现代SoC设计技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:227

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出版时间:2009-11

价格:28.00元

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isbn号码:9787121097485

丛书系列:

图书标签:

• SoC设计
• 集成电路设计
• 数字电路
• Verilog
• VHDL
• 芯片设计
• 嵌入式系统
• 低功耗设计
• 系统级设计
• 硬件描述语言

《半导体芯片的艺术：从概念到流片的工艺秘籍》 本书将带您踏上一段深入探索现代集成电路（IC）设计与制造之旅，揭示一枚小小的芯片背后所蕴含的精密工程、尖端技术和创新思维。我们不只关注逻辑的实现，更着重于将抽象的设计转化为触手可及的物理实体，并最终赋予其强大的生命力。 第一篇：芯片设计的基石——从需求到蓝图 功能定义与系统架构： 任何伟大的芯片都始于一个清晰的需求。本篇将详细阐述如何将宏观的市场需求和应用场景转化为具体的芯片功能定义。您将学习到如何进行系统级的分解，构建高效、可扩展的系统架构，并理解在早期阶段做出正确架构决策对后续设计流程的重要性。我们将探讨不同的架构选择，以及它们在功耗、性能、成本和面积（PPA）上的权衡。 硬件描述语言（HDL）的精妙： Verilog和VHDL是现代数字设计不可或缺的语言。本篇将深入解析这些语言的语法、语义以及在逻辑建模中的应用。您将学习如何用HDL精确描述数字电路的行为和结构，掌握自顶向下和自底向上的设计方法，以及如何编写可综合（synthesizable）的代码，确保设计能够被工具正确翻译成实际的电路。 逻辑综合与优化： 将HDL代码转化为门级网表是设计的关键一步。本篇将详细介绍逻辑综合的过程，包括如何使用EDA工具将HDL描述映射到标准单元库，并进行各种优化，如逻辑化简、寄存器复制、时序优化等。您将理解综合过程中的关键参数和约束，以及如何通过巧妙的HDL编写和综合选项来提升设计的性能和效率。 时序分析与约束： 现代芯片对时序的要求极为苛刻。本篇将深入讲解静态时序分析（STA）的原理，包括建立时间（setup time）、保持时间（hold time）违例的成因和检测方法。您将学习如何编写精确的时序约束，指导综合和布局布线工具达到最优时序目标，并掌握调试时序问题的常用技巧。 第二篇：实现物理的魔力——从逻辑到版图 物理设计流程概览： 物理设计是将逻辑网表转化为可制造版图的桥梁。本篇将为您勾勒出完整的物理设计流程，包括布局（Placement）、时钟树综合（CTS）、布线（Routing）以及后优化等关键阶段。您将了解每个阶段的目标、挑战以及它们之间的相互影响。 布局（Placement）： 如何将成千上万的逻辑单元合理地放置在芯片的有限空间内，直接影响着芯片的性能、功耗和可布线性。本篇将深入探讨各种布局算法和技术，包括全局布局、详细布局、单元固定、时钟网络优化等，以及如何处理放置密度、时序和功耗的冲突。 时钟树综合（CTS）： 高速芯片的时钟信号需要精确地同步到每一个触发器。本篇将详细介绍时钟树综合的原理和技术，包括如何构建低倾斜（skew）和低延迟（latency）的时钟网络，以及各种缓冲器（buffer）和扇出（fanout）管理策略。您将理解CTS对芯片时序收敛的至关重要性。 布线（Routing）： 连接各个逻辑单元的金属导线决定了信号传输的效率和可靠性。本篇将深入讲解布线的设计规则、算法和流程，包括全局布线、详细布线、多金属层布线以及电源和地网络的布设。您将学习如何优化布线以满足时序、功耗和信号完整性要求。 版图后优化与检查： 在完成主要的物理设计步骤后，还需要进行一系列的优化和检查，以确保设计符合制造工艺的要求。本篇将介绍后优化技术，如线延时调整、时序修复，以及关键的物理验证流程，包括设计规则检查（DRC）、电气规则检查（ERC）和版图与原理图对比（LVS），确保最终版图的正确性和可制造性。 第三篇：性能的极致追求——先进技术与前沿探索 低功耗设计技术： 在移动设备和物联网日益普及的今天，低功耗设计成为芯片设计的重中之重。本篇将深入探讨各种降低功耗的策略，包括门控时钟（Clock Gating）、电源门控（Power Gating）、动态电压频率调节（DVFS）、低功耗状态机设计等，以及如何在功能实现的同时最大化能效比。 信号完整性与电源完整性： 随着集成度的提高和时钟频率的提升，信号完整性（SI）和电源完整性（PI）问题愈发突出。本篇将剖析信号耦合、串扰（crosstalk）、地弹（ground bounce）、电源噪声等现象的成因，并介绍如何通过合理的布局布线、屏蔽技术、去耦电容设计等来缓解这些问题，确保信号的可靠传输。 先进工艺节点下的挑战： 随着工艺节点的不断缩小，如7nm、5nm甚至更先进的节点，设计面临着新的挑战，例如量子效应、漏电流增加、应力效应等。本篇将介绍这些新兴工艺带来的设计挑战，以及如何调整设计策略和工具来应对这些问题。 片上系统（SoC）集成与验证： 现代芯片往往是高度集成的片上系统。本篇将探讨SoC的集成方法，包括IP（Intellectual Property）的集成、总线协议的设计与实现，以及复杂SoC的验证策略，如仿真、形式验证、以及硬件加速验证等，确保整个系统的协同工作和功能的正确性。 新兴设计方法与工具： 随着AI和机器学习在设计领域的应用，以及先进验证技术的不断发展，芯片设计正在经历一场变革。本篇将展望一些新兴的设计方法和工具，例如AI辅助设计、基于约束的验证（CBV）、以及新的EDA工具和技术趋势，帮助读者了解芯片设计的未来方向。 本书将以严谨的逻辑、清晰的条理和丰富的实例，为您构建一个关于芯片从概念到流片的完整认知框架。无论您是电子工程专业的学生、初入IC设计领域的工程师，还是对芯片技术充满好奇的技术爱好者，都能从中获得宝贵的知识和启示。

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