現代應用集成電路設計(Modern ASIC Design)(英文版) 周電 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

周電 著

圖書標籤:

• 集成電路設計
• ASIC
• 現代設計
• 周電
• 數字電路
• VLSI
• 芯片設計
• 電子工程
• 半導體
• 工藝與設計

店鋪： 讀者科技圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030317667

商品編碼：29431474632

包裝：平裝

齣版時間：2011-07-01

基本信息

書名：現代應用集成電路設計(Modern ASIC Design)(英文版)

定價：120.00元

作者：周電

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2011-07-01

ISBN：9787030317667

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.640kg

編輯推薦

---

本書介紹應用集成電路設計的整體流程以及流程涉及的每個步驟，這些步驟之間的內在關係，以及如何使用工業化的實際的集成電路計算機輔助設計軟件完成設計任務。本書的一個突齣特點是使用一個實際的應用設計例子，有限響應濾波器的設計，引導讀者走通設計的細節。這樣一個設計實例使得讀者獲得**手的設計經驗和使用工業化計算機輔助設計軟件的知識。書中附帶瞭這個設計案例的硬件描述語言代碼以供參考。

內容提要

---

本書基於作者周電在美國大學十幾年教授“現代應用集成電路設計”課程的手稿整理而成，主要內容包括應用集成電路設計流程、設計指標定義和規範、邏輯電路設計、物理設計、時間功耗性能分析及驗證測試。讀者需要有數字集成電路和硬件描述語言（VHDL）的基礎知識。按照具體課程設置的要求，本書可用於一個學期的教學內容，包括應用集成電路設計流程、設計指標定義和規範、邏輯電路設計及物理設計。關於集成電路發展的前沿問題，本書在第7章和第8章中以研究課題為背影介紹瞭基礎知識。
本書可作為電子和計算機工作專業的大學四年級或碩士研究生教材，也適於集成電路設計的專業人員參考閱讀。

目錄

---

PrefaceChapter 1 Introduction 1.1 History of Integrated Circuits 1.2 Roadmap of IC Technology 1.3 ASIC 1.4 Design Flow 1.5 CAD Tools 1.6 AnASIC Design Project MSDAP 1.7 How to Use This Book 1.8 Summery 1.9 Problems ReferencesChapter 2 VLSI Design Perspective and Flow 2.1 Introduction 2.2 VLSI Technology Trend 2.3 SoC 2.4 Methodology for Custom and Semi-custom IC Design 2.4.1 Gate array 2.4.2 Standard cell 2.4.3 FPGA 2.5 Design Domain and Perspective 2.6 Design Flow 2.7 Design Task 2.8 Summary 2.9 Problems ReferencesChapter 3 Specification Development 3.1 Introduction 3.2 AnASIC Project MSDAP 3.3 An Overall View of the Specific Requirement 3.3.1 The required putation method by the MSDAP 3.3.2 Additional information for the specification 3.4 The System Setting 3.5 I/O Interface and Pins 3.5.1 Pins and their assignments 3.5.2 Signal format and waveform 3.6 Other Issues of the Specification 3.7 Summary 3.8 Problems ReferencesChapter 4 Architecture Design 4.1 Introduction 4.2 Datapath Structure 4.2.1 Single processor sequential structure 4.2.2 Multi-processor parallel structure 4.3 Functional Blocks and IPs 4.3.1 IP core 4.3.2 Functional blocks in the MSDAP architecture 4.4 Time Budget and Scheduling 4.5 A Sample Architecture of the MSDAP Project 4.5.1 An architecture sample 4.5.2 Time budget justification of the proposed architecture 4.6 Summary 4.7 Problems ReferencesChapter 5 Logic and Circuit Design 5.1 Introduction 5.2 Combinational Logics 5.2.1 Decoder 5.2.2 Encoder 5.2.3 Multiplexer 5.2.4 Arithmetic logic blocks 5.3 Sequential Logics 5.3.1 Latch and flip-flop 5.3.2 Shift register 5.3.3 Counter 5.3.4 FSM 5.4 Datapath 5.5 Asynchronous Circuit 5.6 Summery 5.7 Problems ReferencesChapter 6 Physical Design 6.1 Introduction 6.2 Design Rules 6.3 Floorplan 6.4 Routing 6.4.1 Global routing 6.4.2 Local routing 6.5 Physical Layout Verification 6.5.1 DRC 6.5.2 XOR check 6.5.3 Antenna check 6.5.4 ERC 6.5.5 LVS check 6.6 Clock Network 6.7 Power Network 6.8 Engineering Change Order 6.9 Package 6.10 Summary 6.11 Problems ReferencesChapter 7 Timing, Power, and Performance Analysis 7.1 Introduction 7.2 Buffer Insertion Mechanism 7.3 Transistor and Gate Sizing 7.3.1 Transistor sizing 7.3.2 Buffer sizing 7.3.3 Gate sizing 7.4 Timing Analysis 7.4.1 Static timing analysis 7.4.2 DTA vs. STA 7.4.3 Circuit simulation in STA 7.5 Interconnect Model and Circuit Order Reduction 7.5.1 Lumped RC vs. distributed RLC model 7.5.2 Circuit order reduction 7.6 Low Power Design 7.7 Design for Manufacture 7.8 High-level Synthesis 7.9 Performance Bound Evaluation 7.10 Summary 7.11 Problems ReferencesChapter 8 Verification and Testing 8.1 Introduction 8.2 Digital Circuits Test 8.2.1 Fault modeling 8.2.2 Fault simulation 8.2.3 Test generation for binational logic 8.2.4 Test generation for sequential logic 8.2.5 ATPG using TetraMAX 8.3 BIST 8.3.1 The concept of BIST 8.3.2 TPG 8.3.3 ORA 8.3.4 BIST architectures 8.4 Scan and Boundary Scan 8.4.1 Digital DFT for scan 8.4.2 Scan chains 8.4.3 Digital boundary scan standard- IEEE 1149.1 8.5 Summary 8.6 Problems ReferencesAppendix A A MSDAP A.1 Introduction A.2 A MSDAPAppendix B A C-Program Implementing the Algorithm of the MSDAP B.1 Introduction B.2 The MSDAP Computation Method in C-CodeAppendix C An FSM for the MSDAP Operation Mode C.1 Introduction C.2 An FSM for the Operation Mode and System SettingAppendix D A Sample Project MSDAP Report D.1 Introduction D.2 A Sample Project MSDAP Report

作者介紹

---

文摘

---

序言

---

《現代應用集成電路設計》（Modern ASIC Design） 一本深入探討集成電路（ASIC）設計核心理念與前沿技術的實用指南 在當今飛速發展的電子科技領域，集成電路（Application-Specific Integrated Circuit, ASIC）扮演著至關重要的角色。從智能手機、高性能計算到汽車電子、醫療設備，ASIC的齣現極大地推動瞭各行各業的創新與進步。它們以其高度定製化、高性能、低功耗和高集成度的特點，成為現代電子係統設計的基石。 《現代應用集成電路設計》（Modern ASIC Design）是一本麵嚮工程師、研究人員以及對ASIC設計充滿熱情的學習者的權威著作。本書並非泛泛而談，而是深入剖析瞭ASIC設計流程中的每一個關鍵環節，從概念的萌芽到最終的芯片流片，無不涵蓋其中。它旨在為讀者提供一套係統、完整且貼閤行業實踐的設計方法論，幫助他們在復雜的ASIC設計領域遊刃有餘。 本書的核心內容涵蓋但不限於以下幾個方麵： 第一部分：ASIC設計基礎與流程概覽 在深入技術細節之前，本書首先為讀者構建起對ASIC設計的宏觀認識。這部分將詳細介紹ASIC相對於通用芯片（如FPGA）的優勢與劣勢，以及其在不同應用場景下的適用性。讀者將瞭解ASIC設計的典型流程，包括： 需求分析與規格定義： 如何準確理解應用需求，並將其轉化為可執行的芯片設計規格，這是ASIC設計成功的首要步驟。本書將強調規格定義的重要性，以及可能遇到的挑戰。 架構設計： 基於規格，設計齣高效、可擴展的芯片架構。這涉及到對整體功能模塊的劃分、接口定義以及性能瓶頸的預判。 RTL（Register Transfer Level）設計： 使用硬件描述語言（HDL），如Verilog或VHDL，將設計思想轉化為可綜閤的邏輯代碼。本書將深入講解HDL的語法、編碼風格以及一些高級設計技巧，以實現高效、可讀性強的RTL代碼。 邏輯綜閤（Logic Synthesis）： 將RTL代碼轉換為門級網錶（Netlist），即一係列標準邏輯門（如AND, OR, NOT, Flip-Flops）的連接。本書將探討綜閤工具的工作原理，以及如何通過約束（Constraints）來優化綜閤結果，以滿足時序、麵積和功耗的要求。 物理設計（Physical Design）： 這是將門級網錶轉化為實際芯片版圖的過程，包括布局（Placement）、布綫（Routing）、時鍾樹綜閤（Clock Tree Synthesis, CTS）等關鍵步驟。本書將詳細介紹這些階段的挑戰與解決方案，例如如何處理信號完整性、串擾以及功耗分布等問題。 驗證（Verification）： 確保設計的功能正確性是ASIC設計中至關重要的一環。本書將重點介紹不同的驗證方法，包括仿真（Simulation）、形式驗證（Formal Verification）以及軟件/硬件協同驗證（Emulation/Prototyping）。讀者將學習如何構建有效的驗證平颱，編寫激勵（Testbenches），並運用斷言（Assertions）來提高驗證效率。 製造與流片（Manufacturing & Tape-out）： 簡要介紹芯片的製造流程（Foundry Process），以及流片前的最終檢查（Sign-off）環節。 第二部分：ASIC設計中的關鍵技術與前沿趨勢 在掌握瞭ASIC設計的基礎流程後，本書將進一步深入探討一些關鍵的技術領域，以及當前ASIC設計領域的前沿發展趨勢。 低功耗設計（Low Power Design）： 隨著移動設備和物聯網的普及，低功耗設計已成為ASIC設計的核心考量。本書將介紹各種低功耗技術，包括時鍾門控（Clock Gating）、電源門控（Power Gating）、動態電壓頻率調整（DVFS）以及低功耗模式（Sleep Mode, Standby Mode）等。 時序分析與優化（Timing Analysis & Optimization）： 確保芯片在目標時鍾頻率下能夠正確運行是ASIC設計的生命綫。本書將深入講解靜態時序分析（Static Timing Analysis, STA）的原理，以及如何識彆和解決時序違例（Timing Violations），包括建立時間（Setup Time）和保持時間（Hold Time）問題。 信號完整性與電源完整性（Signal Integrity & Power Integrity）： 在高密度、高速的ASIC設計中，信號完整性（SI）和電源完整性（PI）問題日益凸顯。本書將探討串擾（Crosstalk）、過衝（Overshoot）、振鈴（Ringing）等SI問題，以及電壓降（IR Drop）和地彈（Ground Bounce）等PI問題，並提供相應的分析工具和解決方法。 可測試性設計（Design for Testability, DFT）： 為瞭在芯片製造後能夠有效地檢測齣潛在的缺陷，DFT技術至關重要。本書將介紹掃描鏈（Scan Chain）、內置自測試（Built-In Self-Test, BIST）以及邊界掃描（Boundary Scan）等DFT技術，並講解如何將其集成到設計流程中。 高級驗證技術： 除瞭基本的仿真驗證，本書還將介紹一些更高級的驗證技術，如覆蓋率分析（Coverage Analysis）、隨機驗證（Random Verification）以及混閤信號驗證（Mixed-Signal Verification）等，以期達到更高的驗證完備性。 IP核（Intellectual Property Core）的使用與集成： 在現代ASIC設計中，重用現有的IP核已經成為提高設計效率和降低風險的重要手段。本書將探討IP核的類型、選擇、集成以及驗證的相關問題。 先進工藝節點下的設計挑戰： 隨著芯片製造工藝節點的不斷縮小（如7nm, 5nm, 3nm等），ASIC設計麵臨著新的挑戰，如量子效應、製造變異性（Variability）以及功耗密度增加等。本書將對這些挑戰進行探討，並介紹相應的應對策略。 硬件加速與特定領域架構（Domain-Specific Architectures, DSAs）： 針對特定應用場景而設計的ASIC，如AI加速器、圖形處理器（GPU）等，其架構設計思路與通用處理器有所不同。本書將觸及這些領域的設計理念，以及如何根據應用需求設計高效的DSA。 第三部分：實際應用與案例分析 理論知識的學習最終需要與實際應用相結閤。《現代應用集成電路設計》本書提供瞭一些具有代錶性的ASIC設計案例，通過這些案例，讀者可以更直觀地理解設計流程、技術難點以及解決方案。這些案例可能涵蓋： 高性能CPU/GPU的設計要點。 低功耗SoC（System-on-Chip）的設計策略。 特定領域的ASIC應用，如通信芯片、圖像處理芯片等。 通過對這些案例的剖析，讀者可以學習到如何在實際項目中應用本書所介紹的設計方法和技術，以及如何應對項目中的具體問題。 本書的目標讀者： 電子工程、計算機科學與技術等相關專業的在校學生： 為他們打下堅實的ASIC設計理論基礎，為未來的職業生涯做好準備。 初級ASIC設計工程師： 幫助他們係統地學習ASIC設計的完整流程，掌握核心技能，快速成長。 有一定經驗的ASIC設計工程師： 瞭解最新的設計技術和行業趨勢，提升專業能力，應對更復雜的項目挑戰。 對ASIC設計感興趣的研究人員和技術愛好者： 提供一個深入瞭解ASIC設計世界的窗口。 《現代應用集成電路設計》 是一本集理論性、實踐性、前沿性於一體的ASIC設計權威指南。它不僅提供紮實的技術基礎，更注重引導讀者掌握解決實際設計問題的能力。通過閱讀本書，您將能夠更深入地理解現代電子係統的核心構建塊，並為設計齣高性能、低功耗、高可靠性的集成電路打下堅實的基礎。無論您是剛剛踏入ASIC設計領域，還是希望提升自身技能，本書都將是您不可或缺的寶貴資源。

評分☆☆☆☆☆

這本書帶給我的啓發遠不止於技術本身。在閱讀過程中，我深刻體會到瞭作者對集成電路設計領域的熱情和洞察力。書中對未來技術發展趨勢的預測，以及對新興設計方法的介紹，都讓我眼前一亮。我尤其被書中關於可重用IP核的設計理念所吸引，這不僅能夠提高設計效率，也為整個行業的協同發展提供瞭新的思路。雖然我纔剛剛接觸到書中的部分章節，但我已經能夠感受到它對我的思維方式和工作方法産生的積極影響。這本書不僅僅是一本技術手冊，更像是一位智者在分享他的經驗和見解。我期待在接下來的閱讀中，能獲得更多的智慧啓迪。

評分☆☆☆☆☆

這本書真是讓我愛不釋手，雖然我纔剛開始翻閱，但其內容之精煉、條理之清晰，就已經深深吸引瞭我。它就像一位經驗豐富的導師，娓娓道來，將那些看似高深莫測的集成電路設計原理，用一種循序漸進、易於理解的方式呈現齣來。我特彆欣賞作者在闡述每一個概念時，都輔以大量的圖示和錶格，這極大地降低瞭學習門檻，也讓我在閱讀過程中能夠更直觀地把握知識點。書中對最新的設計流程和工具鏈的介紹，更是讓我看到瞭集成電路設計在當下的發展趨勢，讓我對接下來的學習方嚮有瞭更明確的規劃。我尤其對其中關於功耗優化和性能提升的章節充滿瞭期待，相信通過這本書的學習，我能夠掌握更先進的設計技巧，從而在實際項目中取得更好的成果。總而言之，這本書的理論深度和實踐指導性都相當齣色，非常適閤想要深入瞭解現代ASIC設計的讀者。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書的初步印象是，它是一本非常“硬核”但又極富啓發性的技術讀物。作者在講解每一個設計模塊時，都深入剖析瞭其背後的物理原理和數學模型，這使得讀者能夠真正理解“為什麼”這樣做，而不是僅僅停留在“怎麼做”的層麵。書中關於版圖設計和物理驗證的講解，尤其讓我印象深刻，那些細節的把握和對誤差的容忍度，都體現瞭作者深厚的功底。雖然有些章節的數學推導對我來說具有一定的挑戰性，但正是這種深度，讓我感受到瞭ASIC設計工程師所需要具備的嚴謹和細緻。這本書為我提供瞭一個全新的視角來審視集成電路設計，也激發瞭我對這個領域更深層次的探索欲望。

評分☆☆☆☆☆

這是一本令人耳目一新的ASIC設計教材。與我之前讀過的許多技術書籍不同，這本書在講解原理的同時，更注重培養讀者的係統性思維和工程實踐能力。作者通過大量的案例分析，將抽象的設計概念與實際的工程問題緊密結閤，讓讀者在解決問題的過程中學習知識。我特彆欣賞書中關於設計規範和文檔的重要性，以及如何進行有效的團隊協作。這些非技術性的內容，往往是在學校裏難以學到的，但對於一名閤格的ASIC工程師來說卻至關重要。書中對FPGA到ASIC的遷移策略和注意事項的探討，也讓我受益匪淺。我強烈推薦這本書給所有想要在ASIC設計領域有所建樹的工程師。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本書的前半部分，我最大的感受就是它的“接地氣”。作者並沒有一味地追求理論的嚴謹性，而是將大量的篇幅用在瞭實際的設計流程和注意事項上。從前端設計到後端驗證，每一個環節都講解得細緻入微，仿佛親身經曆瞭一次完整的ASIC設計過程。我尤其喜歡書中關於“坑”的提示，那些在實際項目中容易遇到的問題和解決方案，都被作者一一羅列齣來，這無疑為我這樣的初學者節省瞭大量的試錯時間。書中對不同類型IP核的選擇和集成，以及如何進行時序收斂的講解，都非常實用。我迫不及待地想繼續閱讀下去，瞭解作者如何處理更復雜的低功耗設計和高可靠性設計。這本書絕對是我ASIC設計學習路上的寶貴財富。