CMOS VLSI设计原理和系统展望 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:高等教育出版社

作者:[美] 韦斯特

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1989

价格:0

装帧:

isbn号码:9787040008449

丛书系列:

图书标签:

• CMOS
• VLSI
• 集成电路设计
• 模拟电路
• 数字电路
• 电路设计
• 半导体
• 工艺
• 系统设计
• 微电子学

《集成电路设计漫游：从硅片到智能终端的旅程》 在现代科技飞速发展的浪潮中，芯片，这个我们日常生活中无处不在的微小奇迹，扮演着至关重要的角色。从智能手机到高性能服务器，从车载娱乐系统到尖端医疗设备，集成电路（IC）无处不在，驱动着我们的数字生活。本书《集成电路设计漫游：从硅片到智能终端的旅程》旨在带领读者踏上一段全面而深入的探索之旅，揭示集成电路设计背后错综复杂的工艺、原理和应用，并展望其在未来智能世界中的无限可能。 本书并非枯燥的技术手册，而是力求以一种引人入胜、层层递进的方式，构建起读者对集成电路设计的宏观认知和微观理解。我们将从最基础的物理层面出发，探究半导体材料的奥秘，理解PN结的形成与特性，这是所有电子器件的基石。接着，我们会深入到晶体管的内部世界，解析MOSFET（金属-氧化物-半导体场效应晶体管）的工作原理，理解其作为数字电路最基本开关单元的功能。我们将详细介绍MOSFET的结构、栅极电压对沟道电导率的影响，以及阈值电压、漏-源电流等关键参数。 随后，本书将视角从单个晶体管扩展到逻辑门。读者将了解如何将众多的晶体管组合起来，构建出AND、OR、NOT、NAND、NOR等基本逻辑门，它们是构成所有数字电路的“乐高积木”。我们将深入探讨组合逻辑和时序逻辑的设计方法，理解触发器、寄存器、计数器等基本时序电路的功能，以及它们在存储和处理信息中的重要作用。 随着对基本逻辑单元的理解加深，我们将进入更高级的设计层面——超大规模集成电路（VLSI）设计。本书将详细阐述VLSI设计的流程，从功能规格的定义，到高层次综合（HLS），再到逻辑综合、布局布线（Place and Route）、时序分析、功耗分析等各个关键环节。我们将探讨不同的EDA（电子设计自动化）工具在这些过程中的作用，以及它们如何帮助工程师克服设计复杂性、提高设计效率。 特别地，本书将着重介绍现代VLSI设计中不可或缺的技术，例如： 低功耗设计技术： 随着移动设备和物联网设备的普及，功耗已成为衡量芯片性能的关键指标之一。我们将探讨各种降低芯片功耗的策略，包括时钟门控、电源门控、动态电压频率调整（DVFS）、亚阈值摆幅技术等，以及它们在不同应用场景下的权衡。 高性能设计技术： 对于追求极致速度的计算和通信应用，本书将介绍如何通过流水线技术、分支预测、缓存优化、多核并行等方法来提升芯片的整体性能。 验证技术： 任何复杂的集成电路设计都离不开严格的验证。我们将探讨仿真、形式验证、硬件加速验证等多种验证方法，以及它们在确保芯片功能正确性、性能达标方面的重要性。 可靠性设计： 芯片的长期稳定运行至关重要。本书将分析潜在的可靠性问题，如电迁移、热应力、工艺偏差等，并介绍相应的防护设计和测试方法。 信号完整性与电源完整性： 在高速数字电路设计中，信号的完整性和电源的稳定供应是保证电路正常工作的基础。我们将深入分析信号反射、串扰、地弹、电源跌落等问题，以及相应的仿真和设计对策。 本书的另一大亮点在于，我们将超越纯粹的技术原理，将目光投向集成电路设计与前沿技术的融合。我们将深入探讨： 人工智能（AI）与机器学习（ML）对芯片设计的影响： AI正在以前所未有的方式重塑各行各业，而AI芯片的设计与优化是这场革命的核心驱动力。本书将分析AI和ML算法对硬件架构的需求，介绍专门的AI加速器（如TPU、GPU中的AI核心），并探讨如何设计高效的AI芯片，以及AI技术如何反哺芯片设计流程本身，例如利用机器学习进行功耗预测、时序优化等。 物联网（IoT）与边缘计算的挑战与机遇： 物联网设备的爆炸式增长对芯片提出了低功耗、低成本、高集成度的要求。我们将讨论面向IoT应用的低功耗微控制器、专用传感器接口、无线通信芯片等的设计考量，以及边缘计算带来的对本地处理能力的需求，如何设计具备一定AI推理能力的边缘计算芯片。 先进封装技术与系统级设计： 摩尔定律的放缓促使行业将目光转向先进封装技术，如2.5D和3D堆叠，以实现更高的集成度和更优的性能。本书将介绍这些先进封装技术的基本原理，以及它们如何改变芯片的设计和制造范式，并强调系统级设计（System-on-Chip, SoC）的理念，即如何将CPU、GPU、DSP、内存、I/O接口等多种功能模块集成到一个芯片上，以满足日益复杂的功能需求。 未来计算架构的展望： 除了传统的冯·诺依曼架构，本书还将简要介绍一些新兴的计算范式，如神经形态计算、存内计算等，它们有望在未来带来颠覆性的计算能力提升。 《集成电路设计漫游》不仅仅是关于“如何设计”，更是关于“为何如此设计”以及“未来走向何方”的探索。我们希望通过本书，让读者深刻理解集成电路设计是一个跨学科、高度复杂且不断演进的领域。从基础物理到复杂的系统集成，每一个环节都充满了智慧与挑战。本书的叙述风格将力求清晰、逻辑严谨，同时辅以大量的图示和案例，帮助读者直观地理解抽象的概念。 无论您是电子工程、计算机科学专业的学生，还是希望深入了解现代科技核心的工程师、技术爱好者，亦或是对未来智能世界充满好奇的读者，《集成电路设计漫游：从硅片到智能终端的旅程》都将是您不可多得的伙伴。它将为您打开一扇通往微观世界的大门，让您窥见驱动我们数字时代的“芯”动力量，并激发您对未来技术创新之旅的无限遐想。

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这本书的语言风格呈现出一种近乎于诗意的严谨。它既保持了工程学书籍所必需的精确性和无可挑剔的逻辑性，又在遣词造句中透露出一种对学科美感的深刻理解。我注意到，很多句子结构都经过了精心的雕琢，避免了常见的教科书式的僵硬和晦涩。例如，在描述某个电路行为时，作者可能用了一个非常形象化的动词或形容词，瞬间就让抽象的物理过程变得鲜活起来。这种文学性的融入，使得阅读过程充满了探索的乐趣，而不是单纯的知识灌输。它让人感觉到，作者不仅仅是一个知识的传递者，更是一位热衷于分享其所热爱领域的“布道者”。这种独特的语感，让我在深夜阅读时，也丝毫没有感到枯燥或疲惫，反而像是在与一位博学的智者进行深入的对话。

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初次阅读时，我被其中对基础概念的阐述方式深深吸引。作者似乎深谙“化繁为简”的艺术，那些原本在我脑海中如同迷雾般存在的理论，被拆解成了清晰、有逻辑的步骤，仿佛有人在我面前用最直观的语言，配合生动的比喻，将复杂的逻辑链条一一铺开。我尤其欣赏作者在引入新知识点时所采用的循序渐进的节奏感，它不像有些教材那样急于堆砌术语，而是耐心地等待读者消化吸收，然后再自然地过渡到下一层级。这种教学上的“体贴”让我感到非常受用，它极大地降低了学习曲线的陡峭程度，使得我能够以一种较为放松的心态去面对那些原本被认为高不可攀的专业知识点。阅读过程中，我几次停下来，仅仅是回味刚刚读到的那个精妙的解释，那种豁然开朗的感觉，是其他阅读体验难以比拟的。

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从版式布局来看，这本书的实用性和可操作性得到了极大的强调。页边距的留白恰到好处，既保证了阅读时的舒适度，又为读者留下了充足的批注空间，这一点对于需要反复研读和标记重点的读者来说是至关重要的细节。此外，图表的清晰度和标注的详尽程度也远超我的预期。很多复杂的系统框图，在其他地方我可能需要花上好几分钟才能理清各个模块之间的关系，但在这本书中，每一个方框、每一条连线都仿佛被赋予了生命力，清晰地指明了数据流向和控制信号的路径。这种对视觉辅助工具的重视，充分体现了编者对读者实际学习和应用需求的深刻洞察，使得这本书不仅仅是一本理论参考书，更像是一本随时可以上手操作的“工具箱”。

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这本书的封面设计着实让人眼前一亮，那种深邃的蓝色调配上跳跃的电路图纹理，一下子就抓住了我的目光。我本来是对技术类书籍抱持着一种敬而远之的态度，总觉得它们是枯燥乏味的代名词，但这本书的排版和字体选择却让人感到意外的舒适。装帧的质感也很好，拿到手里沉甸甸的，有一种精心制作的感觉。我翻开扉页，里面似乎融入了一种对未来技术探索的激情，让人立刻产生了阅读的冲动。虽然我尚未深入了解其核心内容，但仅从外在的呈现来看，这本书显然是经过了深思熟虑的设计，它成功地将严肃的技术主题包装成了一份可以轻松翻阅的“视觉盛宴”，这对于很多想入门却又怕被复杂图表吓退的读者来说，无疑是一个极大的吸引力，至少在信息传递的初步阶段，它已经赢得了我的好感。

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这本书带给我最大的触动，在于其所蕴含的宏大叙事和前瞻性视野。尽管它是关于基础原理的阐述，但通篇贯穿着对未来计算范式和硬件发展趋势的深刻洞察。它没有仅仅停留在对现有技术的罗列，而是不断地引导读者思考“为什么会是这样”以及“未来将走向何方”。这种将历史发展、当前瓶颈与未来潜力熔于一炉的叙事手法，极大地激发了我对该领域进行更深层次探索的渴望。它成功地将一门看似高度工程化的学科，提升到了哲学思考的层面——关于信息如何被组织、如何被高效地处理。读完后，我感觉自己的思维框架得到了重塑，看待技术问题的视角也变得更加开阔和立体，不再局限于眼前的具体实现，而是开始思考更底层的设计哲学。

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