实际运行过程中可能遇到的各种挑战,比如电源电压波动、温度变化、工艺老化等等,以及这些因素对电路性能的影响。作者非常详细地讲解了如何进行故障注入(Fault Injection)、如何设计纠错码(ECC)、如何进行可靠性仿真(Reliability Simulation)等等。它还介绍了一些先进的可靠性技术,比如冗余设计、自修复电路等,这些让我大开眼界。而且,书中还提到了很多关于功耗和时序约束下的可靠性问题,这都是在实际设计中需要重点考虑的方面。读完这本书,我感觉我对芯片的“健康”有了更深的理解,也意识到了在设计过程中,如何从一开始就考虑可靠性,避免后期出现无法挽回的问题。这对于提升芯片的品质和寿命,具有非常重要的意义。

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让我惊艳的是,这本书在讲解版图设计(Layout Design)和物理验证(Physical Verification)方面,竟然如此细致和深入!我之前以为版图设计只是画画图,但这本书让我认识到,它是一门非常精密的艺术,也是一门严谨的工程。作者从CMOS器件的物理结构讲起,然后详细介绍了各种版图设计规则(DRC),比如金属层的间距、接触孔的大小等等,以及这些规则对电路性能和可靠性的影响。它还详细讲解了版图的工艺流程,以及如何进行版图的优化,以达到最小的面积、最快的速度和最低的功耗。更重要的是,这本书还深入讲解了物理验证的各个方面,比如DRC检查、LVS(Layout Versus Schematic)检查、寄生参数提取(Parasitic Extraction)等等。它还提到了如何进行功耗网表(Power Netlist)的生成和检查,以及如何进行时序签核(Timing Sign-off)。这些内容对于确保芯片的制造成功率和性能达标至关重要。这本书简直就是一本版图设计的“葵花宝典”,让我在这个领域受益匪浅。

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我对这本书的评价可以说是非常之高,它在讲解先进的IC设计技术方面,表现出了卓越的前瞻性和深度。我特别欣赏它对于低功耗设计(Low-Power Design)的全面阐述。书中不仅介绍了各种功耗降低的策略,比如动态电压频率调整(DVFS)、时钟门控(Clock Gating)、电源门控(Power Gating)等,还详细讲解了如何在RTL设计和物理设计阶段实现这些技术。它还深入探讨了功耗分析(Power Analysis)和功耗优化(Power Optimization)的各种方法,以及如何在设计过程中进行功耗的建模和仿真。此外,这本书还涉及了一些前沿的IC设计技术,比如3D IC、Chiplet技术,以及如何在这种新的架构下进行设计和集成。它还提到了人工智能(AI)在IC设计中的应用,比如AI辅助的布局布线、AI驱动的功耗预测等,这些都让我看到了IC设计未来的发展方向。这本书不仅让我了解了当前的先进技术,更让我对未来的IC设计充满了期待。

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作为一名已经有几年数字IC设计经验的老兵,我拿到这本《集成电路设计》时,起初并没有抱太大的期望,毕竟市面上的教材层出不穷。然而,这本书却给了我不少惊喜。它在后端设计流程方面的讲解,尤其是物理设计部分,做得非常扎实。作者对版图设计规则(DRC)、连接规则(LVS)、布局(Placement)、布线(Routing)等关键环节的阐述,细致入微,并且结合了大量的实际案例。我特别欣赏它关于时钟树综合(CTS)和功耗分析(Power Analysis)的章节,讲解得非常透彻,而且给出了不少优化建议,这对于我们控制芯片功耗和信号完整性至关重要。书里还提到了静态时序分析(STA)的一些高级技巧,以及如何处理信号耦合、串扰等问题,这些都是我在实际工作中经常遇到的痛点,通过这本书,我得到了很多新的启发和解决思路。它还对工艺制程和设计流片过程中的一些细节进行了介绍,让我对整个IC设计生命周期有了更全面的认识。对于有一定基础的设计者来说,这本书绝对可以作为一本非常有价值的参考手册,能够帮助你提升在后端设计领域的专业技能,解决实际项目中的难题。

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我必须得说,这本书在讲解CMOS电路基础知识的时候,真是太到位了!之前我看过一些关于模拟IC设计的书,很多都直接跳到了op-amp的分析,让我看得云里雾里。这本书不一样,它从MOSFET的物理结构和工作原理讲起,非常详细地解释了NMOS和PMOS的特性,以及它们在不同工作区下的行为。我特别喜欢它关于阈值电压、跨导、输出电阻这些关键参数的推导过程,作者写得非常清晰,每一步都有严谨的数学推导,但又不至于让人感到枯燥。而且,书里用了大量的图表来辅助说明,比如沟道长度调制效应、亚阈值导电等等,这些都通过非常直观的图形展示出来,让我一下子就理解了那些抽象的物理现象。它还详细讲解了CMOS反相器、传输门、多路选择器等基本构建模块的设计和分析,让我对这些基本单元的功能和特性有了深刻的认识。更重要的是,这本书还涉及了一些模拟电路的设计,比如差分放大器、电流镜等,虽然篇幅不算特别多,但讲解得很精炼,让我看到了CMOS技术在模拟电路设计中的巨大潜力。这本书对于我理解后续更复杂的模拟电路设计,打下了坚实的基础,绝对是模拟IC设计领域的入门必读。

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这本《集成电路设计》简直是我的救星!我之前对数字逻辑设计一直是一知半解,接触了不少资料,但总感觉抓不住核心,理解起来断断续续,就像在迷雾中摸索。直到我拿到这本厚实的书,我才真正体会到什么叫做“拨云见日”。作者的叙述方式太舒服了,他不是那种上来就堆砌公式、概念的学者派,而是循序渐进,从最基础的概念讲起,比如逻辑门的工作原理,如何用最简单的晶体管搭建出最基本的门电路,然后一步步过渡到更复杂的组合逻辑和时序逻辑。他使用的例子都非常贴切,而且配有清晰的图示,我甚至可以跟着书上的步骤,在脑海里或者草稿纸上勾画出电路的实现过程。尤其让我印象深刻的是关于时序逻辑的部分,他用生动形象的比喻解释了时钟信号的作用,以及如何避免竞争冒险等关键问题,让我茅塞顿开。以前觉得时序分析是件很抽象的事情,现在感觉就像在和电路对话一样,我能理解它的“思考”过程。而且,书里还涵盖了一些实际的设计流程,比如如何进行逻辑综合,如何优化电路的面积和功耗,这对于我们这些刚入门的工程师来说,简直是宝贵的经验之谈。我感觉这本书不仅教会了我“是什么”,更教会了我“为什么”和“怎么做”。我强烈推荐给所有对集成电路设计感兴趣,或者正在学习相关课程的同学,这绝对是一本能够让你从“小白”变成“准高手”的垫脚石。

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这本书的内容质量可以说是非常惊艳了,它并没有像其他很多教材一样,仅仅停留在理论层面,而是把理论和实践完美地结合在了一起。我最欣赏的一点是,作者在讲解每一个设计概念时,都会引用实际的工业界设计方法和流程,并且提供了大量的代码示例。比如说,在讲解Verilog HDL语言的时候,它不仅仅是介绍语法,而是通过实际的模块设计,比如状态机的实现、FIFO的设计,让我能够真正理解如何用HDL语言来描述硬件,如何进行仿真验证。它还深入探讨了逻辑综合的优化策略,以及如何编写可综合的代码,这一点对于初学者来说尤为重要,可以避免走很多弯路。书中关于FPGA和ASGIC设计流程的对比分析,也让我受益匪浅,让我对不同平台的特点和优势有了更清晰的认识。我甚至觉得,这本书不仅仅是一本技术书籍,更像是一位经验丰富的设计师在手把手地教你如何进行实际的IC设计。对于想要快速上手实际项目的设计者来说,这本书绝对是不可多得的宝藏。

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这本书在讲解微处理器(Microprocessor)和嵌入式系统(Embedded System)的设计方面,给我留下了深刻的印象。我一直对CPU的内部结构很好奇,这本书就为我揭开了神秘的面纱。作者从最基础的指令集架构(ISA)讲起,比如RISC和CISC的区别,然后深入到CPU的流水线(Pipeline)设计,包括指令预取、译码、执行、写回等各个阶段。它还详细讲解了CPU的缓存(Cache)机制,以及如何通过缓存来提高访问速度。书中还涉及了总线接口、中断控制器、DMA控制器等嵌入式系统中常见的IP核,让我对整个系统的构成有了更全面的认识。我最喜欢的是,它在讲解嵌入式系统设计时,不仅仅停留在硬件层面,还深入到软件和硬件的协同设计,以及操作系统(Operating System)在嵌入式系统中的作用。它还给出了不少关于嵌入式系统功耗管理、实时性保证等方面的设计技巧。对于想要深入了解微处理器和嵌入式系统设计,或者正在进行相关项目开发的工程师来说,这本书绝对是极具价值的参考资料。

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