具體描述
| 圖書基本信息,請以下列介紹為準 | |||
| 書名 | 現代應用集成電路設計/信息科學技術學術著作叢書 | ||
| 作者 | 周電 | ||
| 定價 | 120.00元 | ||
| ISBN號 | 9787030317667 | ||
| 齣版社 | 科學齣版社 | ||
| 齣版日期 | 2011-07-01 | ||
| 版次 | 1 | ||
| 其他參考信息（以實物為準） | |||
| 裝幀：平裝 | 開本：16開 | 重量：0.640 | |
| 版次：1 | 字數： | 頁碼： | |
| 插圖 | |
| 目錄 | |
| 內容提要 | |
本書基於作者周電在美大學十幾年教授“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。 |
| 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。 |
| 作者介紹 | |
| 序言 | |
用戶評價
這是一本我一直期待能夠深入研究的領域，雖然這本書我尚未完全讀完，但初步的翻閱和一些章節的仔細研讀，已經讓我感受到瞭其理論深度和實踐價值。作者在開篇就宏大地勾勒瞭現代應用集成電路設計所麵臨的挑戰與機遇，從摩爾定律的極限到後摩爾時代的新機遇，再到日益復雜的多功能SoC設計，都做瞭極為精闢的闡述。我尤其欣賞書中對“集成”這一概念的深刻剖析，它不僅僅是晶體管的堆疊，更是功能、性能、功耗、可靠性乃至成本的全麵優化與協同。書中提及的各種設計方法論，比如自頂嚮下與自底嚮上相結閤的策略，以及針對不同應用場景的優化考量，都極大地啓發瞭我對項目規劃的思考。舉例來說，書中在討論功耗優化時，不僅列舉瞭常用的低功耗設計技術，更結閤瞭實際的工業應用案例，詳細分析瞭如何在保證性能的前提下，將功耗降至最低，這對於開發麵嚮移動設備或物聯網的芯片至關重要。我曾遇到過一個項目，就是在有限的功耗預算下實現高性能計算，當時的團隊走瞭不少彎路，但如果早些接觸到書中關於動態電壓頻率調整（DVFS）和門控時鍾（Clock Gating）的深入分析，並結閤書中提到的功耗建模和仿真工具，或許能更有效地解決問題。此外，書中對驗證方法論的講解也非常到位，這部分內容對於任何一個IC設計工程師來說都是至關重要的。從形式驗證到仿真驗證，再到後期的芯片測試，每一個環節都充滿瞭學問。我尤其對書中關於“覆蓋率驅動驗證”的理念印象深刻，這是一種非常係統化和科學的驗證方法，能夠有效提升驗證效率和質量，避免因遺漏關鍵測試場景而導緻的芯片流片失敗。總而言之，這本書為我提供瞭一個非常廣闊和深入的視角來理解和應對現代IC設計的復雜性，我迫不及待地想要深入研究後續章節，探索更多的設計技巧和前沿理念。
評分這本書的深度和廣度，讓我感受到作者在集成電路設計領域的獨到見解和豐富經驗。雖然我還在仔細品讀中，但某些章節已經讓我受益匪淺。我對書中關於“時序分析與優化”的論述部分特彆感興趣，這絕對是數字集成電路設計中最關鍵也是最棘手的部分之一。作者非常細緻地講解瞭靜態時序分析（STA）的基本原理，包括建立時間（Setup Time）和保持時間（Hold Time）的概念，以及如何通過路徑延遲（Path Delay）來判斷時序是否違規。他同時還提供瞭各種優化時序的方法，例如通過調整邏輯門延遲、優化布綫以及采用流水綫（Pipelining）技術等。我曾經在一個高速接口設計項目中，遇到瞭非常嚴重的時序問題，導緻芯片在高頻運行時不穩定。當時我們花費瞭大量的時間進行時序收斂，但收斂過程充滿瞭試錯和反復。這本書中關於“時序約束的設置”和“時序報告的解讀”的詳細指導，對於我們理解時序報告中的關鍵信息、快速定位時序瓶頸非常有幫助。作者還專門討論瞭在復雜設計中，如何處理時鍾樹（Clock Tree）帶來的時鍾偏差（Clock Skew）和時鍾抖動（Clock Jitter）問題，這部分內容對於確保時序的穩定性至關重要。此外，書中對“時序驅動布局布綫”（Timing-Driven Place and Route）的介紹，讓我看到瞭自動化工具在時序優化方麵的巨大潛力，並理解瞭如何有效地與這些工具協同工作，以達到最佳的時序收斂效果。這本書就像一位經驗豐富的時序分析專傢，為我揭示瞭時序優化的奧秘，並提供瞭實用的策略和技巧。
評分當我拿起這本書時，我就知道我即將踏上一段充滿挑戰但也極具迴報的學習旅程。書中關於“高可靠性集成電路設計”的內容，對我來說是一個全新的領域，但其重要性不言而喻。作者在這一章節中，係統地闡述瞭集成電路在各種嚴苛環境下工作的可靠性問題，包括輻射效應（Radiation Effects）、熱失效（Thermal Failure）以及電遷移（Electromigration）等。他不僅詳細解釋瞭這些失效機理，更提供瞭相應的減緩和預防措施。我曾經在為航空航天領域開發一款關鍵芯片時，就麵臨著極高的可靠性要求。當時我們絞盡腦汁去理解和應對各種潛在的失效模式，但缺乏係統性的指導。這本書中關於“冗餘設計”（Redundancy Design）、“糾錯碼”（Error Correction Code, ECC）以及“故障注入測試”（Fault Injection Testing）的詳細介紹，讓我豁然開朗。作者通過大量的實例，展示瞭如何在設計層麵就融入冗餘度，以抵抗單點故障；如何利用ECC來檢測和糾正內存或數據傳輸中的錯誤；以及如何通過主動的故障注入來驗證設計的魯棒性。此外，書中對“高溫高濕環境下的設計考慮”以及“封裝可靠性”的深入分析，也讓我受益匪淺。這部分內容為我理解和設計需要在極端環境下工作的集成電路提供瞭寶貴的理論基礎和實踐指導。這本書就像一位資深的可靠性工程師，為我揭示瞭在復雜環境下保障芯片穩定運行的秘訣，並為我提供瞭切實可行的解決方案。
評分這是一本真正意義上的“工具書”，內容詳實，邏輯清晰，是我在集成電路設計道路上不可或缺的參考。我雖然還在探索其全部精髓，但已經能感受到其強大的指導意義。書中對於“物理設計與版圖實現”章節的闡述，讓我耳目一新。作者不僅僅是簡單地介紹瞭布局布綫（Place and Route）的過程，而是深入剖析瞭其中的各種權衡和挑戰。他詳細講解瞭單元布局（Cell Placement）的策略，如何平衡麵積、功耗和性能，以及如何考慮信號綫擁塞（Congestion）和功耗密度（Power Density）。在布綫（Routing）部分，作者則重點介紹瞭信號完整性（Signal Integrity）、串擾（Crosstalk）以及電源完整性（Power Integrity）等關鍵問題，並提供瞭相應的解決方案。我曾經在處理一個高度集成的模擬前端芯片的物理設計時，遇到瞭嚴重的信號乾擾問題，導緻輸齣信號失真，難以滿足設計要求。當時我們花費瞭大量時間在版圖的調整和優化上，試圖找到問題的根源。這本書中關於“版圖規則檢查（DRC）”和“化學式驗證（LVS）”的深入講解，讓我明白瞭在物理設計中遵守嚴格的工藝規則的重要性，以及如何通過這些驗證來確保設計的正確性。作者還特彆提到瞭“版圖後仿真”（Post-Layout Simulation）的必要性，以及如何通過精確的寄生參數提取來提高仿真結果的準確性。對於我而言，這部分內容是解決實際設計問題的寶貴財富。這本書就像一位經驗豐富的物理設計專傢，為我指明瞭通往高質量版圖的道路，並提供瞭解決實際問題的有效方法。
評分我一直對那些能夠將抽象理論與具體實踐緊密結閤的書籍情有獨鍾，而這本書無疑是其中的佼佼者。盡管我還沒有機會將全書精讀完畢，但僅憑其豐富的圖錶、清晰的邏輯以及作者深厚的學術功底，便足以讓我對其贊不絕口。書中對於模擬與數字混閤信號集成電路設計的部分，給我留下瞭尤為深刻的印象。作者在這一章節中，係統地闡述瞭模擬和數字信號在同一芯片上共存時所帶來的挑戰，例如串擾（Crosstalk）、電源噪聲（Power Supply Noise）以及信號完整性（Signal Integrity）等問題。他不僅詳細解釋瞭這些問題的産生機理，更提供瞭一係列行之有效的解決方案。我曾在一個項目中，遇到過射頻前端設計與數字基帶處理部分之間的嚴重乾擾問題，導緻信號失真，性能大幅下降。當時我們嘗試瞭很多方法，包括嚴格的版圖布局規則、屏蔽技術以及濾波器的使用，但效果始終不盡如人意。這本書中關於“隔離技術”和“噪聲耦閤分析”的詳細論述，讓我茅塞頓開。書中提供的具體版圖設計建議，例如如何閤理劃分模擬和數字區域，如何設計接地和供電網絡以最小化耦閤，都極具參考價值。此外，書中對於ADC（模數轉換器）和DAC（數模轉換器）的設計原理和關鍵技術，也進行瞭深入的講解。我特彆關注瞭書中關於高精度ADC的設計，例如逐次逼近型（SAR）ADC和Delta-Sigma ADC的優缺點分析，以及如何通過各種補償技術來提高其綫性度和信噪比。這些內容對於我們在開發高性能數據采集係統時，能夠提供非常有價值的設計指導。這本書就像一位經驗豐富的設計師，一步一步地引導我，讓我能夠更清晰地認識到設計的每一個環節，並為我提供瞭解決實際問題的有力武器。
評分這本書的厚重感和內容密度，即便隻是快速瀏覽，也足以讓人感受到其中蘊含的知識能量。作者在信息科學技術領域深厚的積纍，通過嚴謹的文字和詳實的案例，得到瞭淋灕盡緻的展現。我特彆對書中關於“異構計算”和“片上係統（SoC）”的討論部分進行瞭初步的探究，這無疑是當前集成電路設計領域最熱門也是最具挑戰性的方嚮之一。書中對於如何將不同類型的處理器（如CPU、GPU、DSP、FPGA等）以及各種專用加速器有效地集成到同一顆芯片上，進行瞭深入的分析。作者不僅探討瞭不同IP核之間的互聯架構（如AMBA AXI），還詳細闡述瞭功耗、性能和麵積（PPA）在異構設計中的權衡考量。我曾經在研究一個需要極高並行處理能力的圖像識彆項目時，深感傳統CPU的局限性，並開始考慮引入GPU或DSP。然而，如何在統一的SoC架構中高效地調度和管理這些異構資源，一直是一個難題。這本書中關於“互連網絡設計”和“通信協議”的深入講解，讓我看到瞭解決問題的希望。書中對多核通信、緩存一緻性以及數據傳輸效率的分析，都為我提供瞭寶貴的思路。此外，書中對“能效比”（Energy Efficiency）的重視，也讓我印象深刻。在異構係統中，如何最大化每一顆處理器的效能，同時最小化整體功耗，是一個極其復雜的問題。書中提供的各種功耗管理策略，包括任務卸載、動態頻率調整以及低功耗模式的切換，都給瞭我很大的啓發。我相信，通過對這本書中關於異構計算和SoC設計的深入學習，我將能夠更好地把握未來集成電路發展的脈搏，並將其應用於實際的研發工作中。
評分這本書的體係結構和內容深度，是我在尋找關於集成電路設計方麵的專業書籍時，所期待的理想狀態。我雖然還在深入研讀，但一些章節已經給我帶來瞭極大的啓發。書中關於“低功耗集成電路設計”的章節，尤其引起瞭我的注意。在當今能源日益緊張的時代，低功耗設計已經不再是可選項，而是必選項。作者在這部分內容中，非常係統地介紹瞭各種實現低功耗的設計技術，包括動態功耗和靜態功耗的分析，以及相應的優化策略。他詳細講解瞭門控時鍾（Clock Gating）、電源門控（Power Gating）、動態電壓頻率調整（DVFS）等技術，並結閤實際案例分析瞭它們的應用場景和效果。我曾經在一個為電池供電設備設計的移動處理器項目時，就遇到瞭功耗控製的巨大挑戰。當時團隊嘗試瞭多種方法，但效果並不顯著。這本書中關於“功耗建模與仿真”的詳細介紹，讓我明白瞭如何更精確地預測芯片的功耗，並為功耗優化提供依據。作者還討論瞭如何通過硬件和軟件協同的手段來實現極緻的功耗管理，例如智能的電源分配策略和任務調度機製。對於我而言，這部分內容是解決實際設計難題的寶貴指南。這本書就像一位經驗豐富的功耗優化專傢，為我提供瞭實現低功耗設計的全麵解決方案，並指引瞭我前進的方嚮。
評分在我初步翻閱這本書的過程中，我對其中關於“可重用IP核設計與驗證”的章節留下瞭深刻的印象。作者在這一部分，清晰地闡述瞭在現代SoC設計中，如何有效地利用和管理可重用IP核，以提高設計效率和降低成本。他詳細講解瞭IP核的設計流程、接口標準（如AXI）以及驗證方法論。我深知，在大型復雜的集成電路項目中，IP核的復用是提高效率的關鍵。然而，如何選擇閤適的IP核，如何確保IP核的兼容性和可集成性，以及如何對其進行有效的驗證，一直是睏擾我的難題。這本書中關於“IP核的接口定義與匹配”的講解，讓我對如何規範IP核接口有瞭更清晰的認識。作者不僅強調瞭標準接口的重要性，還詳細分析瞭不同接口協議的特點和適用場景。此外，書中對“IP核的驗證環境搭建”和“驗證IP（VIP）的應用”的深入探討，為我提供瞭如何高效、全麵地驗證IP核的思路。我曾為一個項目購買瞭第三方IP核，但在集成過程中卻遇到瞭諸多兼容性問題，耗費瞭大量時間去調試。如果早些接觸到書中關於IP核驗證的詳細指導，或許能避免這些不必要的麻煩。這本書就像一位經驗豐富的IP核設計師和集成工程師，為我提供瞭在IP核設計與驗證方麵的寶貴經驗和實操建議，讓我能夠更從容地應對復雜的SoC設計挑戰。
評分在仔細研讀這本書的過程中，我對其關於“軟件定義硬件與硬件加速器”的章節，産生瞭濃厚的興趣。作者在這部分內容中，深刻闡述瞭軟件定義硬件（SDH）這一新興理念，以及如何通過設計靈活的硬件加速器來滿足日益增長的計算需求。他詳細講解瞭如何利用FPGA、ASLIC等平颱來實現硬件加速，以及軟件如何與硬件協同工作，實現最優的性能和功耗。我深知，在許多高性能計算應用領域，傳統的通用處理器已經難以滿足需求，而硬件加速器則成為關鍵。然而，如何設計和利用這些加速器，以及如何讓軟件更好地驅動硬件，一直是我探索的重點。這本書中關於“RISC-V指令集架構（ISA）在可定製硬件加速器中的應用”的深入分析，讓我看到瞭未來硬件設計的發展潛力。作者通過大量的實例，展示瞭如何基於RISC-V的可擴展性，設計齣滿足特定應用需求的定製化硬件加速器。此外，書中對“硬件/軟件協同設計流程”的詳細闡述，也為我提供瞭如何有效地將軟件和硬件集成在一起，實現高效計算的寶貴經驗。對於我而言，這部分內容不僅提供瞭解決實際設計難題的思路，更讓我對未來軟件與硬件的融閤發展趨勢有瞭更深刻的理解。這本書就像一位敏銳的創新者，為我揭示瞭軟件定義硬件的無限可能，並為我提供瞭探索硬件加速的實踐指南。
評分這本書的內容充實且極具前瞻性，是我在信息科學技術領域探索集成電路設計奧秘的絕佳伴侶。我雖然還在消化其全部精髓，但對其中關於“先進封裝技術與三維集成”的討論，已經讓我心潮澎湃。作者在這部分內容中，深刻剖析瞭當前集成電路設計麵臨的物理極限，並介紹瞭先進封裝技術（如扇齣型封裝、矽中介層等）以及三維集成（3D IC）作為突破摩爾定律瓶頸的有效途徑。他詳細講解瞭這些技術的基本原理、實現方式以及帶來的優勢和挑戰。我一直關注著集成電路技術的發展趨勢，並深知未來集成電路的性能提升將越來越依賴於封裝和互連技術的進步。然而，對於這些先進封裝技術的具體實現細節以及它們如何影響整個芯片設計流程，我一直缺乏深入的瞭解。這本書中關於“矽中介層（Silicon Interposer）的設計與製造”以及“芯片堆疊（Chip Stacking）的互連技術”的講解，讓我得以窺見未來的集成電路設計藍圖。作者還深入分析瞭三維集成帶來的功耗、散熱以及良率等方麵的挑戰，並提齣瞭相應的解決方案。對於我而言，這部分內容不僅拓寬瞭我的視野，更讓我對未來的集成電路發展方嚮有瞭更清晰的認識。這本書就像一位富有遠見的集成電路技術先驅，為我揭示瞭通往後摩爾時代的設計路徑，並提供瞭探索創新解決方案的靈感。
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