Digital Logic Testing and Simulation pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Miczo, Alexander

出品人:

页数:696

译者:

出版时间:2003-7

价格:1281.00 元

装帧:HRD

isbn号码:9780471439950

丛书系列:

图书标签:

数字逻辑测试
数字电路仿真
VLSI测试
电路验证
FPGA测试
ASIC测试
测试方法学
故障建模
自动测试模式生成
时序仿真

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具体描述

Your road map for meeting today's digital testing challenges Today, digital logic devices are common in products that impact public safety, including applications in transportation and human implants. Accurate testing has become more critical to reliability, safety, and the bottom line. Yet, as digital systems become more ubiquitous and complex, the challenge of testing them has become more difficult. As one development group designing a RISC stated, "the work required to ...test a chip of this size approached the amount of effort required to design it." A valued reference for nearly two decades, Digital Logic Testing and Simulation has been significantly revised and updated for designers and test engineers who must meet this challenge. There is no single solution to the testing problem. Organized in an easy-to-follow, sequential format, this Second Edition familiarizes the reader with the many different strategies for testing and their applications, and assesses the strengths and weaknesses of the various approaches. The book reviews the building blocks of a successful testing strategy and guides the reader on choosing the best solution for a particular application. Digital Logic Testing and Simulation, Second Edition covers such key topics as: Binary Decision Diagrams (BDDs) and cycle-based simulation Tester architectures/Standard Test Interface Language (STIL) Practical algorithms written in a Hardware Design Language (HDL) Fault tolerance Behavioral Automatic Test Pattern Generation (ATPG) The development of the Test Design Expert (TDX), the many obstacles encountered and lessons learned in creating this novel testing approach Up-to-date and comprehensive, Digital Logic Testing and Simulation is an important resource for anyone charged with pinpointing faulty products and assuring quality, safety, and profitability.

深入理解数字电路设计与验证的基石：面向现代半导体行业的系统级方法本书聚焦于当前快速发展的集成电路（IC）和系统级芯片（SoC）设计领域，致力于提供一套全面、实用的方法论，用以指导工程师如何从需求定义阶段开始，构建出高性能、低功耗且极易验证的数字系统。本书不涉及特定于测试向量生成或仿真工具链的细节，而是将重点放在系统架构、设计流程的规范化以及高质量硬件描述语言（HDL）的编写艺术上。 --- 第一部分：现代数字系统架构与设计范式转型本部分首先回顾了数字系统设计从传统门级逻辑向高级抽象层次（Architecture Level）演进的历史驱动力。我们深入探讨了摩尔定律放缓背景下，系统级优化成为性能提升关键的必要性。 1.1 从 RTL 到系统：抽象层次的权力转移我们将详细分析不同抽象层次（算法、系统、寄存器传输级RTL）的设计权衡。重点阐述了如何在高层次上进行性能预算和功耗估算，从而避免在后端实现阶段发现不可弥补的设计缺陷。内容涵盖了基于指令集架构（ISA）的早期验证策略，以及如何通过抽象模型（如 C/C++ 或 SystemC）来加速早期反馈循环。 1.2 模块化与接口定义：构建可维护的复杂系统现代SoC的复杂度要求极高的模块化设计。本章细致讲解了如何遵循清晰的接口规范（Interface Protocol Definition）来解耦设计团队的工作。我们将研究诸如 AMBA 协议族（AXI、ACE等）的概念模型，强调在RTL编写之前，必须精确定义信号的时序、握手机制和错误处理模式。我们将探讨基于协议定义的自顶向下（Top-Down）设计流程，确保跨越多个功能模块的数据流是稳定和可预测的。 1.3 低功耗设计策略的系统级考量功耗不再是后端布线的附加项，而是系统架构的固有属性。本章将超越简单的时钟门控（Clock Gating），探讨更高级的电源管理技术。这包括：电源域划分（Power Domain Partitioning）：如何根据功能和时序要求将芯片划分为独立的电压区域。动态电压和频率调整（DVFS）的架构实现：设计控制逻辑和状态保存机制，以支持运行时功耗优化。静电功耗（Leakage Power）的预测与缓解：如何在架构层面选择合适的阈值电压（Threshold Voltage）组合。 --- 第二部分：高质量硬件描述与形式化方法应用高质量的HDL代码是后续所有验证和实现工作的基础。本部分着重于如何编写清晰、综合友好且易于维护的Verilog/VHDL代码，并介绍利用形式化工具辅助设计验证的原理。 2.1 结构化HDL的艺术：可读性与综合性本章剖析了常见的“坏习惯”代码及其对综合工具和后续调试的负面影响。我们将详细讨论：组合逻辑与时序逻辑的分离：如何使用明确的`always_comb`和`always_ff`结构，避免在组合逻辑中意外引入锁存器（Latches）。参数化设计（Parameterization）：使用`parameter`和`localparam`来构建可重用的IP核，并通过层次结构清晰地管理这些配置。避免隐含的时钟和复位：强制所有同步逻辑都必须显式地依赖于主时钟和复位信号，以增强代码的确定性。 2.2 自动生成与高层次综合（HLS）的接口随着HLS工具的普及，理解其输入要求至关重要。本章探讨了如何将C/C++模型转换为可被HLS工具高效映射到硬件资源的RTL代码结构。重点在于数据流的并行化、循环展开的控制，以及如何确保HLS生成的结果与原C模型在功能上保持一致。 2.3 形式化验证的原理与实践：从断言到证明形式化方法提供了一种数学上精确的验证手段，它能够检查所有可能的输入路径，而非仅仅是仿真中覆盖到的路径。本章将介绍：属性规范语言（PSL）/ SystemVerilog Assertions (SVA) 的应用：如何在RTL代码中嵌入时序和安全属性（如互斥性、一致性）。模型检验（Model Checking）的基本概念：理解如何将设计转化为状态机，并使用符号化执行来探索状态空间。属性的驱动与覆盖：强调形式化验证是设计流程的补充，而非替代，它专注于检查关键的并发和安全属性。 --- 第三部分：验证环境的构建与设计流程的固化本部分着眼于如何建立一个健壮的、可扩展的验证基础设施，确保设计在进入物理实现阶段之前达到预期的质量水平。 3.1 验证平台的设计哲学：激励、检查与覆盖本书强调将验证视为一个独立的软件工程任务。我们将深入分析构建一个高效验证平台所需的关键组件：激励生成（Stimulus Generation）：从随机激励到基于场景的定向激励的设计策略。响应检查（Response Checking）：建立独立的检查器来比较DUT的输出与参考模型（Reference Model）的预期结果。覆盖率驱动的收敛：如何定义功能覆盖（Functional Coverage）和代码覆盖（Code Coverage），并将它们整合到回归测试流程中。 3.2 参考模型（Reference Model）的构建与同步在复杂的SoC设计中，一个高层次的、快速执行的参考模型（通常用C++或Python编写）是验证的黄金标准。本章探讨了如何在高层模型和底层RTL之间保持功能同步的挑战，以及如何有效利用模型来引导RTL的开发。 3.3 设计流程的自动化与集成最后，我们讨论了如何将上述所有环节（从架构规格到最终RTL）固化在一个持续集成的（CI）环境中。重点在于自动化脚本和版本控制在管理大型项目中的作用，确保任何对设计或验证环境的修改都能立即触发一系列自动化的构建、功能检查和形式化验证任务。本书的目标读者是经验丰富的数字IC设计师、系统架构师，以及希望提升其设计质量和验证效率的高级电子工程学生。它提供了一个高屋建瓴的视角，指导读者构建能够应对未来半导体行业挑战的复杂数字系统。