数字电路逻辑设计-第三版 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王毓银 著

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出版社： 高等教育出版社（蓝色畅想）

ISBN：9787040494011

商品编码：26620290843

出版时间：2018-02-01

基本信息

商品名称： 数字电路逻辑设计-第三版	出版社： 高等教育出版社（蓝色畅想）	出版时间：2018-02-01
作者：王毓银	译者：	开本： 16开
定价： 51.00	页数：417	印次： 1
ISBN号：9787040494013	商品类型：图书	版次： 3

《电子设计自动化：从原理到实践》 书籍简介 在当今飞速发展的电子信息时代，集成电路（IC）的设计与制造已成为推动科技进步的核心驱动力。从智能手机到超级计算机，从医疗设备到航空航天，无处不在的电子产品都依赖于复杂的集成电路。而实现这些高性能、低功耗、高可靠性集成电路的关键，在于掌握先进的电子设计自动化（EDA）技术。《电子设计自动化：从原理到实践》正是这样一本旨在为读者提供全面、深入的EDA知识体系的著作。 本书并非仅仅罗列枯燥的理论，而是以一种循序渐进、由浅入深的方式，带领读者从EDA的基本概念和发展历程入手，逐步深入到各种主流EDA工具的使用技巧，并最终掌握在实际项目开发中如何运用EDA技术解决复杂设计问题。全书内容覆盖了数字集成电路设计的完整流程，包括逻辑综合、布局布线、时序分析、功耗分析、验证等关键环节，并着重介绍了与这些环节紧密相关的EDA工具及其背后的算法原理。 核心内容概述 第一部分：EDA概论与设计流程 本部分旨在为读者建立对EDA的宏观认识。我们将首先探讨EDA的起源与发展，了解其如何从手工布线演进到如今高度自动化的设计流程，以及EDA技术在整个电子产业中的战略地位。接着，我们将详细解析现代集成电路设计的标准流程，即从高层次的系统建模，到RTL（Register Transfer Level）设计，再到门级网表（Netlist）的生成，直至最终的版图（Layout）输出。这一流程的梳理，将帮助读者清晰地认识到EDA在设计链条中扮演的关键角色，以及各个环节之间的紧密联系。 第二部分：逻辑综合（Logic Synthesis） 逻辑综合是EDA技术中的核心环节之一，其目标是将描述电路行为的高层次语言（如Verilog或VHDL）转换为门级网表。本部分将深入剖析逻辑综合的原理，包括如何将行为级代码转化为组合逻辑和时序逻辑，以及如何优化电路以满足面积、时序和功耗的要求。我们将介绍常用的综合算法，例如卡诺图（Karnaugh Map）的原理、真值表（Truth Table）的表示法、状态机（Finite State Machine, FSM）的优化等。此外，本书还将详细讲解如何使用主流的逻辑综合工具（例如Synopsys Design Compiler或Cadence Genus），包括其基本命令、约束文件的编写、目标库的选择以及综合结果的分析与调试。读者将学习如何通过调整综合选项和约束来优化设计性能，并理解综合工具在权衡设计指标方面的决策过程。 第三部分：静态时序分析（Static Timing Analysis, STA） 在高速数字电路设计中，时序问题是导致功能失效的常见原因。静态时序分析是一种不依赖于测试向量的、完全基于电路结构和时序模型的分析方法，能够高效地检测出设计中的时序违例。本部分将详细介绍STA的基本概念，包括建立时间（Setup Time）、保持时间（Hold Time）、时钟延迟（Clock Skew）、时钟抖动（Clock Jitter）等。我们将深入探讨STA的计算原理，例如如何计算路径延迟（Path Delay），以及如何检查所有关键路径是否满足时序要求。本书还将引导读者掌握使用STA工具（如Synopsys PrimeTime或Cadence Tempus）的技巧，包括如何设置时序约束、如何解读STA报告、如何定位和修复时序违例，以及如何进行模式（Mode）和角（Corner）分析。 第四部分：布局与布线（Place & Route, P&R） 逻辑综合输出的门级网表需要被转化为物理实现的版图。布局（Placement）是指将逻辑门和寄存器放置在芯片上的最优位置，而布线（Routing）则是将这些放置好的元件通过金属层连接起来。本部分将深入讲解P&R的复杂性，包括其目标（最小化面积、缩短布线长度、降低功耗、满足时序）和面临的挑战（如拥塞、串扰）。我们将介绍P&R流程中的关键步骤，如宏单元放置（Macro Placement）、标准单元放置（Standard Cell Placement）、全局布线（Global Routing）、详细布线（Detailed Routing）以及时钟树综合（Clock Tree Synthesis, CTS）。同时，本书将指导读者如何使用P&R工具（如Synopsys IC Compiler II或Cadence Innovus），包括如何进行物理约束的设置、如何管理设计规则（Design Rule Check, DRC）与版图寄生参数提取（Parasitic Extraction），以及如何分析和优化P&R结果。 第五部分：验证与仿真（Verification & Simulation） 验证是确保集成电路设计正确性的关键环节，占据了整个设计周期中相当大的比例。本部分将探讨不同层次的验证方法，从行为级仿真（Behavioral Simulation）到门级仿真（Gate-Level Simulation），再到功能覆盖率（Functional Coverage）和时序覆盖率（Timing Coverage）的度量。我们将介绍硬件验证语言（HVL）如SystemVerilog在验证中的应用，包括如何编写验证环境、如何设计测试平台、如何使用断言（Assertions）来检查设计属性。此外，本书还将涉及一些高级验证技术，如形式验证（Formal Verification）以及约束随机测试（Constrained Random Testing），并介绍常见的仿真器工具（如Synopsys VCS或Cadence Xcelium）的使用。 第六部分：功耗分析与优化（Power Analysis & Optimization） 在现代集成电路设计中，功耗已成为一个与性能同等重要的指标。过高的功耗不仅会增加散热系统的成本，还会限制芯片的续航能力，甚至影响其长期可靠性。本部分将深入研究数字电路的功耗模型，包括动态功耗（Dynamic Power）和静态功耗（Static Power）。我们将详细介绍功耗分析的方法，并讲解如何使用专门的功耗分析工具（如Synopsys PrimePower或Cadence Voltus）来预测和度量设计功耗。此外，本书还将探讨多种功耗优化技术，如时钟门控（Clock Gating）、多电压域（Multi-Voltage Domain, MVD）、动态电压频率调整（Dynamic Voltage and Frequency Scaling, DVFS）等，并指导读者如何在EDA工具中应用这些技术来实现低功耗设计。 第七部分：先进EDA技术与前沿趋势 随着工艺节点的不断缩小和设计复杂度的急剧增加，EDA技术也在不断演进。本部分将触及一些先进的EDA技术和当前的设计趋势，例如： 先进工艺节点的挑战： 探讨7nm、5nm甚至更先进工艺节点带来的设计挑战，如量子效应、互连线电阻电容的增强、以及新的设计规则。 三维集成电路（3D IC）设计： 介绍3D IC的基本概念、设计挑战以及相应的EDA支持。 人工智能（AI）在EDA中的应用： 探讨AI技术如何被应用于优化逻辑综合、布局布线、验证等流程，提升设计效率和质量。 嵌入式软件与硬件协同设计： 强调软件和硬件协同设计的重要性，以及EDA工具如何支持这一流程。 可制造性设计（Design for Manufacturability, DFM）与可测试性设计（Design for Testability, DFT）： 讲解如何从设计阶段就考虑制造和测试的因素，以提高芯片的良率。 实践导向与工具结合 本书的最大特点在于其强烈的实践导向。在每一章节的讲解中，我们都会穿插实际的EDA工具操作示例，引导读者动手实践。通过这些实践操作，读者将能够更直观地理解理论知识，并学会如何将所学技能应用于真实的设计项目中。我们将重点介绍行业内主流的EDA工具，如Synopsys系列工具（Design Compiler, PrimeTime, IC Compiler II, VCS, PrimePower等）和Cadence系列工具（Genus, Tempus, Innovus, Xcelium, Voltus等）。通过对比不同工具的特点和使用方法，帮助读者建立对EDA工具生态的全面了解。 目标读者 本书适合以下人群阅读： 电子工程、微电子学、计算机科学等相关专业的本科生和研究生： 作为深入学习集成电路设计理论和EDA技术的教材或参考书。 集成电路设计工程师： 无论是在职新人还是资深工程师，都可以通过本书巩固基础、学习新的EDA工具和技术，提升设计能力。 对集成电路设计感兴趣的行业从业者： 包括FAE（现场应用工程师）、技术支持人员、项目经理等，希望了解EDA流程及其在实际项目中的应用。 从事相关领域研究的科研人员： 为研究提供坚实的理论基础和实践指导。 结语 《电子设计自动化：从原理到实践》是一本集理论深度、技术广度和实践指导于一体的著作。它不仅能帮助读者掌握集成电路设计的核心EDA技术，更能培养读者解决复杂设计问题的能力。在这个日新月异的电子技术领域，掌握强大的EDA工具和深刻的设计理念，是每一个电子工程师和技术爱好者的必备利器。本书将成为您通往卓越集成电路设计之路的得力助手。

评分☆☆☆☆☆

我最近在工作中有幸接触到《数字电路逻辑设计-第三版》，它给我带来了很多启发。作为一名已经工作多年的工程师，我习惯了使用高级的EDA工具进行设计，但有时也会怀念对底层原理的深入理解。这本书恰好满足了我的需求。它在讲解基本概念时，并没有停留在表面，而是深入到晶体管级别的开关特性，以及这些特性如何支撑起逻辑门的功能。这对于理解一些微小的性能差异或者排查深层次的逻辑问题非常有帮助。书中关于波形图的绘制和分析也非常专业，对于理解时序电路的动态行为至关重要。我特别欣赏它在讲解中遇到的例子，很多都是实际工程中会遇到的经典场景，比如如何设计一个简单的计数器，或者如何构建一个数据通路。这些例子不仅仅是理论的展示，更是一种思维方式的引导。这本书的语言风格也很严谨，没有过多的冗余，每个字都充满了信息量。对于已经有一定基础的读者来说，它提供了一个重新审视和巩固知识的机会，而且在很多细节的处理上，比我之前阅读过的其他教材更加精妙。

评分☆☆☆☆☆

读完《数字电路逻辑设计-第三版》，我最大的感受就是，它是一本非常“扎实”的书。作者在讲解每一个概念时，都力求做到详尽透彻，绝不含糊。例如，在讲解组合逻辑时，它不仅给出了各种逻辑功能的实现方法，还对不同方法的性能、功耗、延时等进行了对比分析，这对于工程师来说，是非常宝贵的工程经验。在时序逻辑方面，它对各种触发器的特性描述尤为细致，特别是对时序参数（如建立时间、保持时间）的解释，让我对数字电路的时序分析有了更深刻的认识。书中还穿插了大量实际应用案例，比如在微处理器、通信设备等领域的应用，这让我能够更直观地感受到数字电路的强大生命力。这本书的排版和图示也非常精美，阅读起来不会感到枯燥。对于任何想要深入了解数字电路原理并将其应用于实践的读者来说，这本书都是一本不可多得的宝典。

评分☆☆☆☆☆

作为一名电子工程专业的学生，我在学习数字电路的过程中，常常被各种各样的逻辑门和触发器搞得晕头转向。《数字电路逻辑设计-第三版》这本书，可以说是我的“救命稻草”。它用非常清晰的语言和丰富的插图，把我从混沌带到了明晰。从最基本的门电路，到组合逻辑（如加法器、减法器），再到时序逻辑（如计数器、寄存器），这本书的讲解层层递进，非常符合我的学习习惯。我特别喜欢它在讲解每个电路时，都会先介绍它的功能，然后给出实现它的逻辑表达式，再逐步讲解如何用基本门电路搭建起来。这种由表及里、由功能到实现的讲解方式，让我对数字电路的设计过程有了更深的理解。书中还专门讲解了如何使用硬件描述语言（HDL）来进行设计，虽然我还没有深入学习，但它让我看到了数字电路设计未来的方向。总的来说，这本书不仅教授了知识，更培养了我的逻辑思维能力和解决问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直就是为那些想要彻底理解数字电路“怎么工作”的人量身定做的！我之前看过的书，要么太过于理论化，要么太侧重于工具的使用，总感觉隔靴搔痒。《数字电路逻辑设计-第三版》的厉害之处在于，它非常注重“为什么”。为什么要有与门？它的真值表是如何推导出来的？为什么需要触发器？它的状态转移图有什么意义？这些根本性的问题，这本书都给出了清晰且富有逻辑的解答。在介绍组合逻辑时，它不仅给出了公式，还花费了大量篇幅解释这些公式背后的电路结构，以及不同实现方式的优缺点。对于时序逻辑，我尤其喜欢它对各种触发器（SR, JK, D, T）的详细比较，以及它们在构建更复杂电路（如寄存器、移位寄存器）中的作用。书中还专门辟章节讲解了同步和异步逻辑的区别，以及如何处理竞争冒险问题，这在实际电路设计中是至关重要的。这本书的练习题设计也很有水平，能够真正检验读者对知识的掌握程度。

评分☆☆☆☆☆

这本《数字电路逻辑设计-第三版》真是让我大开眼界！作为一名初涉数字电路领域的学生，我一直对那些复杂的逻辑门、时序电路感到头疼。然而，这本书以一种非常直观且循序渐进的方式，将我从迷茫带入了清晰。作者没有一开始就抛出晦涩的公式和抽象的概念，而是从最基础的二极管、三极管的开关特性讲起，一步步过渡到基本逻辑门（AND, OR, NOT），再到组合逻辑和时序逻辑。书中大量的图示简直是救星，将抽象的电路原理具象化，我常常对着图示反复琢磨，感觉就像在搭建真实的电路模型一样。尤其是关于卡诺图化简的部分，讲解得非常透彻，配合练习题，让我这个曾经对化简头疼不已的人，现在也能熟练运用。书中对于各种组合逻辑芯片（如编码器、译码器、多路选择器、数据选择器）的讲解，也足够细致，不仅讲解了它们的工作原理，还给出了实际的应用场景，这让我明白理论知识是如何落地到实际中的。更让我惊喜的是，它还触及了一些更高级的主题，比如有限状态机的设计，虽然我还在消化中，但这本书无疑为我打下了坚实的基础，让我对未来的学习充满了信心。