具体描述
新型集成电路简明手册及典型应用（上），ISBN：9787560614557，作者：刘畅生等编著
深度探索与前沿洞察：当代电子工程的理论基石与实践革新 一、 凝聚时代智慧的电子学前沿论著 本书系一本聚焦于当代电子工程领域核心理论、关键技术与未来发展趋势的综合性学术专著。它并非仅仅是对现有技术的简单罗列或手册式知识的汇编，而是深入剖析了从基础物理原理到复杂系统集成的多层次、跨学科知识体系。全书旨在为高年级本科生、研究生以及致力于技术创新的工程师和研究人员提供一个既有坚实理论基础，又紧密贴合产业前沿的知识框架。 本书的结构设计力求逻辑严密，层次分明。它从半导体物理基础的微观尺度出发，详细阐述了载流子输运机制、能带理论在现代器件中的具体体现，以及新型材料（如二维材料、宽禁带半导体）的引入如何颠覆传统硅基技术的性能边界。我们并未止步于经典的MOSFET理论，而是将笔触延伸至先进晶体管结构，包括FinFET、GAAFET的电学特性、短沟道效应的抑制策略，以及对亚纳微米工艺节点下量子效应和可靠性问题的深入分析。 二、 复杂系统建模与仿真方法的革新 在系统层面，本书着重探讨了系统级设计方法学（System-Level Design Methodology）的演进。针对当前系统复杂性爆炸式增长的挑战，我们系统地介绍了多物理场耦合建模的必要性与实现路径。这包括电磁兼容性（EMC/EMI）的预测性分析、热管理在高性能计算中的核心地位，以及利用先进的有限元法（FEM）和边界元法（BEM）进行高精度仿真验证的流程。 特别值得一提的是，书中辟出一章专门讨论基于人工智能的EDA工具链优化。我们探讨了如何利用机器学习算法来加速器件级参数提取、优化版图布局布线（Place and Route）的效率，以及在设计验证阶段进行智能化故障预测，从而显著缩短研发周期，提高首次成功率。这部分内容紧密结合了当前工业界对“设计自动化（Automation in Design）”的迫切需求。 三、 嵌入式系统与高性能计算的架构演进 本书的后半部分聚焦于高性能计算（HPC）与嵌入式系统的融合发展。我们对异构计算架构进行了详尽的论述，包括CPU、GPU、FPGA以及专用加速器（如TPU、NPU）之间的协同工作机制。详细分析了指令集架构（ISA）的演变，特别是RISC-V架构的开放性如何催生出高度定制化的领域特定架构（DSA）。 在软件与硬件的接口层面，我们深入解析了实时操作系统（RTOS）的调度算法、内存管理策略，以及保障功能安全（Functional Safety，如ISO 26262在汽车电子中的应用）的设计规范。对于日益重要的片上网络（Network-on-Chip, NoC）技术，本书提供了从拓扑结构选择到流量控制算法的全面视角，这是构建多核处理器和大规模SoC的关键技术。 四、 新兴应用领域的理论支撑 本书并未忽略技术向应用侧的转化。我们对当前热点领域提供了深厚的理论支撑： 1. 先进电源管理技术： 探讨了高效率DC-DC转换器、无电池（Energy Harvesting）系统的设计挑战，以及功率器件（如SiC和GaN）在极端条件下的可靠性建模。 2. 传感器接口与信号调理： 详细阐述了高精度模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）的设计原理、噪声分析，以及如何实现低功耗、高线性度的前端电路，这对于物联网（IoT）和生物医学传感至关重要。 3. 安全性与可信赖性设计： 剖析了硬件安全模块（HSM）、物理不可克隆函数（PUF）等在抵抗侧信道攻击和物理篡改中的应用，确保了信息系统从硅片到应用的整体安全防护体系。 总结 本书通过严谨的学术探讨和对未来技术趋势的敏锐洞察，构建了一个关于现代电子工程的宏大图景。它要求读者不仅要掌握“如何做”（How-to），更要理解“为何如此”（Why），从而具备在新一代信息技术革命中进行原创性设计和突破性创新的能力。这是一部面向未来十年技术发展需求的深度参考资料。
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