現代應用集成電路設計 9787030317667 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
• 現代應用
• 數字電路
• 模擬電路
• VLSI
• 芯片設計
• 電子工程
• 半導體
• 電路分析
• 係統設計

店鋪： 韻讀圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030317667

商品編碼：29719282726

包裝：平裝

齣版時間：2011-07-01

圖書基本信息
圖書名稱	現代應用集成電路設計	作者	周電
定價	120.00元	齣版社	科學齣版社
ISBN	9787030317667	齣版日期	2011-07-01
字數		頁碼
版次	1	裝幀	平裝
開本	16開	商品重量	0.640Kg

內容簡介

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。

作者簡介

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

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。

文摘

序言

《電子元器件的奧秘：從基礎到前沿的探索之旅》 在信息爆炸的時代，電子産品已滲透到我們生活的方方麵麵，從便攜的智能手機到龐大的數據中心，都離不開一顆顆微小的電子元器件。它們如同數字世界的基石，支撐著現代科技的飛速發展。本書將帶您踏上一段深入探尋電子元器件奧秘的旅程，從最基礎的原理齣發，逐步解鎖其內部構造、工作機製，並展望其在未來的無限可能。 第一章：電子元器件的基石——半導體材料的物理基礎 從原子到晶體： 我們將從最基本的原子結構講起，理解電子、質子、中子的相互作用，以及原子如何通過共價鍵形成規則的晶體結構。重點將介紹矽（Si）和鍺（Ge）等常見的半導體材料，分析其獨特的電學特性，如價帶、導帶和禁帶寬度，以及它們如何決定瞭半導體的導電能力。 摻雜的魔力： 純淨的半導體材料導電性有限，要實現其作為電子器件的核心功能，必須進行“摻雜”。本章將詳細闡述N型半導體和P型半導體的形成原理，解釋不同雜質原子（如磷、砷、硼、鎵）如何通過提供或接受電子來改變半導體的載流子濃度和導電類型。我們將深入理解摻雜濃度對材料導電性能的影響。 PN結的誕生與特性： 當N型半導體與P型半導體緊密接觸時，便形成瞭至關重要的PN結。本章將詳細解析PN結形成過程中載流子擴散、空間電荷區形成以及內建電場産生的物理過程。我們將通過圖示和理論分析，深入理解PN結在外加正嚮偏壓和反嚮偏壓下的導電特性，以及其在整流、開關等基本功能上的作用。 第二章：點亮世界的“開關”——晶體管的革命 二極管：單嚮電流的守護者： 作為最基礎的半導體器件，二極管以其獨特的單嚮導電性，在電路中扮演著整流、限幅、穩壓等關鍵角色。本章將從PN結齣發，詳細介紹不同類型的二極管，包括普通PN結二極管、肖特基二極管、穩壓二極管（齊納管）、發光二極管（LED）和光電二極管。我們將分析它們的結構、工作原理，以及在實際應用中的典型電路。 BJT：電流控製的藝術： 雙極結型晶體管（BJT）是電子技術發展史上的裏程碑。本章將深入剖析BJT的結構（NPN和PNP型），解析發射區、基區和集電區的載流子注入、傳輸和收集過程。我們將通過Ebers-Moll模型等理論框架，理解BJT如何通過基極電流（Ib）控製集電極電流（Ic），從而實現電流放大和開關功能。本章還將討論BJT的各種工作區域（截止區、放大區、飽和區）及其在放大電路和開關電路中的應用。 MOSFET：電壓控製的未來： 金屬-氧化物-半導體場效應晶體管（MOSFET）以其高輸入阻抗、低功耗和易於集成等優點，成為現代集成電路的主力軍。本章將詳細介紹MOSFET的結構（N溝道和P溝道，增強型和耗盡型），重點解析柵極電壓如何通過電場效應在半導體溝道中形成或調製載流子，從而控製漏極電流。我們將深入理解MOSFET的閾值電壓、跨導等關鍵參數，並探討其在數字邏輯電路、模擬放大電路等領域的廣泛應用。 第三章：信息處理的核心——集成電路的精妙設計 集成電路的誕生與發展： 集成電路（IC）是將大量微小電子元器件集成在一塊半導體襯底上的産物，極大地推動瞭電子信息産業的進步。本章將迴顧集成電路的發展曆程，介紹從早期的小規模集成（SSI）到大規模集成（LSI）、超大規模集成（VLSI）和大規模並行處理（ULSI）的演進。我們將探討集成電路製造工藝的進步，包括光刻、刻蝕、薄膜沉積等關鍵技術。 數字集成電路：邏輯的王國： 數字集成電路是實現邏輯運算和信息處理的基礎。本章將深入解析各種基本邏輯門電路（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR）的實現原理，以及它們如何通過組閤構成復雜的邏輯功能。我們將重點介紹組閤邏輯電路（如加法器、譯碼器）和時序邏輯電路（如觸發器、計數器、移位寄存器）的設計思路和實現方法，並初步接觸時序分析和時鍾策略。 模擬集成電路：信號的律動： 模擬集成電路負責處理連續變化的電信號，廣泛應用於信號放大、濾波、調製解調等領域。本章將介紹基本的模擬電路模塊，如運算放大器（Op-amp）的工作原理和應用，電壓跟隨器、加法器、減法器等基本運算電路。我們將探討濾波器（低通、高通、帶通）的設計理念，以及振蕩器、比較器等關鍵模擬電路模塊的構成。 存儲器：信息的載體： 存儲器是集成電路的重要組成部分，用於存儲和讀取數據。本章將介紹不同類型的存儲器，包括易失性存儲器（RAM）和非易失性存儲器（ROM）。我們將深入解析靜態隨機存取存儲器（SRAM）和動態隨機存取存儲器（DRAM）的工作原理，以及隻讀存儲器（ROM）、閃存（Flash Memory）等存儲技術的特點和應用。 第四章：連接世界的橋梁——通信與接口電路 數模轉換與模數轉換： 在數字世界和模擬世界之間架起橋梁的是數模轉換器（DAC）和模數轉換器（ADC）。本章將詳細講解DAC和ADC的各種實現方式，如R-2R梯形DAC、權電流DAC，以及逐次逼近ADC、Σ-Δ ADC等。我們將分析它們的精度、轉換速度等關鍵指標，以及它們在音頻、視頻處理和數據采集等領域的作用。 信號傳輸與接口： 現代電子係統通常由多個芯片或模塊組成，它們之間需要高效可靠的通信接口。本章將介紹常見的串行通信接口，如UART、SPI、I2C，以及並行通信接口。我們將深入理解這些接口的工作協議、信號時序和應用場景，例如如何通過I2C總綫控製外部傳感器，或通過SPI接口與存儲器進行數據交換。 射頻與微波電路基礎： 隨著無綫通信的普及，射頻（RF）和微波電路的設計變得越來越重要。本章將介紹射頻電路的基本概念，如阻抗匹配、S參數、噪聲係數等。我們將初步瞭解放大器、濾波器、混頻器等射頻電路模塊的設計原則，以及它們在手機、Wi-Fi等通信設備中的應用。 第五章：智能時代的驅動力——傳感與嵌入式係統 各類傳感器的原理與應用： 傳感器是感知物理世界並將其轉化為電信號的“眼睛”。本章將介紹各種常見的傳感器類型，如溫度傳感器（熱敏電阻、熱電偶）、壓力傳感器、光傳感器（光敏電阻、光電二極管）、加速度傳感器、陀螺儀等。我們將分析它們的測量原理、輸齣信號特性，以及它們在智能傢居、工業自動化、醫療健康等領域的應用。 嵌入式係統的構建： 嵌入式係統是集成在特定設備中，為實現特定功能的計算機係統。本章將介紹嵌入式係統的基本構成，包括微控製器（MCU）、存儲器、輸入/輸齣接口和軟件。我們將以一個簡單的案例，展示如何選擇閤適的MCU，並為其編寫簡單的程序，實現對傳感器的讀取和對執行器的控製，初步體驗嵌入式係統的開發過程。 物聯網（IoT）的電子基礎： 物聯網將物理世界連接到數字網絡，傳感器和嵌入式係統是其核心。本章將探討在物聯網應用中，對低功耗、高集成度的電子元器件的需求，以及如何設計支持無綫通信的嵌入式節點。我們將初步瞭解低功耗通信協議（如Bluetooth Low Energy, LoRa）以及數據采集和傳輸的電子挑戰。 第六章：麵嚮未來的探索——前沿電子技術與發展趨勢 微機電係統（MEMS）： 微機電係統是將微小的機械結構、電子元件和傳感器集成在同一芯片上的技術。本章將介紹MEMS傳感器的設計和製造工藝，如矽微加工技術，以及它們在慣性導航、微流控、生物醫療等領域的廣泛應用。 柔性電子與可穿戴設備： 隨著材料科學和製造工藝的進步，柔性電子技術正在改變我們對電子設備的想象。本章將探討柔性顯示器、柔性傳感器、柔性電路闆等技術，以及它們在可穿戴設備、智能服裝、健康監測等領域的潛在應用。 人工智能與電子器件的融閤： 人工智能（AI）的發展對電子器件提齣瞭新的需求，例如對高性能計算、低功耗推理的要求。本章將初步探討AI芯片的設計理念，包括專用AI處理器（ASIC）、FPGA在AI加速中的作用，以及未來電子器件如何更好地支持AI算法的運行。 本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的電子元器件學習框架，從基礎理論到實際應用，再到前沿技術的展望。我們希望通過嚴謹的理論闡述、清晰的邏輯結構和生動的實例分析，幫助讀者建立起對電子元器件的深刻理解，激發對電子技術的熱情，並為未來在相關領域的學習和工作奠定堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

我必須承認，我是在一個非常功利性的目的下翻開這本《微處理器係統設計與應用》的——為瞭準備一個畢業設計課題。原本以為這又是一本堆砌瞭大量寄存器地址和匯編指令的枯燥手冊，結果卻給瞭我一個巨大的驚喜。這本書的敘事邏輯非常清晰，它沒有急於帶你進入復雜的底層細節，而是先構建瞭一個宏觀的係統架構圖，讓你明白一個完整的微處理器係統是如何協同工作的，CPU、存儲器、I/O設備之間的“對話”機製是什麼。隨後，它纔循序漸進地深入到具體模塊的實現上。最讓我印象深刻的是它對流水綫技術和異常處理機製的講解，作者用圖示將指令周期的等待和並行處理狀態描繪得淋灕盡緻，即便是那些我原本以為隻能通過查閱芯片數據手冊纔能理解的概念，在這裏也變得觸手可及。雖然書中的代碼示例主要基於某一款特定的架構，但其所蘊含的設計思想和優化思路是跨時代的，讓我受益匪淺。讀完它，我對硬件如何與軟件進行高效協作有瞭一種全新的、更具整體性的認識，這遠比單純學會寫幾行匯編要重要得多。

評分☆☆☆☆☆

我對《高級FPGA設計流程與優化》這本書的評價是：它是一把通往亞穩態和時序收斂彼岸的利劍。在數字設計領域，仿真通過不代錶硬件就能穩定工作，這種“仿真與實物不符”的挫敗感相信很多設計者都體會過。這本書恰恰聚焦於如何彌閤這一鴻溝。它沒有停留在Verilog/VHDL語法的層麵，而是深入探討瞭綜閤工具背後的邏輯映射過程。作者對於約束（Constraints）的講解尤其深刻，他不僅解釋瞭什麼是建立時間（Setup Time）和保持時間（Hold Time），更重要的是，他揭示瞭如何通過閤理的時鍾域劃分、異步信號同步邏輯（如使用握手協議或多比特同步器）來主動規避時序風險。書中大量展示瞭如何利用時序報告（Timing Report）進行逆嚮工程分析，定位那些隱藏在角落裏的違例路徑。對於那些想讓自己的RTL代碼真正跑在高速、穩定工作狀態下的工程師來說，這本書提供的不僅僅是技巧，更是一種係統化的設計思維模式，能讓你從“寫代碼”升級到“設計係統”。

評分☆☆☆☆☆

這本《模擬電子技術基礎》簡直是為我這種剛踏入電子工程領域的學生量身定做的寶典！它不像有些教科書那樣，上來就是一堆晦澀難懂的公式和抽象的理論，而是用非常生動形象的語言，將那些復雜的半導體物理基礎和晶體管工作原理娓娓道來。我記得我第一次接觸BJT時，完全是抓瞎，感覺那些電流、電壓、跨導參數完全是天書。但是讀瞭這本書的前幾章後，那種“原來如此”的感覺瞬間湧上心頭。作者似乎非常懂得初學者的思維定勢和容易睏惑的地方，總能在關鍵節點插入貼切的比喻，比如把晶體管比作水龍頭，將工作區間的概念描繪得一清二楚。而且，書中的例題設計得非常巧妙，既能鞏固基礎知識點，又不會讓人感到過度計算的枯燥。配套的習題解析詳略得當，即便是自己卡殼瞭，看瞭解析也能迅速理清思路，而不是簡單地給齣一個答案。可以說，這本書為我後續深入學習集成電路設計打下瞭極其堅實和令人安心的數學和物理基礎。如果說有什麼遺憾，或許是某些高級專題的講解略顯簡略，但對於打地基來說，它的貢獻無可替代。

評分☆☆☆☆☆

這本書《電磁兼容性設計與測試實踐》與其說是理論著作，不如說是一本經驗豐富的“排雷手冊”。我是在項目後期遇到一個棘手的EMC（電磁兼容性）問題，怎麼測試都過不瞭整改方案時找到它的。市場上很多關於EMC的書籍要麼過於偏重電磁場理論的基礎推導，要麼就是簡單羅列標準條款，真正能解決實際工程問題的乾貨不多。而這本書的厲害之處在於，它把理論和實際工程中的“陷阱”完美地結閤瞭起來。比如，它詳細分析瞭“地平麵”設計不當引起的輻射問題，並配有大量的PCB布局前後對比圖，那些細微的過孔處理、走綫長度控製，在圖中一目瞭然。更實用的部分是關於屏蔽和濾波器的選型與布局，作者會直接告訴你，在某個頻率段，選用共模扼流圈還是使用特定的屏蔽罩材料，其背後的工程權衡是什麼。讀這本書時，我感覺就像是身邊坐著一位經驗老到的EMC工程師在手把手指導我修改PCB布局，它提供的解決方案往往直擊要害，極大地縮短瞭我項目的調試周期。

評分☆☆☆☆☆

這是一本關於《傳感器接口電路設計》的工具書，但它的價值遠超一本普通的參考指南。我的興趣點主要集中在如何從那些毫伏甚至微伏級彆的微弱信號中，提取齣乾淨、準確的數字信息。這本書的結構安排非常符閤我的使用習慣，它不是按傳感器類型（如溫度、壓力）來組織的，而是按信號調理環節來劃分的——從初級的信號放大、濾波，到後期的ADC選型與配置。它對儀錶放大器的不同拓撲結構在噪聲抑製和共模抑製比方麵的詳細對比分析，是我做設計時反復查閱的章節。特彆是關於噪聲分析的部分，作者深入淺齣地講解瞭1/f噪聲、熱噪聲的來源，並給齣瞭在PCB布局層麵如何最小化噪聲耦閤的具體建議，比如如何布置敏感信號走綫和參考地。讀完這本書，我不再是盲目地套用數據手冊上的推薦電路，而是能夠根據具體的應用場景和精度要求，主動設計齣最優化、噪聲最低的信號調理前端，這對於提升我們産品的信噪比至關重要。