微型计算机控制技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:259

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出版时间:2007-5

价格:23.00元

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isbn号码:9787811144529

丛书系列:

图书标签:

• 微型计算机
• 单片机
• 控制技术
• 嵌入式系统
• 电子技术
• 自动化
• 传感器
• 电路
• 实践
• 应用

好的，这是一本关于《先进集成电路设计与制造工艺》的图书简介。 --- 图书名称：先进集成电路设计与制造工艺 导言：驱动未来的“芯片之芯” 在当代信息技术飞速发展的浪潮中，集成电路（IC）无疑是核心驱动力。它不仅是智能手机、高性能计算集群的大脑，更是物联网、人工智能、自动驾驶等前沿技术得以实现的物质基础。然而，驱动这一切的芯片，其背后的设计理念、复杂的制造流程以及对物理极限的不断挑战，构成了一个极其深奥且实践性极强的工程领域。 《先进集成电路设计与制造工艺》旨在全面、深入地剖析当代集成电路从概念构思到最终成品的全生命周期。本书区别于传统的数字逻辑或基础电子学教材，它聚焦于当前处于技术前沿的纳米级设计方法学、前沿制造工艺节点（如FinFET、GAA等）的物理限制与工程解决方案，以及系统级集成所面临的功耗、性能与面积（PPA）优化挑战。本书面向的是对半导体行业有浓厚兴趣、希望从事芯片设计、晶圆制造或相关研发工作的工程师、研究人员及高年级本科生。 第一部分：深亚微米设计哲学与架构演进 本部分将系统梳理从成熟工艺节点向尖端工艺节点过渡时，设计范式所发生的根本性转变。 第一章：摩尔定律的物理瓶颈与设计范式的重塑 1.1 晶体管尺寸的极限： 探讨当前CMOS晶体管面临的短沟道效应、亚阈值漏电、量子隧穿等物理限制。深入分析等效氧化层厚度（EOT）的不断缩减对器件可靠性和功耗带来的冲击。 1.2 新型晶体管结构： 详细解析平面CMOS向FinFET（鳍式场效应晶体管）的演进路径，包括其在静电控制、阈值电压可调性上的优势。随后，引入Gate-All-Around (GAA) 结构（如Nanosheet/Nanowire FET），作为下一代晶体管架构，重点讨论其在控制性提升和寄生效应抑制方面的创新点。 1.3 功耗与性能的动态平衡： 阐述静态功耗（Leakage Power）和动态功耗（Switching Power）的分解与管理。引入多电压域（Multi-Voltage Domain, MVD） 和时钟/电源门控（Clock/Power Gating） 等低功耗设计技术在现代SoC（System-on-Chip）中的应用策略。 第二章：先进工艺节点的物理设计流程 本章聚焦于在纳米尺度下，如何将抽象的电路图转化为可制造的物理版图。 2.1 布局布线（Place & Route）的挑战： 随着设计密度的增加，传统基于均匀线网延迟的模型失效。深入探讨布线拥塞分析、电迁移（Electromigration, EM） 限制、IR 压降（IR Drop） 分析在高密度设计中的重要性及缓解措施。 2.2 时序签核与良率考量： 详细介绍先进工艺中的时序分析（Static Timing Analysis, STA） 方法，包括对先进工艺特征如过程变化（Process Variation, PVT） 的建模。讨论设计规则检查（Design Rule Check, DRC） 和版图效应修正（Layout Effect Migration, LEM） 如何确保制造可行性和成品率。 2.3 互连线延迟的支配地位： 随着晶体管开关速度的提升，互连线（Metal Wires）的RC延迟成为性能瓶颈。分析“Design-Technology Co-Optimization (DTCO)” 的核心思想，以及如何通过优化金属层堆叠（如低阻抗的铜互连、高k介质）来管理线延迟。 第二部分：前沿制造工艺深度解析 本部分将深入到半导体晶圆厂（Fab）内部，揭示当代尖端芯片得以制造的关键技术。 第三章：光刻技术：纳米分辨率的艺术 3.1 极紫外光刻（EUV）的原理与挑战： 详细阐述EUV光刻取代深紫外光刻（DUV）的原因。重点剖析EUV光源（激光等离子体）、反射式光学系统（镜片代替透镜）、光刻胶（Photoresist）的特性以及掩模版（Mask）的缺陷检测与修复难题。 3.2 先进工艺下的图形化技术： 探讨在节点尺寸小于光波长时，如何利用光学邻近效应校正（OPC） 技术，预先修改掩模图形以补偿光刻过程中的衍射和聚焦误差。介绍多重曝光技术（Multiple Patterning），如LELE（Litho-Etch-Litho-Etch）在实现极小特征尺寸中的应用。 第四章：薄膜沉积与刻蚀：精确的物质操控 制造工艺的核心在于对纳米尺度材料的精准堆叠与去除。 4.1 原子层沉积（ALD）： 深入介绍ALD技术，其区别于传统CVD（化学气相沉积）的自限性机制，以及在实现极薄、高均匀性高介电常数（High-k）栅介质层和沟道材料沉积中的关键作用。 4.2 反应离子刻蚀（RIE）的控制： 分析刻蚀过程中的各向异性控制，如何实现高深宽比结构的精确“雕刻”。讨论刻蚀选择性、侧壁钝化（Passivation）技术，以及RIE对侧壁损伤（Damage）的控制。 4.3 3D集成技术简介： 探讨硅通孔（Through-Silicon Via, TSV） 技术在实现芯片垂直堆叠（2.5D/3D IC）中的作用，包括其对互连带宽和封装热管理带来的机遇与挑战。 第三部分：系统级集成与可靠性工程 先进设计不仅是单个晶体管的优化，更是大规模异构系统集成与长期稳定运行的保障。 第五章：系统级功耗管理与热力学挑战 5.1 异构计算单元的功耗协同： 随着CPU、GPU、NPU等单元集成到单一SoC中，探讨如何利用硬件/软件协同设计（Co-Design）实现跨域的功耗分配和负载均衡。 5.2 芯片散热的挑战： 分析高密度封装带来的热点（Hot Spot） 问题。介绍先进的封装散热技术，如热界面材料（TIM） 的选择与优化，以及系统级热感知调频（Thermal Throttling）策略。 第六章：芯片可靠性与老化效应 6.1 器件老化机制分析： 详细研究影响芯片长期可靠性的关键机理，包括负偏压温度不稳定性（NBTI）、焦耳热效应（Joule Heating） 和晶体管阈值电压漂移（Vt Drift）。 6.2 制造工艺对可靠性的影响： 探讨先进制造过程（如高应力薄膜的引入）如何加速这些老化效应，并介绍在设计阶段（如通过增加保护环或冗余设计）来补偿这些长期退化的方法。 结语：面向未来的展望 《先进集成电路设计与制造工艺》的终极目标是培养读者建立起“设计-工艺”一体化的思维模式。半导体技术的进步不再是线性发展，而是设计创新与制造突破的协同演化。本书不仅提供了当前主流技术的深度解析，更引导读者思考超越当前技术节点的未来方向，如类脑计算、新型存储器（如MRAM/RRAM）的集成，以及对新材料（如二维材料）在晶体管结构中的潜在应用。掌握这些知识，是引领下一代信息革命的关键所在。

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说实话，刚拿到这本书时，我还有点担心内容会过于陈旧，毕竟微机技术发展迅猛。然而，这本书给我的惊喜在于，它不仅扎实地夯实了经典理论基础——那些关于总线结构、内存映射和I/O端口操作的底层知识，其叙述的深度和广度足以抵抗时间的考验——更重要的是，它巧妙地将这些基础与现代嵌入式系统的发展趋势结合了起来。书中关于嵌入式操作系统在资源受限环境下的优化策略，比如如何进行内存碎片管理和低功耗模式的切换，描述得相当到位，这对于当前物联网和移动设备控制的开发至关重要。我尤其欣赏作者在讨论分布式控制系统（DCS）的微机节点设计时所采用的模块化思维，这套思想即使在今天看来，依然是构建健壮、可扩展系统的核心原则。这本书的语言风格是高度凝练且富有学术性的，它要求读者具备一定的预备知识，但一旦你跨过了最初的门槛，它展现出的知识深度是其他许多浮于表面的教程所无法比拟的。它像一座知识的灯塔，指引我们看清控制领域底层逻辑的本质。

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这本书的叙事方式实在是太独特了，读起来简直就像是在跟随一位经验丰富的老工程师进行现场教学。它没有过多纠缠于晦涩的数学推导，而是把重点放在了“如何让东西动起来”的实用性上。我记得其中关于传感器信号调理和A/D转换器的章节，讲解得异常到位，它没有简单地罗列参数，而是通过对比不同类型转换器的优缺点，并结合噪声抑制和线性度补偿的实际电路设计，给出了非常实用的建议。这种注重工程实践的风格，让我这个偏重软件背景的读者受益匪浅，深刻体会到了“硬件是软件的物理载体”这一朴素真理。书中对于经典控制理论在微机平台上的快速原型实现也进行了详尽的论述，它展示了如何利用C语言或汇编语言高效地执行复杂的算法，并确保系统的稳定性。更值得称赞的是，作者在描述系统调试和故障排除时所展现出的那种条分缕析的思路，完全是实践检验过的智慧结晶，读起来让人感到无比踏实。这本书的排版和图例设计也十分人性化，大量的电路图和流程图相互印证，大大降低了理解复杂概念的难度，实为一本难得的实战指南。

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我必须承认，这本书的阅读体验是极为严谨和细致的，它给我的感觉更像是在研读一份高质量的工程规范文档，而不是一本轻松的读物。每一个章节都像是由最精密的齿轮咬合而成，逻辑链条严密到几乎找不到任何可以跳跃的地方。书中在探讨电机驱动和伺服控制系统时，花费了大量篇幅来阐述如何利用微机的高速计算能力来实现磁场定向控制（FOC），这部分内容技术含量极高，对采样周期的敏感性、电流环与速度环的解耦处理，都被拆解得极其细致。作者的写作风格非常偏向于“教科书式”的完整性，力求覆盖所有关键的知识点，对那些处于学术研究前沿的读者来说，这无疑是一个巨大的优势。它要求读者具备极强的专注力和耐心，但回报是你在面对任何一个微机控制的实际难题时，都能找到与之对应的理论支撑和解决方案的雏形。这本书的价值不在于教会你“复制粘贴”代码，而在于训练你的“工程思维”，让你明白每一个参数调整背后所蕴含的物理意义和算法逻辑，这才是真正意义上的技术沉淀。

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这是一本读起来让人心潮澎湃的书，因为它让我看到了微型计算机如何从一个简单的计算单元，演变成现代复杂工业和科研系统的“神经中枢”。作者的笔触充满了对控制科学的热情，他不仅仅是在介绍技术，更像是在讲述一个关于“智能”如何被赋予到冰冷的机器中的故事。书中关于人机交互（HMI）在微机控制系统中的集成部分，视角非常新颖，它强调了信息可视化和操作直观性的重要性，而不是仅仅停留在数据采集和指令输出的层面。此外，该书对各种通信协议——从早期的串行通信到更现代的CAN总线和工业以太网——在控制应用中的适配性进行了深入的对比分析，这种跨标准的视野极大地拓宽了我的工程视野。这本书的行文节奏把握得非常好，它知道什么时候需要放慢速度详细解释一个关键概念（比如模糊控制在微机上的实现），什么时候可以快速带过那些读者可能已经熟悉的背景知识。整体而言，这是一部兼具理论高度和应用深度的作品，读完后让人有种豁然开朗、跃跃欲试想要立刻投入实践的冲动。

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《微型计算机控制技术》这本书我最近读完了，可以说是一次非常充实而富有挑战性的旅程。它绝不仅仅是一本枯燥的技术手册，更像是一张精心绘制的蓝图，引导着读者深入理解微型计算机在现代控制系统中的核心地位和运作机制。书中对各种微处理器架构的剖析深入浅出，从基础的指令集到复杂的中断处理流程，作者都以极其严谨的逻辑和清晰的图示进行了阐述。尤其令我印象深刻的是关于实时操作系统（RTOS）的部分，它不仅讲解了任务调度和资源管理的理论，还结合了实际的工业应用案例，让我明白了为什么在对时间精度要求极高的场合，必须依赖特定的软件架构。作者的叙述风格偏向于理性分析和技术细节的打磨，大量使用了工程术语，但通过丰富的实例串联，使得即便是初学者也能逐步跟上节奏。这本书的价值在于它构建了一个完整的知识体系，从硬件接口到软件编程，再到系统的集成与调试，几乎涵盖了微型计算机控制工程的方方面面。我特别喜欢它在讲解PID控制算法的硬件实现时，那种将数学模型精确映射到代码逻辑的精妙过程，让人体会到理论与实践完美结合的震撼力。这本书无疑是为那些希望在嵌入式控制领域打下坚实基础的工程师和学生量身打造的宝典，它提供的视角是宏观而又微观并重的，非常值得反复研读。

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