电子系统设计（第4版）/普通高等教育十一五国家级规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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何小艇 著

图书标签:

• 电子系统设计
• 电路设计
• 模拟电路
• 数字电路
• 嵌入式系统
• 系统设计
• 高等教育
• 教材
• 电子工程
• 第四版

出版社： 浙江大学出版社

ISBN：9787308021968

版次：4

商品编码：10647725

包装：平装

开本：16开

出版时间：2008-01-01

页数：441

正文语种：中文

内容简介

《电子系统设计》以电子系统设计方法为主线，以数字系统、模拟系统、智能系统（ 以微处理器为核心的数模混合系统）三大系统的设计原理、方法并结合实例为主题展开。全书特别注重理论与实际的结合，并注重实用性。
《电子系统设计》可作高等学校工科电子工程类、信息工程类、电子技术类、电气工程类、自动控制类以及机电工程类专业本科生的教材，也可供有关工程技术人员作为学习电子系统设计的参考书，同时可作为全国大学生电子设计竞赛的培训教材及参考书。

内页插图

目录

第1章 电子系统设计基本概念
1.1 电子系统设计概念
1.2 电子系统设计方法
1.2.1 自底向上设计方法
1.2.2 自顶向下设计方法
1.2.3 数模混合电子系统和模拟电子系统的设计方法
1.2.4 电子系统设计自动化EDA
1.3 EDA设计流程
1.3.1 EDA设计输入
1.3.2 EDA设计综合
1.3.3 EDA设计仿真
1.4 可编程逻辑器件PLD
1.4.1 PLD器件的发展
1.4.2 PLD设计综合
1.5 片上系统设计中的新概念
1.6 EDA设计工具和环境
1.6.1 EDA设计语言与软件
1.6.2 仿真工具
1.6.3 印刷电路板PcB软件
1.7 总结
参考文献

第2章数字系统设计
2.1 概述
2.1.1 数字系统的基本组成
2.1.2 设计数字系统的基本步骤
2.2 明确设计要求
2.3 确定系统方案
2.4 受控器(数据子系统)硬件设计
2.5 控制器设计
2.5.1 MDS图
2.5.2 控制器的硬件实现
2.5.3 控制子系统的微程序设计
2.6 数字系统设计举例
2.6.1 出租车计价器的设计
2.6.2 堆栈处理器的设计
2.6.3 应用可编程逻辑器件设计交通灯控制系统
2.6.4 时钟问题
参考文献

第3章 模拟系统设计
3.1 模拟系统设计方法
3.1.1 概述
3.1.2 模拟系统的设计方法与步骤
3.2 低频模拟系统主要单元电路及其应用知识
3.2.1 集成运放应用设计基础
3.2.2 高性能放大电路介绍
3.2.3 A／D转换器、D／A转换器和取样／保持(S／H)电路
3.2.4 传感器
3.2.5 执行机构
3.3 低频模拟系统设计举例
3.3.1 电子系统的数控直流稳压电源设计
3.3.2 音响系统放大通道设计简述
3.4 锁相环系统
3.4.1 设计举例
3.4.2 系统调试与指标测试
3.4.3 不同应用场合的锁相环的性能特点
3.5 通信系统
3.5.1 设计举例
3.5.2 结构与工艺
3.5.3 系统调试
3.5.4 指标测量
3.5.5 附录
参考文献

第4章 电力电子系统设计
4.1 概述
4.2 电力电子器件
4.2.1 晶闸管(SCR)
4.2.2 大功率晶体管(GTR)
4.2.3 功率场效应晶体管(P—MOSFET)
4.2.4 绝缘栅双极型晶体管(IGBT)
4.3 驱动与保护电路
4.3.1 晶闸管触发电路
4.3.2 全控型器件驱动电路
4.3.3 电力电子器件的保护
4.4 电力电子基本电路
4.4.1 整流电路(AC—DC)
4.4.2 直流变换电路(DC—DC)
4.4.3 逆变电路(DC—AC)
4.4.4 交流变换电路(AC—AC)
4.5 电力电子系统设计举例
4.5.1 三相正弦波变频电源设计
4.5.2 开关稳压电源设计
参考文献

第5章 以微处理器为核心的智能型电子系统的设计
5.1 概述
5.2 系统功能的软硬件划分
5.3 以单片机为核心的智能型电子系统的设计
5.3.1 单片机系统软件开发
5.3.2 单片机系统硬件设计
5.3.3 以单片机为核心的智能型电子系统设计举例
5.4 以嵌入式微处理器为核心的智能型电子系统的设计
5.4.1 嵌入式系统概述
5.4.2 ARM处理器系列
5.4.3 以ARM为核心的嵌入式系统
5.4.4 嵌入式系统软件的层次结构
5.5 Linux设备驱动程序
5.5.1 Linux设备与设备文件
5.5.2 Linux模块调用
5.5.3 Linux设备驱动程序的编写
5.5.4 嵌入式Linux字符型设备驱动程序框架
5.6 以嵌入式微处理器为核心的智能型电子系统的设计举例
5.6.1 无线摄像系统方案论证
5.6.2 无线摄像系统电原理图设计
5.6.3 CMOS摄像头驱动
5.6.4 CF无线网卡的驱动
5.6.5 嵌入式系统控制模块实现与软件移植
5.7 嵌入式多核系统简介
5.7.1 嵌入式多核系统概述
5.7.2 嵌入式多核系统软件设计
参考文献

第6章 电子系统综合设计举例
6.1 实用信号源的设计
6.1.1 审题
6.1.2 方案论证
6.1.3 方案细化
6.1.4 方案实现
6.2 正弦信号发生器的设计
6.2.1 分析设计要求
6.2.2 确定系统方案
6.2.3 方案流程图
6.2.4 方案实现
6.2.5 硬件实现
6.2.6 附录：控制器的编程源代码及仿真
6.3 脉冲信号发生器的设计
6.3.1 方案论证
6.3.2 脉冲信号发生器硬件设计
6.3.3 附录
6.4 数据采集系统的设计
6.4.1 设计任务与要求
6.4.2 总体方案的确定
6.4.3 系统硬件设计
6.4.4 系统软件编制
6.4.5 系统改进措施及功能扩展的讨论
参考文献

第7章 电子系统的实现
7.1 概述
7.2 电子系统的硬件实现
7.2.1 元件选择
7.2.2 系统布局
7.2.3 印刷电路板的设计
7.2.4 硬件基本功能检测
7.3 电子系统的动态调试
7.3.1 系统软件调试
7.3.2 软硬件联合调试
7.3.3 软件抗干扰措施
7.4 电子系统的指标测试
7.5 设计报告与总结报告的编写
7.5.1 设计报告的编写
7.5.2 总结报告的编写
参考文献
附录 电子系统设计题选

前言/序言

　　这本《电子系统设计》是国家“十一五”规划教材，它是在2004年8月出版的面向21世纪课程教材《电子系统设计》（第三版）基础上重新编写出版的。这本新编的“十一五”规划出版的《电子系统设计》与以前出版的第三版《电子系统设计》有着一系列重大差别。这是因为当前的电子系统设计领域的内容比起十年前而言有了新的发展。它表现在：①单片机系统及嵌入式系统已成为大多数电子系统不可或缺的基本组成；②众多的设计与模拟软件为人们打开了设计的大门；③功能强大、高集成度的功能模块电路日新月异；④可编程逻辑器件已被广泛用为电子系统的常用器件；⑤电力电子系统业已成为应用电子系统的重要方面。在这种环境下，人们设计电子系统的方法与以前有着很大差别。人们不再过多地埋头于应用传统的中小规模电路的设计中，而是优先考虑使用单片机最小系统作为待设计电子系统的核心部分。更多地选用适当的大规模功能模块电路构成电子系统，以提高产品性能、加快设计进程、减少设计时间。重视使用可编程逻辑器件。重视使用各种类型的软件，加速系统设计的进程。

《现代集成电路设计与工艺》 内容简介 本书旨在为读者构建一个全面而深入的现代集成电路设计与工艺知识体系。在当今信息技术飞速发展的浪潮中，集成电路作为其核心驱动力，其设计与制造的复杂性和重要性日益凸显。本书紧跟行业前沿，系统性地介绍了集成电路从概念设计到最终流片的全过程，涵盖了数字集成电路、模拟集成电路以及混合信号集成电路的设计方法，并深入探讨了与之配套的关键工艺技术。 第一部分：集成电路设计基础与方法论 本部分将引导读者从宏观层面理解集成电路设计的全貌，掌握现代设计流程与必备工具。 第一章：集成电路概述与发展趋势 回顾集成电路的起源与发展历程，梳理摩尔定律的演进及其对行业的影响。 详细介绍不同类型的集成电路（ASIC、FPGA、SoC、微处理器、DSP等）及其应用领域。 展望未来集成电路的发展趋势，包括先进工艺节点的挑战、新材料的应用、异构计算、低功耗设计、人工智能芯片等。 强调集成电路设计工程师的角色与职责，以及行业对人才的需求。 第二章：硬件描述语言（HDL）基础 重点介绍Verilog HDL和VHDL两种主流的硬件描述语言。 讲解HDL的基本语法、数据类型、运算符、过程块、时序控制等核心概念。 演示如何使用HDL进行行为级、寄存器传输级（RTL）和门级的设计建模。 通过实例讲解HDL在组合逻辑和时序逻辑电路设计中的应用。 强调HDL的可综合性要求，为后续逻辑综合打下基础。 第三章：逻辑综合与优化 深入阐述逻辑综合的原理与流程，解释如何将HDL代码转化为门级网表。 介绍常用的逻辑综合工具及其工作方式。 讲解影响综合结果的关键因素，如时序约束、面积约束、功耗约束。 探讨各种优化技术，包括逻辑优化、寄存器复制、复制门、重定时等，以达到设计目标。 讲解如何分析综合后的网表，识别潜在问题并进行优化。 第四章：静态时序分析（STA） 详细讲解静态时序分析的基本概念，包括时钟周期、建立时间、保持时间、时钟歪斜、时钟抖动等。 介绍时序路径的类型（输入路径、输出路径、寄存器到寄存器路径）以及如何计算时序裕量。 讲解STA工具的工作原理，如何生成和解读STA报告。 探讨时序违例的常见原因及解决方法，如增加时钟频率、优化逻辑、调整布局布线等。 强调STA在验证设计时序正确性中的关键作用。 第五章：物理设计流程概览 系统介绍物理设计（布局布线）的整个流程，包括综合后的网表导入、标准单元库的选取、功耗网格的创建等。 讲解布局（Placement）的目标与方法，如何将逻辑门放置在芯片上的最优位置。 详细介绍布线（Routing）的挑战与技术，包括全局布线、详细布线、时钟树综合（CTS）。 阐述物理验证（Physical Verification）的重要性，包括设计规则检查（DRC）、版图与原理图一致性检查（LVS）。 介绍版图生成与输出（GDSII/OASIS）的过程。 第二部分：数字集成电路设计详解 本部分将聚焦于数字集成电路的专项设计技术，为构建复杂的数字系统提供理论和实践指导。 第六章：组合逻辑电路设计 深入讲解组合逻辑电路的设计原则，包括输入输出关系、无记忆性等。 介绍常用的组合逻辑模块，如译码器、编码器、多路选择器、加法器、减法器、比较器、逻辑门阵列等。 演示如何使用HDL描述和综合这些组合逻辑电路。 讲解组合逻辑电路的时序问题（如冒险）及其避免方法。 第七章：时序逻辑电路设计 深入讲解时序逻辑电路的设计原则，包括对时钟信号的依赖性、状态存储等。 介绍常见的时序逻辑单元，如触发器（D触发器、JK触发器、T触发器）、锁存器。 详细讲解移位寄存器、计数器（同步计数器、异步计数器）、有限状态机（FSM）的设计。 演示如何使用HDL描述和综合这些时序逻辑电路。 强调时序逻辑电路的时序约束和时钟策略。 第八章：存储器设计与应用 详细介绍片上存储器的结构与原理，包括SRAM、DRAM。 讲解各种存储器单元（如单端口RAM、双端口RAM、ROM、FPGA内部存储器）的设计与接口。 介绍存储器测试与验证的方法。 探讨不同存储器在芯片设计中的权衡与选择。 第九章：时钟信号设计与管理 深入讲解时钟信号在数字系统中的重要性，以及理想时钟的特性。 介绍时钟生成电路（PLL、MMCM）的工作原理。 详细讲解时钟树综合（CTS）的目标、算法与实现，以确保时钟信号的低偏斜和低偏斜。 探讨多时钟域设计、时钟门控、时钟频率切换等复杂时钟管理技术。 第十章：低功耗数字集成电路设计 分析数字电路的功耗来源（动态功耗、静态功耗）。 介绍多种低功耗设计技术，包括时钟门控、电源门控、多电压域设计、动态电压频率调整（DVFS）。 讲解功耗分析工具的使用，以及如何优化设计以降低功耗。 探讨低功耗设计在移动设备、物联网等领域的关键作用。 第三部分：模拟与混合信号集成电路设计 本部分将拓展至模拟和混合信号领域，介绍这些复杂系统设计所需的核心理论和技术。 第十一章：模拟集成电路基础 介绍模拟电路的基本概念，包括电压、电流、阻抗、导纳、增益、带宽等。 讲解MOSFET和Bipolar晶体管在模拟电路中的基本模型与特性。 介绍基本的模拟电路模块，如电流镜、差分放大器、运算放大器、电压跟随器、滤波器等。 分析模拟电路设计中的噪声、失真、线性度、稳定性等关键指标。 第十二章：数据转换器设计 详细介绍模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）的分类、原理和性能指标（分辨率、采样率、非线性度等）。 讲解不同ADC架构（如逐次逼近型、Σ-Δ型、流水线型、比较器阵列型）的设计要点。 讲解不同DAC架构（如电阻梯形DAC、权电流DAC）的设计要点。 探讨数据转换器在通信、音频、视频等领域的应用。 第十三章：混合信号集成电路设计 介绍混合信号集成电路的挑战，即如何将数字和模拟电路集成在同一芯片上。 讲解数字与模拟信号的交互接口（如I/O接口、采样时钟）。 介绍常用的混合信号设计方法，如混合信号仿真。 探讨混合信号电路设计的版图约束和隔离技术。 第四部分：集成电路制造工艺与测试 本部分将深入探讨集成电路制造的关键工艺流程，以及设计完成后必不可少的测试环节。 第十四章：半导体制造工艺基础 介绍硅晶圆的制备过程，包括单晶硅生长、外延生长。 详细讲解光刻（Photolithography）技术，包括光刻胶、掩模版、曝光、显影等。 介绍薄膜沉积技术，包括化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）。 讲解刻蚀技术，包括干法刻蚀（等离子刻蚀）和湿法刻蚀。 介绍离子注入（Ion Implantation）技术，用于改变半导体材料的导电类型和浓度。 讲解金属互连工艺，包括多晶硅栅、金属栅、金属布线层。 第十五章：先进制造工艺与器件 介绍FinFET、GAAFET等先进晶体管结构，及其在缩小尺寸和提升性能方面的优势。 探讨铜互连、低介电常数材料（low-k）等在提高互连性能方面的应用。 介绍3D集成、异质集成等新兴制造技术。 讨论制造过程中遇到的关键挑战，如良率、功耗、可靠性。 第十六章：集成电路测试与可靠性 讲解集成电路测试的目的与分类，包括晶圆级测试、封装后测试。 介绍常用的测试方法，如功能测试、直流参数测试、交流参数测试、时序测试。 讲解失效分析（Failure Analysis）的基本流程和常用技术。 探讨集成电路的可靠性问题，如电迁移（EM）、热应力（TS）、量子隧穿（QT）等。 介绍加速寿命测试（ALT）及其在评估可靠性中的作用。 本书特色 理论与实践相结合： 本书不仅深入讲解了集成电路设计的理论基础，还结合了实际的设计流程和工具链，通过丰富的实例帮助读者理解抽象概念。 系统性强： 内容覆盖了数字、模拟、混合信号集成电路以及相关的制造工艺和测试技术，为读者构建了一个完整的知识框架。 前沿性： 紧跟集成电路领域的最新技术发展，如先进工艺节点、新材料、低功耗设计、AI芯片等，使读者能够掌握行业发展的脉搏。 易于理解： 语言清晰流畅，逻辑结构严谨，配以图表和流程示意，降低了学习难度。 适用读者 本书适合于电子信息工程、微电子学、集成电路设计等相关专业的本科生、研究生，以及从事集成电路设计、工艺、测试的工程师和研究人员。通过学习本书，读者将能够掌握现代集成电路设计与工艺的核心知识和技能，为从事相关领域的工作奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，恰逢我刚踏入电子工程领域，对“系统”二字既熟悉又感到陌生。它承诺的是一种从整体视角理解电子产品设计的方法论，而不是零散的元器件知识堆叠。我一直觉得，很多时候我们被细节淹没，忘记了最终要解决的是什么问题，要达到什么目标。这本书的名字就恰好击中了我的痛点，它似乎在指引我如何搭建一个完整的电子乐章，而不是只关注单音符的技巧。我期望它能教会我如何将那些抽象的功能需求，转化为具体的、可实现的硬件架构，并在这个过程中考虑功耗、性能、成本等方方面面的平衡。我特别希望能看到一些关于不同类型电子系统（比如嵌入式系统、通信系统、电源管理系统等）的设计思想和流程的对比分析，这样我才能更清晰地认识到不同领域的设计侧重点和挑战。

评分☆☆☆☆☆

翻开这本《电子系统设计》，我首先被其厚重的篇幅所吸引，这似乎预示着内容的深度和广度。作为一名即将毕业的本科生，我对于“系统设计”这个概念既充满好奇又有些畏惧。学校的课程往往偏重于单门学科的知识点，而这本书则像一座桥梁，试图连接起这些零散的知识，形成一个完整的知识体系。我渴望从中学习到如何从宏观层面把握一个电子产品的整体架构，如何进行模块划分和接口定义，以及如何进行系统的仿真和测试。特别是书中提到的“国家级规划教材”的身份，让我对它的教学理念和内容设置更加信任，希望它能够帮助我打下坚实的基础，为我未来的学习和职业发展铺平道路。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，这本《电子系统设计》的第4版，对我这个已经工作了几年的工程师来说，就像一次及时的“充电”。早期的项目经验让我体会到了理论与实践之间的鸿沟，很多时候是靠摸索和试错才得以完成。而本书的出现，恰恰填补了我知识体系中的一些空白，尤其是在系统集成和验证方面。我一直在思考，如何才能更有效地预测和规避设计中的潜在风险，如何才能设计出更具鲁棒性和可维护性的系统。本书的“十一五国家级规划教材”的定位，让我对其内容的严谨性和前瞻性充满了期待，希望它能提供一些前沿的设计理念和工程实践，帮助我跳出舒适区，提升解决复杂工程问题的能力。我对书中关于低功耗设计和嵌入式系统优化的章节尤其感兴趣，这正是我目前工作中最常遇到的挑战。

评分☆☆☆☆☆

我之所以选择这本《电子系统设计》，主要还是看中了它的“十一五国家级规划教材”这个标签，这通常意味着内容经过了严格的审定，并且具有一定的代表性和前瞻性。作为一名在电子行业摸爬滚打多年的工程师，我深知理论知识的重要性，但更重要的是如何将其转化为解决实际问题的能力。我希望这本书能够提供一些实用的设计技巧和工程经验，帮助我理清思路，优化设计方案，提高工作效率。我对书中关于系统可靠性和安全性的章节非常感兴趣，这在当前竞争激烈的市场环境中，是产品能否脱颖而出的重要因素。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题《电子系统设计》本身就极具吸引力，尤其是“第4版”和“普通高等教育十一五国家级规划教材”这样的后缀，让我对它的内容质量和权威性充满了信心。我一直在寻找一本能够系统性梳理电子系统设计流程的教材，而不是零散地介绍各种元器件和电路。我希望这本书能够涵盖从需求分析、方案设计、硬件实现、软件开发到系统验证等全流程，并且在每个环节都能提供清晰的指导和实用的方法。我对书中关于系统级仿真和模型构建的部分特别关注，因为我相信在现代电子产品开发中，高效的仿真和验证是保证产品质量和缩短开发周期的关键。