電子設計自動化技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張永生 著

圖書標籤:

• 電子設計自動化
• EDA
• 集成電路
• 數字電路
• 模擬電路
• Verilog
• VHDL
• FPGA
• ASIC
• 電路設計

店鋪： 博學精華圖書專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111242857

商品編碼：29722226236

包裝：平裝

齣版時間：2008-08-01

基本信息

書名:電子設計自動化技術

：21.00元

售價：14.3元,便宜6.7元,摺扣68

作者:張永生

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2008-08-01

ISBN：9787111242857

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.341kg

編輯推薦

內容提要

電子設計自動化（EDA）應用技術，是提高我國電子産品及工程設計質量的一項重要手段，具有自動化程度高、功能強大、運行速度快、數據開發性好和使用方便等特點，目前已在電子工程設計領域得到瞭廣泛應用。
　　本書較係統地介紹瞭常用EDA開發工具的使用方法、應用設計和分析實例以及性能仿真等相關內容，取材廣泛、翔實新穎，重點突齣，實例豐富，且充分考慮瞭便於鞏固所學的知識和可方便進行實踐的操作性。本書既可作為高職高專院校電子信息類相關專業的教材，又可作為電路設計人員和電路製好者的參考書。
　　為方便教學，本書配有免費電子課件，凡選用本書作為授課教材的學校，均可來電索取，谘詢電話：010-88379375。

目錄

作者介紹

文摘

序言

《晶體管的奇妙旅程：從矽的低語到電路的交響》 一、 引子：物質的潛能與智慧的萌芽 我們的世界，從浩瀚的星辰到微小的塵埃，無不遵循著一套精密的物理法則。而在這其中，有一種物質，其獨特性使其成為現代文明的基石，它就是矽。矽，地球上含量極其豐富的元素，卻因為其半導體的特性，成為瞭驅動信息時代飛速發展的核心。本書將帶領讀者踏上一段跨越時空的旅程，深入探索晶體管——這一微小卻擁有無窮潛能的器件，如何從對矽原子性質的精妙操控中誕生，最終匯聚成驅動我們現代科技的宏大電路交響。 我們並非聚焦於設計工具或抽象的流程，而是著眼於構成這一切的根本——那些隱藏在半導體材料內部的微觀世界，以及工程師們如何巧妙地利用這些世界的規律，來創造齣能夠執行復雜指令的“數字大腦”。這本書將是一次對物質科學、精密製造以及人類智慧巧妙結閤的探索，揭示那些在我們日常生活中習以為常的電子設備背後，所蘊含的深刻的科學原理和工程智慧。 二、 矽的秘密：從礦石到純淨之魂 故事的開端，是那平凡的沙粒。從沙子中提煉齣高純度的矽，是實現一切可能性的第一步。這並非簡單的熔煉，而是一個涉及高溫、化學反應以及多重精煉過程的復雜挑戰。我們需要去除幾乎所有的雜質，讓矽原子排列得井然有序，形成完美的晶體結構。想想看，我們如何能從一堆雜亂的分子中，提取齣如此純淨、如此規則的物質？這本身就是一場對物質的徵服。 提純後的矽，需要被塑造成如同水晶般剔透的圓柱體——矽錠。這些矽錠，是電子世界最原始的“土壤”。然後，它們會被精心地切割成薄如蟬翼的晶圓，每一個晶圓都將承載著成韆上萬個微小的電子器件。這過程要求極高的精度，任何一絲微小的瑕疵，都可能毀掉整個晶圓上的所有努力。這就好比建造一座摩天大樓，地基的穩固至關重要。 三、 晶體管的誕生：微觀世界的開關藝術 有瞭純淨的矽晶圓，接下來的挑戰是如何在這片“土壤”上“種植”齣能夠執行功能的“植物”——晶體管。晶體管，簡單來說，就是一個電子開關。它能夠控製電流的通斷，就像水龍頭控製水流一樣。但它的神奇之處在於，這個開關的“閥門”是由另一個微小的電信號來控製的。 要理解晶體管的誕生，我們需要深入到半導體的物理學中。矽本身是一種導體和絕緣體的中間體，其導電能力可以通過“摻雜”來精確控製。摻雜，就是在矽晶體中引入少量的其他元素，比如磷（形成n型半導體）或硼（形成p型半導體）。這就像在純水中加入少量的鹽或糖，它們的導電性就會發生顯著變化。 兩種不同摻雜的半導體材料，通過巧妙的排列組閤，就可以形成晶體管的核心結構。最基礎的晶體管，如雙極結型晶體管（BJT）和場效應晶體管（FET），雖然結構上略有差異，但其基本原理都是利用電場來控製載流子的流動，從而實現對電流的放大或開關作用。 想象一下，我們在晶圓錶麵，通過一係列復雜的光刻、蝕刻、離子注入等工藝，一層一層地“雕刻”齣極其微小的溝道、柵極、源極和漏極。每一個步驟都需在嚴格的真空和潔淨環境中進行，精度達到納米級彆。這些過程，更像是精密的藝術創作，而非簡單的工業生産。我們並非用錘子敲打，而是用光和化學反應來“雕塑”電子的路徑。 四、 電路的交響：從單一部件到智慧係統 一個晶體管本身隻是一個微小的開關，但當成韆上萬、甚至數十億個晶體管被集成在一起，按照精密的邏輯連接起來，它們就能形成功能強大的集成電路。這就是我們常說的芯片，它們是現代電子設備的“大腦”。 如何將這些微小的晶體管連接起來，使其能夠執行復雜的運算和邏輯判斷？這就需要引入“邏輯門”的概念。邏輯門是實現基本邏輯功能（如“與”、“或”、“非”）的電路單元，它們由少量的晶體管構成。例如，一個“與”門，隻有當所有輸入信號都為“真”（高電平）時，輸齣信號纔為“真”。 通過將大量的邏輯門組閤，我們可以構建齣更復雜的電路，如加法器、寄存器、計數器，最終實現中央處理器（CPU）的各種運算功能。CPU的設計，是集數學、邏輯學、計算機科學和物理學於一體的智慧結晶。它如何處理二進製的0和1，如何執行指令，如何管理數據流，這一切都建立在晶體管開關的精準控製之上。 書中，我們將描繪集成電路的“版圖設計”過程。工程師們是如何將抽象的邏輯設計，轉化為實際的電路布局，並在此基礎上完成物理版圖的繪製。這是一個高度圖形化和規則化的過程，需要確保信號的傳輸速度、功耗、以及電路的可靠性。每一個連接綫、每一個器件的擺放，都蘊含著深刻的設計考量。 五、 挑戰與未來：微縮的極限與智慧的延伸 晶體管技術的進步，很大程度上體現在其尺寸的不斷縮小。摩爾定律（雖然並非嚴謹的物理定律，但其預測卻準確地指導瞭行業發展）預言瞭集成電路上晶體管數量的翻倍增長。這種微縮，帶來瞭更快的速度、更低的功耗和更低的成本。 然而，隨著晶體管尺寸接近原子級彆，物理上的挑戰也日益嚴峻。量子隧道效應、漏電流等問題，使得繼續微縮變得越來越睏難。書中將探討這些物理極限，以及科學傢和工程師們正在探索的新材料、新結構和新原理，以應對這些挑戰。比如，我們是否能找到比矽更優越的半導體材料？我們是否能利用三維堆疊技術，在有限的空間內集成更多的晶體管？ 更進一步，我們將展望晶體管技術在未來可能的發展方嚮。它將如何賦能人工智能、物聯網、自動駕駛等新興技術？它將如何改變我們的生活方式，甚至重塑我們的社會結構？我們所探討的，並非僅僅是硬件本身的演進，更是科技驅動的社會變革的宏大敘事。 六、 結語：對微小世界的敬畏與對無限可能性的憧憬 《晶體管的奇妙旅程：從矽的低語到電路的交響》並非一本枯燥的技術手冊，而是一次對科學探索精神的禮贊，對工程智慧的贊美，以及對物質世界無限潛能的驚嘆。通過深入淺齣的講解，我們希望讀者能夠理解，那些看似尋常的電子設備，其背後凝聚著多少代科學傢的努力和工程師的汗水。 從對矽原子性質的細緻研究，到數十億晶體管的精密集成，這是一個關於人類如何理解並駕馭微觀世界，從而創造齣改變世界的宏大故事。這本書將帶您走進這個微小而又充滿智慧的世界，感受其中蘊含的科學魅力，並對未來科技的發展，抱有更深的理解和無限的憧憬。我們相信，通過瞭解晶體管的奇妙旅程，您將重新審視我們所處的這個信息時代，並對其中蘊含的無限可能性，産生由衷的敬畏。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度令人嘆為觀止，它更像是一部詳盡的工程手冊，而不是一本入門讀物。我尤其欣賞它對後端物理實現環節的著墨之重。那些關於版圖布局（Place & Ment）、時序簽核（Timing Closure）以及功耗分析的章節，簡直就是實戰寶典。書中對各種設計規則（DRC）和物理驗證（LVS）的解析，細緻到令人發指，每一個參數的調整都直接關係到最終芯片的良率和性能。我以前總以為布局布綫就是讓工具自動完成的事情，但讀完後纔意識到，如果沒有對互連延遲、耦閤噪聲以及IR Drop等物理效應的深刻理解，任何自動化工具給齣的結果都可能是一個看似完美卻在實際生産中失敗的作品。它教會瞭我如何與EDA工具“對話”，如何解讀那些復雜的報告文件，並從中提煉齣關鍵的優化點。對於有誌於進入IC後端領域的工程師來說，這本書提供的不僅僅是知識，更是一種解決復雜工程問題的思維框架。

評分☆☆☆☆☆

作為一本偏嚮工程實踐的技術書籍，這本書的實用性體現在對各種EDA工具接口和腳本編寫規範的詳盡介紹上。它不僅僅停留在理論層麵，更是像一本操作指南。我特彆喜歡它在講解如何編寫TCL腳本來驅動這些復雜的自動化工具鏈時所展現的耐心和細緻。很多其他書籍隻是一帶而過地提到需要腳本控製，但這本書卻實實在在地展示瞭如何利用腳本語言來參數化設計、自動化報告生成，甚至建立起自己的小型設計流程。這種注重“可重復性”和“自動化”的理念，是現代工程設計哲學的核心。通過學習書中的示例腳本，我能夠迅速地將理論知識轉化為實際操作能力，極大地提高瞭我在日常工作中的效率。這本書真正實現瞭技術知識與工程實踐的完美融閤，讓讀者能夠帶著工具箱而不是空著雙手離開書桌。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是為我打開瞭一扇通往全新領域的大門！我原本對數字電路和集成電路設計隻有模糊的認識，感覺那些復雜的原理圖和仿真波形像是天書。然而，當我翻開這本關於電子設計自動化的書後，那種深奧感瞬間消散瞭。作者沒有采用那種冷冰冰的教科書式的敘述方式，而是用一種非常生動且循序漸進的口吻，將那些抽象的自動化流程具象化。特彆是關於前端設計部分，從邏輯的描述到綜閤的過程，配圖極其精妙，讓我這個初學者也能清楚地看到，原本隻是腦海中的概念是如何一步步轉化為可執行的代碼，最終映射到實際的硬件結構上的。其中對標準單元庫（Standard Cell Library）的講解，更是讓我理解瞭為什麼看似簡單的邏輯門背後蘊含著如此深厚的工藝考量和優化技巧。這本書的價值不在於羅列公式，而在於它真正教會瞭讀者如何“思考”一個電子設計項目在EDA工具鏈中是如何被係統性地管理和實現的。閱讀過程中，我感覺自己不再是一個旁觀者，而是成為瞭一個正在使用EDA工具進行實際操作的設計師，這種沉浸式的學習體驗是其他任何教材都無法比擬的。

評分☆☆☆☆☆

我一直試圖尋找一本能夠清晰闡述設計流程中“驗證”這一核心環節的書籍，而這本書在這方麵的錶現遠遠超齣瞭我的預期。它沒有僅僅停留在測試平颱（Testbench）的搭建上，而是深入探討瞭從功能驗證到形式驗證的演變曆程。對於UVM（Universal Verification Methodology）的介紹，是迄今為止我讀到過最清晰、最結構化的。作者巧妙地運用瞭類比，將復雜的麵嚮對象驗證概念與傳統的驗證方法進行瞭對比，使得概念的過渡非常自然。更令人印象深刻的是，書中對覆蓋率驅動驗證（Coverage Driven Verification）的論述，它揭示瞭如何量化驗證的充分性，而不是僅僅依賴於感覺。這種嚴謹的科學態度貫穿始終，讓讀者明白，在現代電子係統中，沒有嚴密的驗證，再精妙的設計也隻是空中樓閣。這本書真正提升瞭我的設計安全感。

評分☆☆☆☆☆

這本書最讓我感到驚喜的是，它並未將重點局限於傳統的數字設計流程，而是將目光投嚮瞭係統級的優化和新興的工藝挑戰。例如，它花瞭大量篇幅討論瞭低功耗設計（Low Power Design）的技術，包括電源門控（Power Gating）和多電壓域設計（Multi-Voltage Domain）在EDA流程中是如何被自動化處理的。對於我目前接觸的項目來說，功耗是和性能同等重要的指標，而這本書恰當地將這些高階概念嵌入到瞭整個設計流中，而不是割裂開來討論。此外，作者對未來趨勢的預判也極具前瞻性，比如對FinFET架構帶來的設計約束以及如何利用PPA（Power, Performance, Area）優化工具進行多目標權衡的探討，都顯示齣作者深厚的行業洞察力。讀完後，我感覺自己對未來技術的發展方嚮有瞭更清晰的認知，這本書無疑是一張通往未來電子設計領域的導航圖。