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内容简介

　　《系统芯片（SOC）设计方法与实践》主要介绍了系统芯片（SOC）的设计原理、方法，以及工程实践。结合多年的教学经验、项目实践以及累积的资料，并借鉴国内外经典教材的写作手法编著而成。内容参考Xilinx公司和ARM公司新的官方文档，吸收国内外新的相关专业文献，提取其精华，并提供具有针对性的实践项目例程。《系统芯片（SOC）设计方法与实践》旨在让每位读者能够对SOC设计有一个深入的理解，并且在教材的指导下，以动手实践的方式掌握相关的专业技能，为未来的学习和工作打下坚实的基础。
　　《系统芯片（SOC）设计方法与实践》可分为四部分：第一部分内容讲述硬件描述语言VHDL和Verilog HDL的基本语法以及如何实现基本数字逻辑单元的设计。第二部分讲述了数字系统的层次结构设计以及SOC芯片的体系结构。第三部分涉及设计的形式化验证、静态时序分析以及可测试设计。第四部分主要内容为可编程逻辑器件以及ASIC后端设计流程及方法。书中的案例基于Xilinx公司的Vivado设计套件，并提供相应的VHDL/Verilog HDL参考源代码。

内页插图

目录

第1章 绪论
1．1 集成电路概述
1．1．1 集成电路的诞生和发展
1．1．2 我国集成电路的发展
1．1．3 集成电路的分类
1．2 SOC概述
1．2．1 SOC的分类
1．2．2 SOC涉及的关键技术
1．2．3 SOC设计流程
1．2．4 SOC技术的发展方向
1．3 VHDL与Verilog HDL
1．3．1 VHDL和Verilog HDL的相同点
1．3．2 VHDL和Verilog HDL的区别
1．3．3 学习VHDL和Verilog HDL的要点
1．4 开发平台Vivado

第2章 VHDL语言基础
2．1 引言
2．2 VHDL的基础知识
2．2．1 VHDL程序的结构
2．2．2 VHDL常用资源库中的程序包
2．2．3 VHDL的词法单元
2．2．4 数据对象和类型
2．2．5 表达式与运算符
2．3 VHDL结构体的描述方式
2．3．1 结构体的行为描述
2．3．2 结构体的RTL描述
2．3．3 结构体的结构化描述
2．4 结构体的子结构形式
2．4．1 进程
2．4．2 复杂结构体的多进程组织方法
2．4．3 块
2．4．4 子程序
2．5 顺序语句和并发语句
2．5．1 顺序语句
2．5．2 并发语句
2．6 VHDL中的信号和信号处理
2．6．1 信号的驱动源
2．6．2 信号的延迟
2．6．3 仿真周期和信号的δ延迟
2．6．4 信号的属性函数
2．6．5 带属性函数的信号
2．7 VHDL的其他语句
2．7．1 ATTRIBUTE（属性）描述与定义语句
2．7．2 断言（ASSERT）语句
2．7．3 TEXTIO
2．8 多值逻辑
2．8．1 三态数值模型
2．8．2 多值逻辑
2．9 元件例化
2．9．1 设计通用元件
2．9．2 构造程序包
2．9．3 元件的调用
2．10 配置
2．10．1 默认配置
2．10．2 元件配置
2．10．3 块的配置
2．10．4 结构体的配置
习题2

第3章 硬件描述语言Verilog
3．1 引言
3．2 Verilog HDL的基础知识
3．2．1 模块说明部分
3．2．2 端口说明部分
……

第4章 基本数字逻辑单元的设计
第5章 数字系统的层次结构设计
第6章 系统集成芯片的体系结构
第7章 形式化验证
第8章 静态时序分析
第9章 可测试设计DFT
第10章 可编程逻辑器件
第11章 ASIC后端设计
附录 用Nexys4 FPGA开发板配置Microblaze
参考文献

前言/序言

　　20世纪90年代后期，随着半导体加工技术跨入深亚微米时代，晶体管门电路的设计和加工能力达到百万以上，使SOC的概念有了实现的可能。1995年LSILogic公司为SO-NY公司设计的SOC，是基于IP核完成SOC设计的最早报道。由于SOC可以充分利用已有的设计积累，显著提高ASIC的设计能力，因此发展快速。SOC的出现是电子系统设计领域的一场革命，同时也对电子工程技术人员提出了新的挑战。随着EDA技术和工具的发展，现代数字系统的设计思想、设计工具和实现方式均发生了深刻的变化，系统规模不断增大，SOC已逐渐成为设计主流。作为IC设计技术和未来市场的走向，SOC也逐渐受到国内IC行业的重视。本书是在罗胜钦编著的《系统芯片（SOC）设计原理》基础上，进行了改编，更新了部分内容和专业知识，同时为适应技术发展需求增加了具体实践案例。
　　全书共分为11章。第一章介绍了集成电路的发展历史以及SOC系统设计概述。包括SOC的分类、涉及的关键技术、设计流程以及未来可能的发展方向。第二章和第三章分别介绍了硬件描述语言VHDL和Verilog HDL的基本结构、语法、描述方式以及基本语句。第四章内容为如何使用VHDL和Verilog HDL描述同一数字电路。第五章涉及数字系统的层次结构设计。第六章描述SOC的体系结构。第七章介绍形式化验证方法的理论基础。第八章详细讨论静态时序分析。第九章介绍可测试设计DFT。第十章具体讲解现场可编程门阵列FPGA器件结构、配置及Xilinx系列产品。最后还介绍EDK开发流程及基于MicroBlaze处理器的SOPC系统设计方法。第十一章内容为ASIC后端设计。
　　本书内容全面系统，在介绍系统芯片设计方法之外，展示SOC设计领域的最新成果，通过融人许多来自于工业界的实践经验、结合基础项目实践案例，让读者在了解SOC设计的相关基础理论，以及SOC设计方法的最新进展的同时，帮助读者逐步掌握工业化的解决方案，以满足未来市场需求。本书可作为高等院校电子科学与技术、电子与信息工程、计算机科学与技术等专业的本科生或研究生教材，也可作为相关专业的教师、科研人员及数字集成电路设计工程师的学习参考资料。
　　本书在写作过程中，得到了电子科学与技术系教师的关心和帮助，以及许多宝贵的修改意见，对于他们的帮助和支持，编者在此表示衷心的感谢！
　　特别感谢顾权、林铄、万嘉昕等同学，他（她）们在专业技术资料收集、整理、案例分析和验证等方面做了大量卓有成效的专业技术工作。
　　由于编者水平有限，书中具体内容若有疏漏、欠妥和错误之处，恳请各界读者一如既往，多加指正，以便今后不断改进。
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