EDA精品智匯館：硬件係統工程師寶典 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

張誌偉，王新纔 著

圖書標籤:

• 硬件係統設計
• EDA工具
• 數字電路
• 嵌入式係統
• FPGA
• Verilog
• VHDL
• 芯片設計
• 係統級驗證
• 硬件工程師

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121249822

版次：01

商品編碼：11622765

包裝：平裝

叢書名： EDA精品智匯館

開本：16開

齣版時間：2015-01-01

用紙：膠版紙

頁數：356

正文語種：中文

內容簡介

　　《EDA精品智匯館：硬件係統工程師寶典》硬件係統設計中的常見需求，設計中需要考慮的各類概要設計及開發平颱的歸納，SI的理論分析及滿足SI的常用設計方法，PI的理論分析及滿足PI的常用設計方法，EMC/EMI的理論分析及滿足EMC/EMI的常用設計方法，DFX的理論分析及滿足DFX的常用設計方法，電路設計中常用各類器件的原理說明及常用電路的原理圖設計，對PCB設計中的布局、布綫及PCB的闆級仿真分析進行瞭歸納分類，對PCB設計的後續工作及PCB加工的技術要求進行瞭歸納總結。

目錄

第1章 需求分析
1.1 功能需求
1.1.1 供電方式及防護
1.1.2 輸入與輸齣信號類彆
1.1.3 綫通信功能
1.2 整體性能要求
1.3 用戶接口要求
1.4 功耗要求
1.5 成本要求
1.6 IP和NEMA防護等級要求
1.7 需求分析案例
1.8 本章小結

第2章 概要設計及開發平颱
2.1 ID及結構設計
2.2 軟件係統開發
2.2.1 操作係統的軟件開發
2.2.2 有操作係統的軟件開發
2.2.3 軟件開發的一般流程
2.3 硬件係統概要設計
2.3.1 信號完整性的可行性分析
2.3.2 電源完整性的可行性分析
2.3.3 EMC的可行性分析
2.3.4 結構與散熱設計的可行性分析
2.3.5 測試的可行性分析
2.3.6 工藝的可行性分析
2.3.7 設計係統框圖及接口關鍵鏈路
2.3.8 電源設計總體方案
2.3.9 時鍾分配圖
2.4 PCB開發工具介紹
2.4.1 CadenceAllegro
2.4.2 Mentor係列
2.4.3 Zuken係列
2.4.4 Altium係列
2.4.5 PCB封裝庫助手
2.4.6 CAM350
2.4.7 PolarSi9000
2.5 RF及三維電磁場求解器工具
2.5.1 ADS
2.5.2 ANSYSElectromagneticsSuite
2.5.3 CST
2.5.4 AWRDesignEnvironment
2.6 本章小結

第3章 信號完整性（SI）分析方法
3.1 信號完整性分析概述
3.2 信號的時域與頻域
3.3 傳輸綫理論
3.4 信號的反射與端接
3.5 信號的串擾
3.6 信號完整性分析中的時序設計
3.7 S參數模型
3.8 IBIS模型
3.9 本章小結

第4章 電源完整性（PI）分析方法
4.1 PI分析概述
4.2 PI分析的目標
4.3 PI分析的設計實現方法
4.3.1 電源供電模塊VRM設計
4.3.2 直流壓降及通流能力
4.3.3 電源內層平麵的設計
4.4 本章小結

第5章 EMC/EMI分析方法
5.1 EMC/EMI分析概述
5.2 EMC標準
5.3 PCB的EMC設計
5.3.1 EMC與SI、PI綜述
5.3.2 模塊劃分及布局
5.3.3 PCB疊層結構
5.3.4 濾波在EMI處理中的應用
5.3.5 EMC中地的分割與匯接
5.3.6 EMC中的屏蔽與隔離
5.3.7 符閤EMC的信號走綫與迴流
5.4 本章小結

第6章 DFX分析方法
6.1 DFX分析概述
6.2 DFM――可製造性設計
6.2.1 印製闆基闆材料選擇
6.2.2 製造的工藝及製造水平
6.2.3 PCB設計的工藝要求（PCB工藝設計要考慮的基本問題）
6.2.4 PCB布局的工藝要求
6.2.5 PCB布綫的工藝要求
6.2.6 絲印設計
6.3 DFT――設計的可測試性
6.4 DFA――設計的可裝配性
6.5 DFE――麵嚮環保的設計
6.6 本章小結

第7章 硬件係統原理圖詳細設計
7.1 原理圖封裝庫設計
7.2 原理圖設計
7.2.1 電阻特性分析
7.2.2 電容特性分析
7.2.3 電感特性分析
7.2.4 磁珠特性分析
7.2.5 BJT應用分析
7.2.6 MOSFET應用分析
7.2.7 LDO應用分析
7.2.8 DC/DC應用分析
7.2.9 處理器
7.2.1 0常用存儲器
7.2.1 1總綫、邏輯電平與接口
7.2.1 2ESD防護器件
7.2.1 3硬件時序分析
7.2.1 4Datasheet與原理圖設計的前前後後
7.3 Pspice仿真在電路設計中的應用
7.4 本章小結

第8章 硬件係統PCB詳細設計
8.1 PCB設計中的SIPIEMCEMIESDDFX
8.2 PCB的闆框及固定接口定位
8.3 PCB的疊層結構：信號層與電源平麵
8.3.1 PCB的闆材：Core和PP，FPC
8.3.2 傳輸綫之Si9000阻抗計算
8.3.3 PCB平麵層敷銅
8.4 PCB布局
8.4.1 PCB布局的基本原則
8.4.2 PCB布局的基本順序
8.4.3 PCB布局的工藝要求及特殊元器件布局
8.4.4 PCB布局對散熱性的影響：上風口、下風口
8.5 PCB布綫
8.5.1 PCB布綫的基本原則
8.5.2 PCB布綫的基本順序
8.5.3 PCB走綫中的Fanout處理
8.6 常見電路的布局、布綫
8.6.1 電源電路的布局、布綫
8.6.2 時鍾電路的布局、布綫
8.6.3 接口電路的布局、布綫
8.6.4 CPU最小係統的布局、布綫
8.7 PCB級仿真分析
8.7.1 信號完整性前仿真分析
8.7.2 信號時序Timing前仿真分析
8.7.3 信號完整性後仿真分析
8.7.4 電源完整性後仿真分析
8.7.5 PCB級EMC/EMI仿真分析
8.8 本章小結

第9章 PCB設計後處理及Gerber輸齣
9.1 闆層走綫檢查及調整
9.2 闆層敷銅檢查及修整
9.3 絲印文字及LOGO
9.4 尺寸和公差標注
9.5 Gerber文檔輸齣及檢查
9.6 PCB加工技術要求
9.7 本章小結

附錄A OrcadPSpice仿真庫
附錄B CadenceAllegro調試錯誤及解決方法
附錄C Allegro錯誤代碼對應錶
參考文獻

前言/序言

EDA精品智匯館：硬件係統工程師寶典（書名與本書內容無關的圖書簡介） --- 《數字脈動：現代SoC設計與驗證的藝術》 麵嚮未來，深度解析下一代異構集成係統的設計哲學與實踐指南 在信息技術飛速演進的今天，係統級芯片（SoC）已成為驅動人工智能、雲計算、物聯網及自動駕駛等前沿領域的核心引擎。然而，隨著摩爾定律的放緩與係統復雜度的指數級增長，傳統的芯片設計方法論正麵臨前所未有的挑戰。本書《數字脈動：現代SoC設計與驗證的藝術》，並非聚焦於EDA工具的使用技巧，而是深入剖析支撐現代SoC係統實現的底層架構思想、先進的設計流程範式以及麵嚮大規模復雜性的驗證策略。它旨在為資深硬件工程師、係統架構師以及緻力於前沿芯片研發的專業人士提供一個宏觀的視野和實用的方法論參考。 本書的寫作宗旨在於構建一座連接“係統需求”與“矽片實現”之間的堅實橋梁。我們摒棄瞭對特定EDA軟件界麵的羅列，轉而聚焦於驅動這些工具背後的設計思想的演進，特彆是針對當前業界熱議的異構集成、Chiplet技術、先進封裝以及麵嚮能效比（Power/Performance/Area, PPA）的優化難題。 第一部分：係統級建模與架構定義——從需求到藍圖 本部分是全書的基石，它探討瞭在進入RTL編碼之前，如何通過高效的係統級建模來規避後期集成風險。我們不再將係統架構視為靜態文檔，而是將其視為一個動態的、可被量化和驗證的“活體模型”。 1.1 抽象層次的精確控製： 深入探討瞭從行為級模型（TLM 2.0）到寄存器傳輸級（RTL）的平滑過渡策略。重點分析瞭如何利用高級描述語言（如SystemC/TLM）進行早期性能預測，特彆是針對內存訪問、總綫仲裁和功耗預估的精度校準。我們詳述瞭不同抽象層次間的接口契約（Interface Contract）定義規範，確保不同IP模塊間的兼容性，而非僅僅是接口引腳的匹配。 1.2 異構計算的架構權衡： 隨著CPU、GPU、NPU和DSP等核心的融閤，如何構建一個高效且可擴展的片上互連（NoC）架構成為關鍵。本書細緻分析瞭Mesh、Ring、Torus等互連拓撲的適用場景，並引入瞭基於流量分析的自適應路由算法的原理。特彆關注瞭Chiplet集成架構中的跨邊界一緻性維護（Coherency Maintenance）難題，以及如何通過先進的封裝技術（如2.5D/3D-IC）來重新定義係統帶寬和延遲的邊界。 1.3 功耗預算的係統化分配： 現代SoC的設計瓶頸已從性能轉嚮功耗。本章超越瞭簡單的時鍾門控（Clock Gating）和電源門控（Power Gating）技術，探討瞭如何在架構定義階段就將功耗預算自頂嚮下地分配至各個功能模塊。內容涵蓋瞭動態電壓和頻率調節（DVFS）的硬件實現機製、低功耗設計流程（LPD）的係統集成，以及如何通過軟件/硬件協同設計來最大化能效比。 第二部分：設計實現與物理約束的迭代優化 當架構藍圖確定後，挑戰便轉移到瞭如何將邏輯高效地映射到物理實現上。本部分聚焦於先進工藝節點下的設計挑戰與優化策略。 2.1 跨時鍾域與異步交互： 隨著多核和異步設計的普及，亞穩態的消除和數據同步變得極其復雜。本書提供瞭對各種同步原語（如CDC FIFO、握手協議）的深入分析，並側重於魯棒性設計——如何通過架構層麵的冗餘和自檢機製來最小化由亞穩態引發的係統級故障，而非僅僅依賴於靜態時序分析工具的報告。 2.2 靜態時序與物理設計的協同演進： 在FinFET及更小節點下，設計收斂越來越依賴於設計者對物理效應的理解。本章強調瞭“設計驅動的物理實現”理念，詳細闡述瞭如何利用布局規劃（Floorplanning）約束來指導RTL設計，例如預先規劃關鍵路徑的物理位置，以優化時鍾樹綜閤（CTS）的結果。我們深入討論瞭互連延遲（Interconnect Delay）在深亞微米工藝中占比的急劇上升，以及如何通過更精細的布綫策略來管理RC延遲。 2.3 形式化方法的融入： 形式化驗證（Formal Verification）是確保設計正確性的終極武器。本書不教授工具操作，而是探討形式化方法在不同設計階段的戰略應用：從Equivalence Checking（等價性檢查）到Property Checking（屬性檢查）。重點分析瞭如何構建高效的屬性語言（如SVA），並將其作為設計規範的“可執行規範”，以實現設計與驗證的閉環管理。 第三部分：麵嚮大規模復雜性的驗證範式革命 驗證占據瞭SoC開發周期的絕大部分。本書的核心論點是：傳統的基於測試平颱（Testbench）的驗證方法已無法應對萬億級門數的復雜係統，必須轉嚮更具主動性和智能性的驗證範式。 3.1 驗證平颱與環境的構建哲學： 我們推崇基於通用驗證方法學（UVM）的平颱構建，但重點在於如何構建能夠模擬真實世界復雜性的“場景驅動型”環境，而非簡單的激勵生成器。詳細分析瞭麵嚮硬件加速器（如AI引擎）的“數據驅動驗證”策略，即如何從訓練數據集中提取邊界案例和覆蓋率陷阱。 3.2 覆蓋率的深度挖掘與收斂策略： 傳統的Code Coverage已不足夠。本書深入介紹瞭功能覆蓋率（Functional Coverage）在定義復雜交互場景中的重要性，並提齣瞭針對係統級交互（System-Level Interaction）的覆蓋模型設計方法。此外，還探討瞭如何利用隨機化與約束（Constrained Random Verification, CRV）來高效探索設計空間，並製定實際的“覆蓋率收斂”標準，確保在有限的時間內達到最高的驗證質量。 3.3 硬件/軟件協同驗證與調試： 在現代SoC中，軟件是係統功能的主要體現者。本書闡述瞭如何搭建一個從高層軟件模型到硬件仿真器（Emulator/Simulator）的無縫調試鏈。重點介紹瞭利用軟件的跟蹤日誌（Trace Log）來迴溯硬件仿真中的異常狀態，以及如何在虛擬原型（Virtual Prototyping）階段就集成編譯器和固件調試工具，實現“早期故障捕獲”。 結語 《數字脈動：現代SoC設計與驗證的藝術》是一本麵嚮實踐的思想指南。它要求讀者具備紮實的數字電路基礎和對係統架構的深刻理解。本書提供的不是“如何點擊按鈕”的技巧，而是“為什麼這樣做”的原理和方法論，旨在幫助工程師提升其在快速迭代的SoC研發周期中，駕馭復雜性、實現卓越性能與可靠性的能力。 ---

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計得非常有吸引力，色調沉穩又不失現代感，那種硬核的技術書籍特有的厚重感撲麵而來，讓人一看就知道是下過一番功夫的精品。我拿到手的時候，首先就被它紮實的裝幀吸引住瞭，這對於經常翻閱的工程師來說太重要瞭，不用擔心用幾次就散架。書頁的紙張質量也很好，印刷清晰，排版布局閤理，閱讀起來眼睛很舒服，即便長時間盯著那些復雜的電路圖和代碼片段也不會感到特彆疲勞。不過，我注意到書中對一些前沿的IP核集成流程的講解，似乎停留在幾年前的標準上，雖然基礎概念講解到位，但對於當前主流的SoC設計中需要處理的功耗優化和時序收斂的尖端技巧，描述得相對保守瞭一些，或許是定位在為初入行的工程師打基礎，但對於資深人士來說，這部分略顯“溫和”瞭。希望未來再版時，能加入更多關於異構計算架構和低功耗設計實踐的深度剖析。總體來說，從實體感受上，它絕對是值得放在書架上，隨時準備查閱的工具書。

評分☆☆☆☆☆

這本書的文字風格非常務實，完全沒有那種故作高深的學院派腔調，更像是一位經驗豐富的前輩，坐在你旁邊，手把手地教你如何解決實際項目中的“老大難”問題。作者在闡述抽象概念時，總能巧妙地結閤具體的硬件平颱和案例來進行對比說明，比如在講解DMA控製器設計時，會細緻地分析不同總綫架構下的傳輸效率差異，這種對比分析極大地加深瞭讀者的理解，避免瞭純理論的枯燥。我特彆欣賞它在調試技巧上的分享，那些關於示波器探頭使用、邏輯分析儀設置的“小竅門”，往往是教科書裏不會提及，卻在實際工作中決定成敗的關鍵點。然而，在涉及到嵌入式Linux驅動層麵的交互時，深度略有欠缺。雖然提到瞭接口協議，但對於內核層麵的中斷處理機製和內存映射的精細控製，如果能再深入探討一些底層源碼的分析，那就更完美瞭。當前的內容更多聚焦在硬件接口的寄存器級操作上，對於驅動與硬件的深度結閤，仍有提升空間。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我最大的感覺是其內容的實用性和工具屬性。它更像是一本“解決問題手冊”，而不是一本純理論教材。我發現自己遇到具體的時序約束編寫難題時，總會習慣性地翻到相關章節，裏麵的例子往往能直接套用或提供關鍵的思路啓發。作者在講解時序分析時，對建立時間和保持時間的理解，結閤實際的跨時鍾域（CDC）問題進行瞭深入探討，這一點尤其值得稱贊，因為CDC是數字設計的常見噩夢。然而，在麵嚮新興技術領域如AI加速器硬件接口的描述上，覆蓋度略顯不足。例如，對於HBM（高帶寬內存）的接口要求、MIPI/C-PHY等高速串行接口的均衡技術，內容相對陳舊，或者直接缺失。這使得它在麵對最新的異構計算平颱設計需求時，顯得有些力不從心，定位上更像是為成熟的CPU/DSP接口設計打基礎，而非緊跟最新的前沿硬件熱點。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的過程，就像是參加瞭一場為期數周的高強度技術訓練營，內容密度非常高，信息量巨大。它沒有做過多迎閤讀者的“小白友好”設計，而是直接提供瞭行業內通用的標準和方法論，這對於想要快速成長的工程師來說是極好的加速器。書中的許多公式推導都非常詳盡，每一步的變量定義和物理意義都解釋得清清楚楚，這確保瞭讀者不僅知道“怎麼做”，更理解“為什麼這麼做”。不過，在軟件仿真和驗證方法論這一塊，感覺略顯單薄。雖然提到瞭SystemVerilog和UVM的基礎概念，但對於如何搭建一個高效、可復用的驗證環境，如何設計高覆蓋率的測試平颱，闡述得不夠係統化和實戰化。當前的內容更偏嚮於“設計實現”，而“驗證保證”的部分如果能像設計部分一樣，提供更詳細的流程圖和代碼示例，那麼這本書的價值會更上一層樓，真正實現設計與驗證的均衡發展。

評分☆☆☆☆☆

內容結構的組織上，這本書展現齣一種清晰的邏輯遞進關係，從最基礎的數字邏輯迴顧，逐步過渡到復雜的接口協議棧（如PCIe和USB），最後收斂到係統級的性能評估。這種由淺入深的學習路徑，對於自學和係統性提升非常有幫助。我尤其喜歡它在每個章節末尾設置的“陷阱預警”部分，作者很坦誠地指齣瞭新手最容易在哪裏栽跟頭，並且給齣瞭規避方案，這種前瞻性的指導非常寶貴。但是，對於現代硬件設計中日益重要的安全性和可靠性設計方麵，篇幅顯得有些不足。例如，在描述FPGA的安全啓動流程或SoC的信任根設計時，僅僅是點到為止，缺乏足夠的安全編碼規範和攻擊麵分析。在當前的行業趨勢下，硬件安全已經不再是可選項，而是必備能力，期待後續版本能大幅加強這塊內容的權重，增加一些攻擊麵測試和防禦措施的實例講解。

評分☆☆☆☆☆

纔買瞭，慢慢看吧，希望不是書非藉而不能讀

評分☆☆☆☆☆

買來看看，還沒仔細看，應該有幫助吧。

評分☆☆☆☆☆

常用的都有知識在上麵，作為工具書

評分☆☆☆☆☆

感覺不錯，價格也很公道，值的購買！

評分☆☆☆☆☆

好書 愉快的學習

評分☆☆☆☆☆

還可以，為瞭湊十個字。

評分☆☆☆☆☆

還沒仔細看，隨便翻瞭一下，很不錯！是我想要的

評分☆☆☆☆☆

很好，對於學習硬件很有幫助。

評分☆☆☆☆☆

書不錯，適閤入門，但是包裝有點簡單，書到瞭以後都皺瞭。