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出版者:

作者:朱向阳,罗国强

出品人:

页数:274

译者:

出版时间:2009-2

价格:27.00元

装帧:

isbn号码:9787030235909

丛书系列:

图书标签:

• 数字电子技术
• 电子制作
• 项目实践
• 电路设计
• 单片机
• 传感器
• 嵌入式系统
• DIY
• 教程
• 实验

《现代集成电路设计与应用》 本书是一部深入探讨现代集成电路（IC）设计理论、流程与实际应用的上乘之作。全书以培养读者独立完成复杂IC设计项目的能力为目标，从基础概念的系统梳理，到前沿技术的深度解析，再到实际案例的生动剖析，层层递进，环环相扣。 核心内容概览： 数字逻辑基础与高级概念 revisited： 尽管本书侧重集成电路，但我们依然会对数字逻辑设计的基石进行严谨的回顾和升华。这包括但不限于布尔代数的最优化技巧、组合逻辑与时序逻辑的深入理解、状态机的设计与优化，以及对各种逻辑门电路在物理实现层面上的考量。我们将引入更复杂的逻辑结构，如卡诺图的扩展应用、Quine-McCluskey算法，并探讨异步逻辑的潜在优势与挑战。 硬件描述语言（HDL）精通： 本书将详细讲解Verilog和VHDL两种主流硬件描述语言。我们不仅仅满足于语法层面的教学，更着重于培养读者运用HDL进行高效、可综合设计的能力。内容涵盖： 建模范式： 行为级、寄存器传输级（RTL）、门级建模的精髓与适用场景。 综合与仿真： 理解HDL代码如何被综合工具转化为门级网表，以及仿真在设计验证中的关键作用。我们将深入探讨时序约束、时钟域交叉（CDC）处理、功耗优化等高级仿真与验证技术。 模块化与层次化设计： 构建可重用、易于维护的大型设计，强调接口定义、参数化设计以及模块间的通信协议。 结构化综合（Synthesizable Constructs）： 重点讲解那些能够被综合工具正确映射到硬件的HDL结构，避免使用可能导致不可综合的代码。 数字系统设计方法学： 本书将引导读者掌握现代数字系统设计的主流方法。 抽象层次： 从高层次的系统级建模，到RTL设计，再到门级网表，理解不同抽象层次的设计目标与工具。 IP核（Intellectual Property）的使用与集成： 学习如何有效地利用预先设计好的IP核，加速开发进程，并掌握IP核的接口标准与集成方法。 ASIC与FPGA设计流程对比： 深入分析专用集成电路（ASIC）和现场可编程门阵列（FPGA）的设计流程差异，包括制造工艺、成本、性能、功耗等方面的权衡，帮助读者选择最适合项目需求的技术路线。 时序分析与优化： 时序是数字集成电路设计的生命线。本书将提供一套完整的时序分析和优化框架。 时序概念： 建立对建立时间（Setup Time）、保持时间（Hold Time）、时钟抖动（Clock Jitter）、时钟偏移（Clock Skew）、传播延迟（Propagation Delay）等的深刻理解。 静态时序分析（STA）： 学习如何使用STA工具检测时序违例，理解各种时序报告的含义。 时序优化技术： 探讨如何通过逻辑优化、布局布线策略、流水线技术、时钟树综合（CTS）等手段来满足严格的时序要求。 物理设计流程（ASIC侧重）： 对于追求最高性能和最低功耗的ASIC设计，本书将触及物理设计的主要环节。 综合（Synthesis）： 从RTL到门级网表的转换，包括逻辑优化、库单元选择。 布局（Placement）： 将逻辑门映射到物理单元，考虑互连线长度和拥塞。 布线（Routing）： 连接各个逻辑单元，规划金属层走线。 时钟树综合（CTS）： 确保时钟信号以最小的偏斜和抖动到达所有触发器。 物理验证： 设计规则检查（DRC）、版图与原理图一致性检查（LVS）等。 FPGA实现技术： 对于FPGA平台，我们将深入探讨其特性与实现细节。 FPGA架构： 逻辑块（Logic Blocks）、互连资源（Interconnects）、DSP块（DSP Blocks）、Block RAM等。 FPGA综合与实现工具： 熟悉Xilinx Vivado、Intel Quartus等主流FPGA开发套件。 资源利用率与性能优化： 如何在有限的FPGA资源上实现高性能设计，包括并行化、流水线、IP核的使用等。 低功耗设计技术： 随着移动设备和物联网的普及，低功耗设计已成为IC设计的关键考量。本书将介绍多种低功耗策略： 时钟门控（Clock Gating）： 动态关闭不活跃部分的时钟。 功耗门控（Power Gating）： 动态关闭不活跃模块的电源。 多电压域（Multi-Voltage Domains）： 使用不同电压为不同模块供电。 动态电压频率调整（DVFS）： 根据工作负载动态调整电压和频率。 验证方法学： 充分的验证是成功IC设计的保障。本书将强调系统化的验证方法。 测试平台（Testbench）开发： 使用HDL编写高效的仿真验证环境。 验证技术： 功能验证、性能验证、时序验证、功耗验证、形式验证（Formal Verification）的介绍与应用。 覆盖率分析： 代码覆盖率、功能覆盖率、断言覆盖率等，确保设计的完整性。 案例研究与项目实践： 本书包含一系列精心设计的项目案例，涵盖从基础到复杂的各种应用场景，例如： 高性能DSP滤波器设计 复杂的总线接口控制器（如AXI、AHB） 图像处理单元 RISC-V类CPU核心的简化实现 低功耗通信模块 这些案例将引导读者将理论知识应用于实践，体验从需求分析、架构设计、HDL编码、仿真验证到最终实现的全过程。 本书的特色： 理论与实践的完美结合： 每一项理论知识的讲解都辅以实际应用场景和代码示例，确保读者能够理解“为什么”和“怎么做”。 循序渐进的难度设置： 从基础概念到高级主题，难度逐步提升，适合不同背景的读者。 强调工程实践： 重点培养读者的工程思维和解决实际问题的能力，而非停留在理论层面。 前沿技术展望： 关注行业最新发展趋势，介绍一些新兴的设计理念和技术。 目标读者： 本书是为高等院校电子工程、微电子学、计算机科学等专业的本科生、研究生，以及从事集成电路设计、FPGA开发、嵌入式系统设计的工程师量身打造的学习和参考资料。对于希望系统学习并掌握现代集成电路设计核心技能的从业者而言，本书将是您不可或缺的得力助手。通过学习本书，您将能够自信地驾驭复杂的数字集成电路项目，为未来的职业发展奠定坚实基础。

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这本书的案例设计简直是天马行空，完全脱离了实际应用场景，让人感觉作者是不是从未真正接触过电子工程项目。我期待看到一些贴近实际生活、能够激发学习兴趣的案例，比如简单的智能家居控制系统、或者基于微控制器的实用工具。然而，书里充斥着大量晦涩的、理论上可行但实际上几乎没人会去做的“项目”。比如，其中一个关于设计一个“高级纠错编码器”的章节，其复杂程度已经远远超出了“实用教程”的范畴，更像是一篇硕士论文的节选。作者似乎沉迷于展示自己深奥的理论知识，却忘记了教程的核心目标是“实用”和“教学”。很多所谓的“项目”仅仅是展示了某个复杂算法的实现，而缺乏对整个系统设计流程、元器件选型和调试技巧的深入剖析。读完之后，我脑子里剩下的只有一堆零散的知识点，完全不知道如何将它们整合成一个可以实际运行的产品。这种为了炫技而堆砌内容的做法，是对读者宝贵时间和精力的极大浪费。

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这本书在深入讲解特定主题时，似乎在关键步骤上采取了“跳跃式”的教学策略，让人感到非常困惑和不安。例如，在涉及硬件描述语言（HDL）的部分，作者在介绍完基础语法后，直接跳到了一个复杂的有限状态机（FSM）的设计实例，中间完全省略了状态图到代码的转换过程中的关键性设计考量，比如如何处理异步复位、如何优化状态编码等至关重要的细节。我不得不查阅大量的外部资料，才勉强填补了书本留下的巨大知识空白。这种教学上的不负责任，尤其是在数字电路这种对细节要求极高的领域，是绝对不可接受的。一个“教程”的价值就在于其完整性和连贯性，它必须为读者铺设好每一步的台阶。如果关键的桥梁缺失了，那么读者只能在半空中摇摇欲坠，最终的结果就是对该技术产生片面的、不稳定的理解。

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这本书的排版和插图质量简直是灾难性的，简直是对读者的智商的侮辱。我本来对学习数字电子技术抱有很大的热情，但当我翻开这本书时，那种感觉就像是被人泼了一盆冷水。首先，印刷质量就让人难以接受，墨迹模糊，图片失真，很多电路图看起来就像是小学生涂鸦的产物，根本无法清晰地辨认元器件的符号和连接方式。更别提那些理论部分的讲解了，文字描述晦涩难懂，充满了生硬的术语堆砌，完全没有考虑到初学者可能遇到的困难。作者似乎觉得所有人都已经具备了深厚的电子学基础，完全忽略了循序渐进的教学方法。我尝试着跟着书中的例子去搭建电路，结果因为图示不清和文字描述的跳跃性，导致我浪费了大量时间在调试那些根本不存在的错误上。这本书如果不是为了凑字数，我真不知道它存在的意义是什么。它不仅没有提供实用的指导，反而成了学习路上的绊脚石，让人对整个领域产生深深的挫败感。我强烈建议任何想要真正学习数字电子技术的人，避开这本书，去寻找那些更专业、更用心编著的教材。

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从语言风格和叙事逻辑来看，这本书的作者显然缺乏有效的沟通技巧。整本书的行文风格僵硬、刻板，读起来非常枯燥乏味，仿佛是在阅读一份冷冰冰的官方技术文档，而不是一本旨在激发学习热情的教程。对于那些需要通过阅读来理解概念的读者来说，这本书简直是一场折磨。作者很少使用类比或者生活化的例子来解释抽象的逻辑门、时序电路等概念。每当关键性的知识点出现时，作者总是选择用最复杂、最学术化的语言来搪塞过去，美其名曰“严谨”，实则是在设置阅读障碍。我多次在阅读过程中感到思维涣散，不得不反复回溯前面的内容，试图重新理解刚才读到的那段话到底想表达什么。一本好的技术教程，应该像一位耐心的导师，引导读者逐步深入，但这本“教程”却像一个站在高台上颐指气使的教授，用我听不懂的语言对我进行灌输。这种糟糕的阅读体验，极大地影响了学习的效率和乐趣。

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质量控制方面，这本书暴露出了明显的疏忽和管理上的混乱。我发现书中有好几处公式的书写存在明显的笔误，有些逻辑符号的混用甚至会导致整个电路功能上的根本性错误。更令人气愤的是，在配套的实验指导部分，作者给出的元器件清单和实际设计所需的元件数量严重不符。比如，一个看似简单的计数器设计，清单上却缺少了必需的上拉电阻，这导致我按照清单采购后，根本无法成功实现预期的计数功能。这种低级的错误，体现了编者在出版前没有进行充分的校对和实验验证。对于一个以“实用”为名的教程来说，这种硬性的错误是致命的。它不仅浪费了读者的金钱和时间，更重要的是，它损害了读者对教材本身的信任度。一本连基本事实都无法保证准确性的技术书籍，实在是没有资格被摆上书架，更不应该被推荐给任何正在学习数字电子技术的人。

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