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出版者:广播电视

作者:韩宪柱

出品人:

页数:275

译者:

出版时间:2008-1

价格:20.00元

装帧:

isbn号码:9787504353863

丛书系列:

图书标签:

• 数字电视
• 电视机
• 操作手册
• 维修
• 故障排除
• 英语
• 翻译
• 实用指南
• 电子设备
• 家用电器

现代电子技术与通信工程前沿探索 本书聚焦于当前信息技术革命浪潮中的核心领域，深入剖析了集成电路设计、嵌入式系统开发以及新一代无线通信协议的理论基础与工程实践。本书旨在为电子信息工程、通信工程、计算机科学与技术等相关专业的学生、工程师及科研人员提供一份系统、前沿且具有高度实用价值的参考指南。 --- 第一部分：超大规模集成电路（VLSI）设计与验证的深度解析 本部分全面覆盖了从晶体管级别到系统级（SoC）的集成电路设计全流程，强调了现代半导体工艺对系统性能的决定性影响。 第一章：CMOS器件物理与工艺前沿 本章深入探讨了先进CMOS工艺节点（如FinFET及Gate-All-Around晶体管结构）下的物理效应，包括短沟道效应、载流子迁移率饱和、热效应与静电不完善性（SCEs）。详细介绍了从光刻、刻蚀到薄膜沉积等关键制造步骤，并分析了先进节点（如7nm及以下）在功耗、速度和面积（PPA）优化上面临的物理极限与工程对策。特别关注了FD-SOI（全耗尽绝缘体上硅）技术在低功耗应用中的潜力与挑战。 第二章：数字前端设计与自动化（EDA）流程 本章系统阐述了数字电路从RTL（寄存器传输级）到GDSII物理版图的完整设计流程。内容涵盖Verilog/SystemVerilog语言的高效建模技巧、综合（Synthesis）过程中的约束设定（SDC）与优化策略，以及静态时序分析（STA）的关键指标（如建立时间、保持时间裕度）。重点讲解了先进综合工具（如Synopsys Design Compiler）中时钟树综合（CTS）的拓扑结构选择及其对时钟偏斜（Skew）的控制。在布局布线（Place & Route）阶段，详细讨论了拥塞管理、电源网络设计（Power Grid Analysis）以及IR-Drop和Electromigration（EM）的仿真与修复技术。 第三章：模拟与混合信号集成电路设计 本部分侧重于将真实世界信号转化为数字域处理的基础模块设计。内容包括： 1. 高性能运算放大器（Op-Amp）设计： 分析了折叠-共源共栅（Folded Cascode）和Miller补偿的稳定性分析，以及Slew Rate和带宽的权衡。 2. 数据转换器（ADC/DAC）： 深入研究了高速ADC（如流水线型和Sigma-Delta调制器）的非线性误差来源（INL/DNL），并探讨了低功耗SAR ADC的设计优化。对于DAC，重点解析了热平均化（Thermal Averaging）和位加权技术。 3. 锁相环（PLL）与时钟生成： 详细介绍了VCO（压控振荡器）的设计、环路滤波器（LPF）的带宽与相位裕度计算，以及抖动（Jitter）的抑制机制。 --- 第二部分：嵌入式系统与实时操作系统（RTOS）深度实践 本部分着眼于将硬件与软件高效集成的核心技术，特别是针对资源受限和高可靠性要求的领域。 第四章：高性能微处理器架构与指令集 本章以主流的ARMv8-A/v9架构为蓝本，剖析了现代CPU的核心组件：乱序执行引擎、分支预测单元（BTB、GShare）、缓存层次结构（L1/L2/L3，伪相联与全相联组织）以及内存访问的内存屏障（Memory Barriers）机制。同时，对比了RISC-V架构的开放性与模块化设计理念，探讨其在定制化加速器设计中的应用潜力。 第五章：实时操作系统（RTOS）内核机制 本章侧重于嵌入式实时系统的调度与资源管理。详细阐述了多任务环境下的内核态与用户态切换、上下文保存与恢复机制。重点分析了多种调度算法的特性与适用场景：固定优先级抢占式调度、最早截止时间优先（EDF）调度以及速率单调（RMS）调度，并探讨了优先级反转问题及其解决方案（如优先级继承协议和优先级天花板协议）。内存管理方面，讲解了静态内存池、内存碎片化处理及内存保护单元（MPU）的应用。 第六章：硬件/软件协同设计与低延迟接口 本章聚焦于系统级性能的瓶颈打破，探讨了如何通过定制硬件加速或优化I/O接口来提升实时性。内容包括： 1. DMA（直接内存访问）控制器优化： 讲解了Scatter-Gather模式与Burst传输的效率分析，以减少CPU介入。 2. 低延迟通信协议栈： 分析了Ethernet TSN（时间敏感网络）在工业控制领域的应用，以及如何通过硬件时间戳实现精确同步。 3. 固件安全启动（Secure Boot）： 探讨了基于硬件信任根（RoT）的固件验证流程，包括哈希校验、数字签名验证以及反篡改机制。 --- 第三部分：新一代无线通信协议与信号处理基础 本部分转向连接性与信息传输领域，侧重于5G及未来通信系统中关键的物理层（PHY）技术。 第七章：正交频分复用（OFDM）原理与信道编码 本章深入解析了OFDM作为现代宽带通信基石的数学原理。内容包括子载波的生成与接收、循环前缀（CP）的引入目的与长度选择、以及处理频率偏移（Carrier Frequency Offset, CFO）与定时误差（Timing Error）的方法。在信道编码方面，详细介绍了Turbo码与低密度奇偶校验码（LDPC）的迭代译码过程、信道估计（Channel Estimation）技术（如最小二乘法与MMSE）及其在多径衰落信道中的鲁棒性。 第八章：大规模MIMO与波束赋形技术 本章探讨了5G物理层性能提升的核心技术——大规模多输入多输出（Massive MIMO）。详细分析了其相对于传统MIMO的增益，重点讲解了信道互信息（Channel Capacity）的提升机制。内容包括： 1. 信道状态信息（CSI）的获取与反馈机制： 讨论了CSI压缩与量化在上下行链路中的效率问题。 2. 预编码与波束赋形（Beamforming）： 区分了迫零（ZF）、迫塞（MRC）和迫零预编码（Linear Precoding）的性能差异，并介绍了数字域与模拟域波束赋形的实现架构。 第九章：物理层仿真与性能评估 本章指导读者如何使用MATLAB或Python环境搭建通信系统的性能仿真模型。内容涵盖：系统级建模的模块化设计、添加AWGN信道与Rayleigh衰落信道、误码率（BER）性能曲线的绘制与分析。重点演示了Monte Carlo仿真在验证LDPC译码性能时的参数设置，以及如何通过仿真结果来指导实际硬件系统的参数配置。 --- 本书的特点在于，它不局限于某一特定厂商或产品的操作手册，而是深入探讨了底层物理原理、设计约束与工程优化策略，确保读者建立起坚实的、跨越软硬件边界的综合技术视野。

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