具体描述
好的，以下是一本名为《Digital Electronics》的图书的详细内容简介，此简介将专注于介绍该书不包含的内容，以满足您的要求。 --- 《Digital Electronics》 本书内容聚焦于理论基础与核心实践，但请注意，本卷的撰写视角特意避开了以下几个关键领域，读者在深入研究数字电子学时，应将这些主题视为后续或并行学习的范畴： 第一部分：高阶系统级设计与架构 本书的探讨止步于标准逻辑门、组合电路和时序电路的原理验证层面，因此，以下关于大型系统构建和架构层面的内容，均不在本书的讨论范围之内： 1. 复杂可编程逻辑器件（CPLD/FPGA）的内部结构与高级硬件描述语言（HDL）应用： FPGA/CPLD 内部结构解析： 本书不会深入讲解查找表（LUT）、锁相环（PLL）、分布式RAM、嵌入式DSP模块或高速收发器（SerDes）的详细工作原理和配置方法。对于如何对这些特定硬件资源进行映射和优化，本书不做探讨。 VHDL/Verilog/SystemVerilog 的高级综合与验证： 关于如何使用这些语言编写复杂的模块级（Module-level）或系统级（System-level）的同步或异步设计，特别是涉及约束文件（XDC/SDC）、时序分析（Static Timing Analysis, STA）以及覆盖率驱动的验证平台（如UVM/OVM）的构建，本书完全不涉及。读者需要查阅专门的硬件描述语言和数字后端设计的专业书籍。 高层综合（HLS）： 将C/C++代码直接编译为RTL的自动化流程，以及在此过程中涉及的指令级并行性（ILP）优化、数据流分析等技术，均不包含在本卷内容中。 2. 微处理器（Microprocessor）与嵌入式系统（Embedded Systems）的系统级集成： CPU 架构的深入剖析： 本书不会涵盖流水线（Pipeline）技术（如五级、超标量）、分支预测机制（如BTB）、缓存一致性协议（Cache Coherence Protocols，如MESI）、内存管理单元（MMU）或虚拟内存管理的概念。这些属于计算机体系结构（Computer Architecture）的范畴。 操作系统与硬件交互： 关于中断控制器（Interrupt Controller）的配置、特权级（Privilege Levels）、设备驱动程序（Device Drivers）的编写，以及操作系统内核如何与底层数字逻辑交互的细节，本书不做涉及。 SoC（System-on-Chip）设计流程： 涉及总线协议（如AXI、AHB、APB）、IP核的集成、电源管理单元（PMU）的数字控制部分，以及整个SoC的验证和物理实现流程，均不属于本书的讨论范围。 第二部分：模拟与混合信号接口 本书的核心关注点是理想或近理想的数字域（0和1的离散世界）。因此，与真实世界物理信号连接的边界部分，将不会被深入探讨： 1. 模数转换器（ADC）与数模转换器（DAC）的内部设计与参数： 转换器原理： 本书不讲解电荷泵、电流舵DAC的精细设计、Sigma-Delta调制器的高阶噪声整形技术，或逐次比较型ADC（SAR ADC）的开关电容阵列优化。 关键性能指标的深入分析： 对于有效位数（ENOB）、信噪比（SNR）、总谐波失真（THD）、杂散（SFDR）的精确计算与优化方法，本书不作涉及。这些是模拟电路设计和信号处理的范畴。 2. 接口标准与物理层协议： 高速串行通信物理层： 涉及差分信号传输、阻抗匹配、眼图（Eye Diagram）分析、时钟数据恢复（CDR）电路、均衡技术（如DFE/FFE）的设计原理，均不在本书覆盖的数字逻辑范围之内。 标准总线协议的详细实现： 例如，PCIe、USB、Ethernet等协议中，物理层（PHY Layer）的编码、冲突检测、握手机制的底层模拟实现细节，本书将不予讨论。 第三部分：高级器件物理与制造工艺 本书的重点在于利用既定的逻辑门和触发器进行功能实现，对支撑这些器件的半导体物理学和制造过程则不进行探讨： 1. 半导体器件物理学基础： 晶体管工作理论： 不深入讨论MOSFET的亚阈值传导、载流子迁移率、短沟道效应、阈值电压的温度依赖性等深层半导体物理现象。 PN结与二极管特性： 围绕这些基础元件的物理学建模和跨导分析，本书不做展开。 2. 先进制程技术与版图设计： 先进制程节点（如7nm及以下）： 关于FinFET、Gate-All-Around（GAAFET）晶体管结构、应力硅技术、以及不同金属层（Metal Layers）的寄生电容和电感建模，本书不涉及。 版图设计与后仿真实践： 不讲解如何进行设计规则检查（DRC）、版图后仿真（Post-Layout Simulation）、寄生提取（Parasitic Extraction）、静态时间分析（STA）的物理实现阶段，以及功耗墙（Power Wall）问题的应对策略。 第四部分：系统级功耗管理与可靠性 虽然本书会涉及基础的静态功耗和动态功耗的粗略计算，但对于复杂的、依赖于工艺和架构的功耗优化及系统可靠性保证，本书不做深入探讨： 1. 低功耗设计的高级技术： 时钟门控（Clock Gating）与电源门控（Power Gating）的自动化实现： 不讲解如何使用特定的EDA工具流来插入这些低功耗单元，以及如何保证在门控过程中逻辑状态的正确保持。 动态电压与频率调节（DVFS）： 关于在系统运行时根据负载动态调整电压和时钟频率的控制算法和硬件实现细节，本书不涵盖。 2. 数字系统的可靠性与测试： 故障建模与容错技术： 不涉及TMR（三模冗余）、ECC（错误校验码）的原理和在复杂存储器阵列中的应用，以及如何设计硬错误（Hard Fault）和软错误（Soft Fault）的检测与恢复机制。 可测试性设计（DFT）： 关于扫描链（Scan Chain）的插入、边界扫描（Boundary Scan/JTAG）的协议实现、以及自动测试图（ATPG）的生成过程，本书不做讲解。 总结： 《Digital Electronics》旨在为读者构建扎实的布尔代数、组合逻辑、时序逻辑、存储器基础以及基本逻辑门电路的实现等核心理论框架。任何超出这一基础范围，涉及到微架构、系统集成、高级验证、半导体物理或复杂接口物理层的内容，均被有意地排除在本卷之外，需要读者在后续学习中加以补充。
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