现代应用集成电路设计（英文版） [Modern ASIC Design] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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周电 著

图书标签:

• 集成电路设计
• ASIC
• 数字电路
• VLSI
• 半导体
• 电子工程
• 芯片设计
• 现代设计方法
• EDA工具
• 低功耗设计

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030317667

版次：1

商品编码：10802058

包装：平装

丛书名： 信息科学技术学术著作丛书

外文名称：Modern ASIC Design

开本：16开

出版时间：2011-07-01

用纸：胶版纸

页数：394

字数：496000

正文语种：英文

内容简介

《现代应用集成电路设计（英文版）》基于作者在美国大学十几年教授“现代应用集成电路设计”课程的手稿整理而成，主要内容包括应用集成电路设计流程、设计指标定义和规范、逻辑电路设计、物理设计、时间功耗性能分析及验证测试。读者需要有数字集成电路和硬件描述语言（VHDL）的基础知识。按照具体课程设置的要求，《现代应用集成电路设计（英文版）》可用于一个学期的教学内容，包括应用集成电路设计流程、设计指标定义和规范、逻辑电路设计及物理设计。关于集成电路发展的前沿问题，《现代应用集成电路设计（英文版）》在第7章和第8章中以研究课题为背影介绍了基础知识。
《现代应用集成电路设计（英文版）》可作为电子和计算机工作专业的大学四年级或硕士研究生教材，也适于集成电路设计的专业人员参考阅读。

目录

Preface
Chapter 1 Introduction
I. 1 History of Integrated Circuits
1.2 Roadmap of IC Technology
1.3 ASIC
1.4 Design Flow
1.5 CAD Tools
1.6 An ASIC Design Project MSDAP
1.7 How to Use This Book
1.8 Summery
1.9 Problems
References

Chapter 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
References

Chapter 3 Specification Development
3.1 Introduction
3.2 An ASIC Project MSDAP
3.3 An Overall View of the Specific Requirement
3.3.1 The required computation 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
References

Chapter 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
References

Chapter 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
……
Chapter 6 Physical Design
Chapter 7 Timing, Power, and Performance Analysis
Chapter 8 Verification and Testing
Appendix A A MSDAP
Appendix B A C-Program Implementing the Algorithm of the MSDAP
Appendix C An FSM for the MSDAP Operation Mode
Appendix D A Sample Project MSDAP Report

前言/序言

现代应用集成电路设计（英文版） [Modern ASIC Design] 内容简介 《现代应用集成电路设计（英文版）》并非一本详尽阐述特定集成电路（IC）产品设计过程的书籍，也不专注于某个特定的应用领域，例如汽车电子、消费电子或通信系统。相反，本书旨在为读者提供一个坚实、全面且具有前瞻性的框架，用以理解和掌握当前以及未来应用特定集成电路（ASIC）的设计原理、流程、方法论和关键技术。本书着重于“现代”和“应用”这两个核心概念，强调在实际工程环境中，如何有效地利用最新的设计工具、先进的工艺技术和创新的设计理念，来构建满足特定应用需求的ASIC。 本书内容涵盖了ASIC设计从概念构思到物理实现的整个生命周期，但其重点并非在于列举大量具体的设计案例或深入剖析某一类芯片的架构。相反，它将引导读者深入理解每一个设计阶段背后的原理、挑战和最佳实践。例如，在前段设计（Front-end Design）部分，本书不会直接展示如何编写一个特定的HDL（硬件描述语言）模块来控制一个CPU，而是会深入讲解HDL语言的本质、建模的原则、状态机设计（FSM）的各种实现方式及其优缺点，以及如何进行有效的仿真和验证，确保设计的功能正确性。读者将学会如何将高层次的系统需求转化为可综合的RTL（Register Transfer Level）代码，并理解时序逻辑和组合逻辑在设计中的作用。 在后端设计（Back-end Design）方面，本书同样不会直接教授某个EDA（电子设计自动化）工具的操作技巧，例如如何使用特定按钮进行布局布线。取而代之的是，它将深入探讨综合（Synthesis）、布局（Placement）、时钟树综合（Clock Tree Synthesis，CTS）、布线（Routing）以及寄生参数提取（Parasitic Extraction）等核心概念。读者将理解综合的目标是将RTL代码映射到具体的逻辑门和触发器，以及如何通过时序约束来指导综合过程。在布局和布线阶段，本书会阐述如何考虑芯片面积、功耗、性能以及信号完整性等因素，并解释各种算法和启发式方法如何帮助在复杂的版图上实现优化。CTS的重要性会被详细解析，解释其如何保证时钟信号在整个芯片上具有一致的时序到达。 验证（Verification）是ASIC设计中至关重要的一环，本书会在此部分投入大量的篇幅，但并非为了介绍某个特定的验证平台或测试用例生成器。相反，它会聚焦于验证的哲学和方法论。读者将学习到不同层级的验证策略，包括单元级验证（Unit-level Verification）、集成验证（Integration Verification）和系统级验证（System-level Verification）。重点会放在功能验证（Functional Verification）和形式验证（Formal Verification）的原理上，以及如何构建有效的验证环境（Verification Environment），例如基于UVM（Universal Verification Methodology）的验证流程。测试向量（Testbench）的设计原则、覆盖率（Coverage）的概念及其重要性，以及如何通过仿真和形式验证来发现设计中的缺陷，都将是本书探讨的核心内容。 物理设计（Physical Design）的环节，本书会从工艺技术（Process Technology）的演进谈起，解释不同制程节点（例如7nm, 5nm）对设计带来的影响，例如功耗、性能和集成密度的提升，以及更严峻的物理限制。在版图编辑（Layout Editing）方面，本书会强调设计规则检查（Design Rule Checking，DRC）和版图与原理图一致性检查（Layout Versus Schematic，LVS）的重要性，以及这些检查如何保证芯片的可制造性。功耗分析（Power Analysis）和热分析（Thermal Analysis）也会被纳入讨论，因为在现代高密度ASIC设计中，功耗和散热是限制性能和可靠性的关键因素。 先进的设计技术和方法论也是本书的重点。例如，低功耗设计技术（Low-Power Design Techniques），如时钟门控（Clock Gating）、电源门控（Power Gating）和动态电压频率调整（DVFS），本书会深入剖析其原理和在ASIC设计中的应用，但不会直接演示如何在一个具体的工具中实现这些功能。再如，可测试性设计（Design for Testability，DFT），本书会阐述其必要性，并介绍扫描链（Scan Chain）和内建自测试（Built-In Self-Test，BIST）等基本概念，以确保制造出来的芯片能够被有效地测试，从而降低不良品率。 本书也可能涉及新兴的设计趋势和挑战。例如，片上系统（System-on-Chip，SoC）的设计理念，以及如何在ASIC中集成多个功能单元，如CPU、GPU、DSP和各种IP核。IP核的复用（IP Core Reuse）和IP集成（IP Integration）的流程和挑战也会被提及。此外，随着摩尔定律的放缓，异构计算（Heterogeneous Computing）和新兴的材料或封装技术（如3D IC）在ASIC设计中的应用前景，也可能成为本书探讨的范畴，但其重点仍然在于原理和方法，而非具体的技术细节。 总而言之，《现代应用集成电路设计（英文版）》旨在构建读者对ASIC设计方法论的深刻理解，培养其解决复杂设计问题的能力，并为他们参与到未来高性能、低功耗、高可靠性ASIC的开发中打下坚实的基础。本书更像是一本“原理与实践指导手册”，而非一本“工具操作指南”或“特定产品设计宝典”。它强调的是“如何思考”和“如何构建”一个高质量的ASIC，以适应不断变化的应用需求和技术环境。它鼓励读者将书中所学的知识和原理，灵活应用于他们所处的具体设计场景和所使用的具体设计工具之中。

评分☆☆☆☆☆

《现代应用集成电路设计》这个题目，不禁让我思考，在当今这个互联互通的时代，集成电路设计如何更好地服务于“应用”的需求。我尤其关注书中对低功耗和高能效设计方法的阐述。随着物联网设备的普及和移动设备的广泛应用，对电池续航能力和能源效率的要求越来越高。这本书是否会深入探讨各种低功耗设计技术，如动态电压频率调整（DVFS）、时钟门控、电源门控、以及在物理设计层面如何实现低功耗？此外，对于那些需要处理海量数据的应用，比如高速通信和数据中心，这本书是否会探讨如何设计具有高吞吐量和低延迟的芯片？我希望这本书能够提供清晰的设计流程和可行的优化策略，帮助工程师们在满足性能需求的同时，最大限度地降低功耗，实现绿色计算。

评分☆☆☆☆☆

读到《现代应用集成电路设计》的标题，我立刻想到了当下技术融合的趋势。越来越多的应用场景需要跨领域的创新，比如智能传感器、可穿戴设备，甚至是生物医疗电子。这些都需要高度集成、低功耗、高可靠性的芯片。我非常好奇，这本书是否会对这些新兴应用领域所需的特定IC设计技术进行介绍？例如，在设计用于生物信号采集的模拟前端时，会面临哪些挑战，又有哪些创新的解决方案？在为物联网设备设计射频前端时，如何平衡性能、功耗和成本？更重要的是，这本书是否会探讨在这些跨领域设计中，如何有效进行系统级设计和验证，以及如何将不同技术模块有机地集成到一起？我希望它能为我们提供一个开阔的视野，让我们看到集成电路设计如何驱动这些令人兴奋的新兴应用的发展。

评分☆☆☆☆☆

“现代应用集成电路设计”这个书名，让我联想到了最近火爆的AI硬件加速器。如今，AI技术的飞速发展对算力的需求呈爆炸式增长，催生了大量定制化AI芯片的设计。我特别想知道，这本书是否会深入探讨当前AI芯片设计的关键挑战和创新方向？比如，在设计低功耗、高性能的AI推理和训练芯片时，会采用哪些先进的架构和算法？在处理海量数据流时，如何优化片上存储和互连网络？对于那些在移动端或边缘计算场景下的AI芯片，书中是否会提供针对功耗和成本的优化策略？另外，随着异构计算成为主流，将CPU、GPU、NPU等多种处理器集成到同一颗芯片上已是常态。这本书在设计方法学上，是否会介绍如何有效地进行这种复杂异构系统的集成和验证？我期待书中能有丰富的案例研究，展示这些现代AI芯片是如何被设计出来的，以及其中蕴含的设计智慧。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名《现代应用集成电路设计》在我看来，仿佛是为那些渴望深入理解当下IC设计前沿的工程师们量身打造的。我个人对书中可能涉及到的EDA（电子设计自动化）工具链的最新发展非常感兴趣。现今的IC设计流程极其复杂，高度依赖各种专业的EDA软件。这本书是否会对 Synopsis, Cadence, Mentor Graphics 等主流EDA厂商的最新工具和技术，如先进的物理验证、时序分析、功耗分析等，进行详细的介绍和比较？特别是对于那些新兴的、能够提升设计效率和验证精度的技术，例如形式验证、混合信号仿真、以及对验证环境的智能化构建，我想知道它会提供哪些实用的指导。此外，随着芯片功能的日益强大和复杂度的指数级增长，设计安全和可靠性问题也愈发突出。我期待书中能对这些方面有所阐述，比如如何防范硬件木马、提高电路的鲁棒性，以及在设计阶段就融入安全考虑。这本书若能在这方面提供一些切实可行的方法和案例，那将极大地提升其价值。

评分☆☆☆☆☆

终于有幸翻阅了这本《现代应用集成电路设计》，初见这书名，便被其“现代”二字所吸引。在如今电子技术日新月异的时代，对“现代”二字的定义本身就充满了动态性。我尤其好奇，它将如何描绘集成电路设计领域当前的前沿探索？是侧重于更先进的制程技术，如纳米级的节点，还是聚焦于新的材料科学在IC设计中的应用？亦或是对日益复杂的设计方法论，诸如基于AI的设计辅助工具，有深入的剖析？当然，我更期待它能为我们揭示当前集成电路设计在人工智能、物联网、5G通信、自动驾驶等热门领域的具体落地应用，以及由此带来的设计挑战与创新解决方案。例如，针对AI芯片设计的功耗、性能、面积（PPA）优化，或者是在高频高速信号完整性方面的处理，能否有新的独到见解？书名中的“应用”二字也让我产生了无限联想，它是否会涵盖从概念验证到量产的完整流程，并提供一套可操作的框架，帮助工程师们将理论知识转化为实际产品？我热切地希望这本书能成为一本能够启发思维、指导实践的宝贵参考。