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出版者:西安电子科技大学出版社

作者:尹雪飞

出品人:

页数:287

译者:

出版时间:1997年10月

价格:24.00元

装帧:平装

isbn号码:9787560604992

丛书系列:

图书标签:

• a
• 集成电路
• 电子工程
• 速查手册
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好的，这是一份关于一本名为《集成电路速查大全》之外的图书的详细简介，内容将专注于电子工程、信号处理、嵌入式系统设计等相关领域，避免提及《集成电路速查大全》本身的内容。 --- 《现代电子系统设计与优化：从理论到实践》 图书简介 在当今快速迭代的科技浪潮中，电子系统已成为驱动社会进步的核心动力。无论是消费电子的便携化、工业自动化的智能化，还是通信网络的超高速化，其背后都离不开对复杂电子系统进行精深设计与有效优化的能力。《现代电子系统设计与优化：从理论到实践》正是为满足这一需求而编写的权威性专著。本书旨在为电子工程师、系统架构师、高年级本科生及研究生提供一套系统、深入且极具实操性的知识体系，帮助读者跨越理论与实际应用之间的鸿沟，掌握构建高性能、高可靠性电子系统的关键技术。 本书结构严谨，内容覆盖面广，从最基础的器件物理模型到复杂的系统级架构，层层递进，确保读者能够构建起扎实的理论基础和丰富的设计经验。 第一部分：核心器件与模拟电路基础 本部分着重于对现代电子系统基石——半导体器件及其在模拟电路中的应用进行深度剖析。我们不再停留在对晶体管参数的简单罗列，而是深入探讨了器件的非线性特性、噪声源的物理机制，以及如何通过结构优化来改善其性能。 晶体管的先进模型与仿真技术： 详细介绍了MOSFET和BJT在不同工作区域下的精密模型，重点阐述了亚微米乃至纳米级工艺下短沟道效应、热载流子效应等对模型准确性的影响。结合SPICE仿真工具，展示了如何建立准确的器件级模型，并用于预测电路的实际性能。 高精度模拟电路设计： 深入探讨了运算放大器的设计原理，不仅涵盖了经典的反馈理论，更专注于高速、低噪声、高共模抑制比（CMRR）的差分放大器设计。重点分析了开关电容技术在滤波器和数据转换器中的应用，以及如何处理工艺偏差和温度漂移对精度的影响。此外，电源管理单元（PMU）的设计，如低压差（LDO）稳压器和开关模式电源（SMPS）的环路补偿与瞬态响应优化，也进行了详尽的论述。 噪声分析与抑制策略： 系统梳理了电子系统中的各类噪声源，包括热噪声、散粒噪声、闪烁噪声（1/f噪声）等。本书提供了先进的噪声分析方法，例如噪声等效模型、蒙特卡洛仿真，并提出了在PCB布局、信号调理和电源分配网络中抑制噪声的具体工程实践。 第二部分：高速数字系统与信号完整性 随着数字电路工作频率的不断攀升，信号完整性（SI）和电源完整性（PI）已成为决定系统性能和可靠性的关键因素。本部分聚焦于高速数字系统的设计挑战与解决方案。 传输线理论与阻抗匹配： 详细回顾了电磁场理论在PCB设计中的应用，重点讲解了微带线、带状线等结构在不同介质和频率下的特性阻抗计算。针对多层板的设计，系统介绍了串扰（Crosstalk）的耦合机理，并提供了降低耦合的布局规则和屏蔽技术。 时序分析与同步设计： 深入探讨了数字电路的时序约束，包括建立时间（Setup Time）、保持时间（Hold Time）、时钟抖动（Jitter）的量化分析。本书提供了先进的时钟域交叉（CDC）方法，如异步FIFO、握手协议的设计规范，确保系统在不同时钟频率下稳定运行。 电源完整性（PI）的设计实践： 阐述了电源分配网络（PDN）的阻抗模型，并分析了去耦电容的选择、放置和等效电路模型。重点介绍了如何通过仿真工具评估电源噪声，以及如何利用平面层和去耦技术有效地将PDN阻抗控制在目标值以下，从而保障高速器件的稳定供电。 第三部分：嵌入式系统架构与实时控制 本部分将视角从电路层提升到系统架构层面，关注如何构建高效、可扩展的嵌入式系统，并实现精确的实时控制。 微控制器与异构计算平台： 分析了现代微处理器（MCU/MPU）的核心架构，包括流水线、缓存一致性协议和中断处理机制。重点介绍了异构计算平台（如ARM Cortex-M/R/A系列与FPGA的协同工作模式），探讨了数据如何在不同处理单元间高效、低延迟地流动。 实时操作系统（RTOS）与任务调度： 详细比较了主流RTOS（如FreeRTOS, QNX, µC/OS）的设计哲学和内核机制。深入讲解了任务优先级管理、信号量、消息队列等同步原语的正确使用，并着重分析了死锁预防和实时性保证的关键策略。对于周期性任务，提供了基于固定优先级抢占式调度和最早截止时间优先（EDF）调度的详细设计案例。 现场可编程逻辑器件（FPGA）在系统加速中的应用： 介绍了FPGA的基本结构（LUT、触发器、布线资源），并聚焦于如何利用硬件描述语言（HDL）实现高速数据通路和并行计算。重点讲解了有限状态机（FSM）的设计模式，以及如何利用DSP模块和高速收发器（SerDes）接口实现高性能的信号处理加速器。 第四部分：高级测试与可靠性工程 任何成功的电子系统都必须经过严格的验证与测试，并具备长期的可靠性。本部分提供了保障产品质量的工程方法论。 系统级调试与故障诊断： 介绍了从系统启动阶段到实际运行过程中，如何使用逻辑分析仪、示波器（高带宽、高采样率）进行复杂故障的定位。重点阐述了JTAG/SWD接口在板级调试中的应用，以及故障注入技术在验证系统鲁棒性方面的作用。 设计可靠性与可制造性（DFM/DFT）： 讲解了如何将可制造性设计原则（如层叠结构、元件间距、焊接工艺要求）融入早期设计阶段。在可测试性设计（DFT）方面，详细介绍了边界扫描（Boundary Scan）技术在板级互联测试中的应用，以及BIST（Built-In Self-Test）电路的设计，以确保芯片和板卡的测试覆盖率。 电磁兼容性（EMC）的系统化设计： EMC不再是后期补救的工作，而是贯穿始终的设计要素。本书系统性地介绍了电磁辐射（EMI）和电磁敏感性（EMS）的分析模型。内容涵盖了屏蔽设计（机箱、PCB敷形层）、滤波器的选型与布局、接地策略（单点接地、混合接地）的优劣对比，旨在从源头降低EMC风险。 《现代电子系统设计与优化：从理论到实践》以其深度、广度和极强的工程实践指导性，为从业者提供了一套行之有效的工具箱，是构建下一代高复杂度电子产品的必备参考书。

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