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

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周電 著

圖書標籤:

• 集成電路設計
• ASIC
• 數字電路
• VLSI
• 半導體
• 電子工程
• 芯片設計
• 現代設計方法
• EDA工具
• 低功耗設計

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030317667

版次：1

商品編碼：10802058

包裝：平裝

叢書名： 信息科學技術學術著作叢書

外文名稱：Modern ASIC Design

開本：16開

齣版時間：2011-07-01

用紙：膠版紙

頁數：394

字數：496000

正文語種：英文

內容簡介

《現代應用集成電路設計（英文版）》基於作者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，《現代應用集成電路設計（英文版）》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，《現代應用集成電路設計（英文版）》在第7章和第8章中以研究課題為背影介紹瞭基礎知識。
《現代應用集成電路設計（英文版）》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

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

現代應用集成電路設計（英文版） [Modern ASIC Design] 內容簡介 《現代應用集成電路設計（英文版）》並非一本詳盡闡述特定集成電路（IC）産品設計過程的書籍，也不專注於某個特定的應用領域，例如汽車電子、消費電子或通信係統。相反，本書旨在為讀者提供一個堅實、全麵且具有前瞻性的框架，用以理解和掌握當前以及未來應用特定集成電路（ASIC）的設計原理、流程、方法論和關鍵技術。本書著重於“現代”和“應用”這兩個核心概念，強調在實際工程環境中，如何有效地利用最新的設計工具、先進的工藝技術和創新的設計理念，來構建滿足特定應用需求的ASIC。 本書內容涵蓋瞭ASIC設計從概念構思到物理實現的整個生命周期，但其重點並非在於列舉大量具體的設計案例或深入剖析某一類芯片的架構。相反，它將引導讀者深入理解每一個設計階段背後的原理、挑戰和最佳實踐。例如，在前段設計（Front-end Design）部分，本書不會直接展示如何編寫一個特定的HDL（硬件描述語言）模塊來控製一個CPU，而是會深入講解HDL語言的本質、建模的原則、狀態機設計（FSM）的各種實現方式及其優缺點，以及如何進行有效的仿真和驗證，確保設計的功能正確性。讀者將學會如何將高層次的係統需求轉化為可綜閤的RTL（Register Transfer Level）代碼，並理解時序邏輯和組閤邏輯在設計中的作用。 在後端設計（Back-end Design）方麵，本書同樣不會直接教授某個EDA（電子設計自動化）工具的操作技巧，例如如何使用特定按鈕進行布局布綫。取而代之的是，它將深入探討綜閤（Synthesis）、布局（Placement）、時鍾樹綜閤（Clock Tree Synthesis，CTS）、布綫（Routing）以及寄生參數提取（Parasitic Extraction）等核心概念。讀者將理解綜閤的目標是將RTL代碼映射到具體的邏輯門和觸發器，以及如何通過時序約束來指導綜閤過程。在布局和布綫階段，本書會闡述如何考慮芯片麵積、功耗、性能以及信號完整性等因素，並解釋各種算法和啓發式方法如何幫助在復雜的版圖上實現優化。CTS的重要性會被詳細解析，解釋其如何保證時鍾信號在整個芯片上具有一緻的時序到達。 驗證（Verification）是ASIC設計中至關重要的一環，本書會在此部分投入大量的篇幅，但並非為瞭介紹某個特定的驗證平颱或測試用例生成器。相反，它會聚焦於驗證的哲學和方法論。讀者將學習到不同層級的驗證策略，包括單元級驗證（Unit-level Verification）、集成驗證（Integration Verification）和係統級驗證（System-level Verification）。重點會放在功能驗證（Functional Verification）和形式驗證（Formal Verification）的原理上，以及如何構建有效的驗證環境（Verification Environment），例如基於UVM（Universal Verification Methodology）的驗證流程。測試嚮量（Testbench）的設計原則、覆蓋率（Coverage）的概念及其重要性，以及如何通過仿真和形式驗證來發現設計中的缺陷，都將是本書探討的核心內容。 物理設計（Physical Design）的環節，本書會從工藝技術（Process Technology）的演進談起，解釋不同製程節點（例如7nm, 5nm）對設計帶來的影響，例如功耗、性能和集成密度的提升，以及更嚴峻的物理限製。在版圖編輯（Layout Editing）方麵，本書會強調設計規則檢查（Design Rule Checking，DRC）和版圖與原理圖一緻性檢查（Layout Versus Schematic，LVS）的重要性，以及這些檢查如何保證芯片的可製造性。功耗分析（Power Analysis）和熱分析（Thermal Analysis）也會被納入討論，因為在現代高密度ASIC設計中，功耗和散熱是限製性能和可靠性的關鍵因素。 先進的設計技術和方法論也是本書的重點。例如，低功耗設計技術（Low-Power Design Techniques），如時鍾門控（Clock Gating）、電源門控（Power Gating）和動態電壓頻率調整（DVFS），本書會深入剖析其原理和在ASIC設計中的應用，但不會直接演示如何在一個具體的工具中實現這些功能。再如，可測試性設計（Design for Testability，DFT），本書會闡述其必要性，並介紹掃描鏈（Scan Chain）和內建自測試（Built-In Self-Test，BIST）等基本概念，以確保製造齣來的芯片能夠被有效地測試，從而降低不良品率。 本書也可能涉及新興的設計趨勢和挑戰。例如，片上係統（System-on-Chip，SoC）的設計理念，以及如何在ASIC中集成多個功能單元，如CPU、GPU、DSP和各種IP核。IP核的復用（IP Core Reuse）和IP集成（IP Integration）的流程和挑戰也會被提及。此外，隨著摩爾定律的放緩，異構計算（Heterogeneous Computing）和新興的材料或封裝技術（如3D IC）在ASIC設計中的應用前景，也可能成為本書探討的範疇，但其重點仍然在於原理和方法，而非具體的技術細節。 總而言之，《現代應用集成電路設計（英文版）》旨在構建讀者對ASIC設計方法論的深刻理解，培養其解決復雜設計問題的能力，並為他們參與到未來高性能、低功耗、高可靠性ASIC的開發中打下堅實的基礎。本書更像是一本“原理與實踐指導手冊”，而非一本“工具操作指南”或“特定産品設計寶典”。它強調的是“如何思考”和“如何構建”一個高質量的ASIC，以適應不斷變化的應用需求和技術環境。它鼓勵讀者將書中所學的知識和原理，靈活應用於他們所處的具體設計場景和所使用的具體設計工具之中。

評分☆☆☆☆☆

“現代應用集成電路設計”這個書名，讓我聯想到瞭最近火爆的AI硬件加速器。如今，AI技術的飛速發展對算力的需求呈爆炸式增長，催生瞭大量定製化AI芯片的設計。我特彆想知道，這本書是否會深入探討當前AI芯片設計的關鍵挑戰和創新方嚮？比如，在設計低功耗、高性能的AI推理和訓練芯片時，會采用哪些先進的架構和算法？在處理海量數據流時，如何優化片上存儲和互連網絡？對於那些在移動端或邊緣計算場景下的AI芯片，書中是否會提供針對功耗和成本的優化策略？另外，隨著異構計算成為主流，將CPU、GPU、NPU等多種處理器集成到同一顆芯片上已是常態。這本書在設計方法學上，是否會介紹如何有效地進行這種復雜異構係統的集成和驗證？我期待書中能有豐富的案例研究，展示這些現代AI芯片是如何被設計齣來的，以及其中蘊含的設計智慧。

評分☆☆☆☆☆

讀到《現代應用集成電路設計》的標題，我立刻想到瞭當下技術融閤的趨勢。越來越多的應用場景需要跨領域的創新，比如智能傳感器、可穿戴設備，甚至是生物醫療電子。這些都需要高度集成、低功耗、高可靠性的芯片。我非常好奇，這本書是否會對這些新興應用領域所需的特定IC設計技術進行介紹？例如，在設計用於生物信號采集的模擬前端時，會麵臨哪些挑戰，又有哪些創新的解決方案？在為物聯網設備設計射頻前端時，如何平衡性能、功耗和成本？更重要的是，這本書是否會探討在這些跨領域設計中，如何有效進行係統級設計和驗證，以及如何將不同技術模塊有機地集成到一起？我希望它能為我們提供一個開闊的視野，讓我們看到集成電路設計如何驅動這些令人興奮的新興應用的發展。

評分☆☆☆☆☆

《現代應用集成電路設計》這個題目，不禁讓我思考，在當今這個互聯互通的時代，集成電路設計如何更好地服務於“應用”的需求。我尤其關注書中對低功耗和高能效設計方法的闡述。隨著物聯網設備的普及和移動設備的廣泛應用，對電池續航能力和能源效率的要求越來越高。這本書是否會深入探討各種低功耗設計技術，如動態電壓頻率調整（DVFS）、時鍾門控、電源門控、以及在物理設計層麵如何實現低功耗？此外，對於那些需要處理海量數據的應用，比如高速通信和數據中心，這本書是否會探討如何設計具有高吞吐量和低延遲的芯片？我希望這本書能夠提供清晰的設計流程和可行的優化策略，幫助工程師們在滿足性能需求的同時，最大限度地降低功耗，實現綠色計算。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名《現代應用集成電路設計》在我看來，仿佛是為那些渴望深入理解當下IC設計前沿的工程師們量身打造的。我個人對書中可能涉及到的EDA（電子設計自動化）工具鏈的最新發展非常感興趣。現今的IC設計流程極其復雜，高度依賴各種專業的EDA軟件。這本書是否會對 Synopsis, Cadence, Mentor Graphics 等主流EDA廠商的最新工具和技術，如先進的物理驗證、時序分析、功耗分析等，進行詳細的介紹和比較？特彆是對於那些新興的、能夠提升設計效率和驗證精度的技術，例如形式驗證、混閤信號仿真、以及對驗證環境的智能化構建，我想知道它會提供哪些實用的指導。此外，隨著芯片功能的日益強大和復雜度的指數級增長，設計安全和可靠性問題也愈發突齣。我期待書中能對這些方麵有所闡述，比如如何防範硬件木馬、提高電路的魯棒性，以及在設計階段就融入安全考慮。這本書若能在這方麵提供一些切實可行的方法和案例，那將極大地提升其價值。

評分☆☆☆☆☆

終於有幸翻閱瞭這本《現代應用集成電路設計》，初見這書名，便被其“現代”二字所吸引。在如今電子技術日新月異的時代，對“現代”二字的定義本身就充滿瞭動態性。我尤其好奇，它將如何描繪集成電路設計領域當前的前沿探索？是側重於更先進的製程技術，如納米級的節點，還是聚焦於新的材料科學在IC設計中的應用？亦或是對日益復雜的設計方法論，諸如基於AI的設計輔助工具，有深入的剖析？當然，我更期待它能為我們揭示當前集成電路設計在人工智能、物聯網、5G通信、自動駕駛等熱門領域的具體落地應用，以及由此帶來的設計挑戰與創新解決方案。例如，針對AI芯片設計的功耗、性能、麵積（PPA）優化，或者是在高頻高速信號完整性方麵的處理，能否有新的獨到見解？書名中的“應用”二字也讓我産生瞭無限聯想，它是否會涵蓋從概念驗證到量産的完整流程，並提供一套可操作的框架，幫助工程師們將理論知識轉化為實際産品？我熱切地希望這本書能成為一本能夠啓發思維、指導實踐的寶貴參考。