现代VLSI设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:沃尔夫

出品人:

页数:627

译者:

出版时间:2009-8

价格:75.00元

装帧:

isbn号码:9787121092305

丛书系列:

图书标签:

• 英语
• 中国
• 2009
• VLSI
• 集成电路设计
• 数字电路
• 模拟电路
• CMOS设计
• 芯片设计
• 半导体
• 电子工程
• 计算机硬件
• 现代设计方法

《新纪元半导体架构：微观世界的革命》 在信息时代飞速发展的今天，我们所依赖的每一个智能设备——从手持的智能手机，到驱动数据中心的服务器，再到探索宇宙的航天器——其核心都跳动着微小而强大的集成电路。它们是人类智慧的结晶，是现代科技文明的基石。《新纪元半导体架构：微观世界的革命》正是这样一本深刻剖析这些“大脑”如何从零开始，如何在微观尺度上构建出令人惊叹的复杂功能，并引领我们走向更智能、更互联未来的著作。 本书并非对现有技术路线的简单罗列，而是以一种全新的视角，审视半导体设计领域正在发生的深刻变革。我们不再满足于简单的性能提升，而是追求更高的能效比、更强的安全保障、以及更灵活的适应性。因此，《新纪元半导体架构：微观世界的革命》将引领读者深入探索那些驱动这些变革的关键性技术和设计理念。 颠覆传统的设计范式： 摆脱了线性和顺序的思维模式，现代半导体设计已经进入了一个高度并行、异构化和可重构的时代。本书将深入剖析这一转变的内在逻辑，重点介绍： 数据流架构（Dataflow Architectures）： 传统上，我们习惯于指令驱动的计算方式。然而，数据流架构将计算的焦点转移到数据的流动上，使得计算过程更加自然、高效，尤其适用于大数据处理和人工智能推理等场景。我们将详细阐述其工作原理，分析其在不同应用领域的优势。 近数据处理（Near-Data Processing）： 传统计算模式中，数据在存储器和处理器之间频繁移动，成为性能瓶颈。近数据处理将计算单元尽可能地靠近数据源，极大地减少了数据传输的延迟和功耗。本书将探讨各种近数据处理的实现方式，包括内存计算（In-Memory Computing）、存储器内处理（Processing-in-Memory）等，并分析其带来的性能飞跃。 可重构计算（Reconfigurable Computing）： 随着应用场景的多样化和动态化，固定的硬件结构已难以满足需求。可重构计算允许硬件在运行时根据任务需求动态调整其功能和连接。本书将重点介绍现场可编程门阵列（FPGA）等可重构技术，并探讨其在特定加速、原型验证以及新兴应用中的巨大潜力。 驱动未来的关键技术： 在微观世界中，材料、制造工艺和新兴的物理现象正在为半导体设计开辟新的可能性。本书将触及那些可能重塑我们计算未来的前沿技术： 新型半导体材料与器件： 硅基材料正面临物理极限的挑战。本书将探索下一代半导体材料，如二维材料（如石墨烯、过渡金属硫化物）、III-V族化合物以及有机半导体，以及基于这些材料的新型器件（如忆阻器、神经形态器件）的潜力，它们有望实现超越经典CMOS的性能。 先进封装技术（Advanced Packaging Technologies）： 摩尔定律的延续不仅仅依赖于芯片本身的进步，更离不开封装技术的革新。三维集成（3D Integration）、二维键合（2.5D Interconnects）、系统级封装（SiP）等技术，允许我们将多个芯片（甚至不同工艺的芯片）紧密地集成在一起，实现更高的性能密度和更低的功耗。本书将深入解析这些先进封装技术如何打破传统芯片设计的界限。 量子计算基础与半导体实现： 虽然尚处于早期阶段，但量子计算有望解决经典计算机无法企及的复杂问题。本书将简要介绍量子计算的基本原理，并重点探讨当前半导体行业在制量子比特（Qubits）的物理实现和控制方面的努力，为读者勾勒出未来计算的另一条革命性道路。 构建高效、安全的计算系统： 除了核心的计算架构和技术，一个完整的半导体系统还需要关注效率、安全和可持续性。 低功耗设计与能效优化： 随着计算需求的爆炸式增长，功耗已成为一个严峻的挑战。本书将探讨各种低功耗设计技术，包括动态电压频率调整（DVFS）、时钟门控、电源门控以及能量收集等，旨在实现“绿色计算”。 硬件安全与信任根： 在日益复杂的网络环境中，硬件安全至关重要。本书将介绍硬件级别的安全机制，如安全启动、可信执行环境（TEE）、加密加速器等，以及如何从设计源头构建可靠的信任根。 人工智能与机器学习驱动的设计自动化： 随着设计复杂度的指数级增长，传统的手动设计流程已难以为继。本书将探讨如何利用人工智能和机器学习技术来优化设计流程，包括逻辑综合、布局布线、时序分析以及故障检测等，实现更高效、更智能的设计。 《新纪元半导体架构：微观世界的革命》旨在为对前沿半导体技术感兴趣的工程师、研究人员以及科技爱好者提供一个全面而深刻的视角。它将帮助您理解当前半导体设计面临的挑战，洞察未来发展的趋势，并激发您在微观世界中探索和创造无限可能的热情。无论您是资深从业者，还是初涉此领域的学生，本书都将是您在半导体技术革命浪潮中保持领先、引领未来的重要指南。

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这本《现代VLSI设计》对我来说真是一次深入的、甚至是有些挑战性的学习旅程。我是在职准备考取一个高级工程师认证时接触到这本书的，当时我希望找到一本既能涵盖基础理论，又能紧跟前沿技术趋势的参考书。老实说，这本书的深度是令人印象深刻的，它没有丝毫避讳地直接切入到现代集成电路设计流程中最核心、最复杂的环节，比如物理综合、时序分析以及亚微米级别的版图效应处理。我尤其欣赏作者在描述低功耗设计策略时的那种务实态度，他们没有停留在概念层面，而是细致地剖析了多电压域、时钟门控等技术的实际应用中的权衡取舍。读完前几章关于设计规则检查（DRC）和物理验证的部分，我感觉自己对后端流程的理解从“知道要做什么”提升到了“理解为什么必须这样做”。书中的插图和示意图虽然不算特别炫目，但胜在清晰和精准地表达了复杂的几何结构和电学效应，这对于理解芯片制造中的物理限制至关重要。我花了大量时间去啃读关于寄生参数提取和IR Drop分析的章节，感觉作者仿佛是一位经验丰富的资深工程师，耐心地手把手教你如何识别并解决那些在实际流片中可能导致灾难性后果的隐患。这本书的厚度和内容密度决定了它绝不是一本可以快速浏览的“快餐读物”，它更像是一本需要反复研读的工具书和思想指南，适合那些已经对数字电路和CMOS基础有一定了解，并准备向专业IC设计工程师迈进的读者。

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我接触这本书的初衷，完全是出于对当前工业界主流EDA工具背后的设计哲学感到好奇。我的背景偏向于算法和软件，对硬件层面的细节了解相对薄弱，所以我希望能有一本书能够搭起我认知中的那座桥梁。这本书在这方面做得非常出色，它没有将重点仅仅放在诸如Verilog或VHDL这样的硬件描述语言的语法上，而是聚焦于如何将高层次的功能描述，高效、可靠地映射到硅片上的物理实现。特别是它对设计收敛性的探讨，让我耳目一新。以前我总以为设计一旦功能仿真通过就万事大吉，但这本书教会我认识到，在现代工艺节点下，时序违例、功耗墙和良率问题才是决定项目生死的关键。书中对于静态时序分析（STA）的讲解简直是教科书级别的，从建立时间（Setup Time）到保持时间（Hold Time），从片内延迟（OCV）到先进的近邻效应（NOC），都有详尽的数学模型和工程实践的结合。我记得有一段关于时钟树综合（CTS）的描述，作者详细解释了如何平衡时钟抖动（Jitter）和时钟偏斜（Skew）的复杂博弈，这让我深刻理解到，一个看似简单的时钟网络背后蕴含着多么深厚的物理和电气工程智慧。这本书的难度是显而易见的，但其回报也是巨大的，它将抽象的设计概念具象化，让我第一次真正体会到“设计”的沉重与乐趣。

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说实话，这本书是我大学毕业后，参加培训班时老师推荐的“镇山之宝”。当时班上同学大多是应届生，对工业界的实际需求了解有限，而这本书提供了一个非常贴近实战的视角。最让我感到惊讶的是，它没有过多地讨论那些已经成熟或逐步被淘汰的技术，而是将大量篇幅投入到新兴的设计挑战中，例如FinFET架构下的设计限制、嵌入式存储器（eNVM）的集成挑战，以及如何在高复杂度SoC中有效地管理功耗预算。它的论述风格非常严谨，充满了对半导体物理极限的敬畏感。例如，在讨论金属互连线电阻和电容对信号完整性的影响时，作者不仅仅是给出公式，还结合了不同金属层级的特性进行了对比分析，这对于我理解为什么设计人员需要精确控制版图中的“走线”策略非常有帮助。而且，这本书在方法论上的指导意义大于工具层面的指导，它教会我们的是“思考”的框架，而不是特定EDA软件的操作手册。每当我在工作中遇到瓶颈时，翻开这本书，总能从中找到一个可以借鉴的、经过时间检验的设计原则或折衷方案。它让我意识到，VLSI设计远不止是搭积木，它是一门涉及电磁场、半导体器件、制造工艺和高级算法的交叉学科艺术。

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这本书的装帧和排版质量非常高，这在使用一本需要经常查阅的专业书籍时是一个加分项。但更重要的是其内容结构上对设计验证和迭代的强调。我是一名侧重于系统验证的工程师，我发现这本书在描述“如何验证设计正确性”时，比我以往接触的任何书籍都要细致和全面。它系统地介绍了形式验证（Formal Verification）的基本原理和应用场景，以及如何构建高效的覆盖率模型来确保测试的充分性。与侧重于功能验证的经典书籍不同，《现代VLSI设计》将更多的笔墨放在了物理层面的验证——即确保设计在实际物理世界中能够按预期工作。它对ESD（静电放电）保护电路的设计考量和布局建议，以及如何在高频应用中处理串扰（Crosstalk）的章节，让我对硬件鲁棒性的理解上升到了一个新的层次。这本书的语言风格偏向于严谨的学术叙述，但穿插其中的工程实例又有效地平衡了理论的枯燥。总的来说，它提供了一个从顶层设计思维到底层物理实现全景式的视图，它不是一本用来轻松阅读的小说，而是一部需要投入大量精力去精研的案头宝典，是任何致力于在这个领域深耕的专业人士案头不可或缺的工具书。

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我购买这本书时，主要是被其标题中“现代”二字所吸引，因为我手头的旧教材对当前几纳米工艺节点的挑战几乎没有涉及。这本书在这方面的更新速度和深度确实没有让我失望。它对设计流程后期的签核（Sign-off）环节给予了极大的重视，这一点在很多入门级书籍中是被弱化的。我尤其欣赏作者对于良率提升（Yield Enhancement）的探讨，书中不仅分析了工艺变异（Process Variation）对电路性能的影响，还深入讲解了如何通过冗余设计、故障注入和可测试性设计（DFT）策略来提升芯片的最终合格率。这对我来说是全新的视角，让我明白设计不仅仅是功能实现，更要为制造和测试环节做好充分的准备。书中的图表数据很多来自于实际的流片案例分析，这种真实性是任何理论推导都无法替代的。虽然一些关于版图级寄生参数建模的章节对我目前的级别来说略显超前，但我可以清晰地感受到这些内容是未来我必须掌握的知识点。这本书的编排逻辑清晰，从系统级架构自上而下地分解到晶体管级，再回归到签核验证，形成了一个完整的闭环认知体系，这对于系统地掌握整个VLSI设计生态至关重要。

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