Chips Starter Kit pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Amer Psychiatric Pub Inc

作者:Weller, Elizabeth B. (EDT)

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:133.95

装帧:Pap

isbn号码:9780880489089

丛书系列:

图书标签:

• Chips
• Embedded Systems
• Microcontrollers
• ARM
• Development Boards
• DIY Electronics
• Hardware
• Programming
• Beginner
• Tutorial

芯片设计入门与实践指南 本书旨在为电子工程、计算机科学专业的学生以及希望深入了解半导体行业前沿技术的工程师和爱好者提供一本全面、实用的入门级教材。 第一章 现代集成电路基础 本章将系统地介绍集成电路（IC）的发展历程及其在现代电子设备中的核心地位。我们将从最基础的半导体物理学原理入手，重点阐述硅材料的特性、P型和N型掺杂过程，以及PN结的形成及其在二极管中的应用。随后，我们将详细剖析晶体管（特别是MOSFET）的工作原理，这是构建所有现代数字和模拟电路的基石。本章内容将侧重于理论基础的建立，帮助读者理解芯片“为什么能工作”。我们将探讨晶体管的开关特性、阈值电压、跨导等关键参数的物理意义，并初步引入CMOS逻辑的基本结构。此外，还将简要回顾集成电路制造的基本流程，从晶圆制备到光刻、刻蚀和薄膜沉积等关键步骤，让读者对芯片的“诞生”有一个宏观的认识。 第二章 数字逻辑与组合电路设计 深入学习芯片设计，必须掌握数字逻辑的基础。本章将聚焦于数字电路的设计与分析。我们从布尔代数和逻辑门（AND, OR, NOT, XOR等）开始，这是所有数字系统的语言。随后，我们将学习如何使用卡诺图（Karnaugh Maps）和布尔代数化简法来优化逻辑表达式，从而设计出更高效、功耗更低的电路。 核心内容包括： 1. 组合逻辑电路设计： 详细介绍加法器、减法器、多路选择器（MUX）、译码器和编码器的设计原理及其在实际系统中的应用，如算术逻辑单元（ALU）的初步构建。 2. 时序逻辑电路基础： 介绍触发器（Latches and Flip-Flops，如SR, D, JK, T型）的工作原理和特性，理解时序约束的重要性。 3. 状态机设计： 学习如何使用有限状态机（FSM）模型来描述和实现复杂的控制逻辑，包括同步和异步状态机的设计方法，并强调状态图、状态表到硬件实现的转换过程。 4. 半加器与全加器的详细解析， 以及如何利用它们构建多位二进制加法器，并讨论进位传播延迟对电路性能的影响。 第三章 模拟电路基础 芯片内部并非只有数字逻辑，模拟电路在信号调理、电源管理和传感器接口中扮演着不可或缺的角色。本章将构建读者对模拟电路的基本认知。 内容涵盖： 1. 电阻、电容和电感的特性： 重点讨论这些无源元件在时域和频域的行为。 2. 运放（Operational Amplifier）的理想模型与实际应用： 深入解析运放的特性，如开环增益、带宽、共模抑制比（CMRR），并学习如何搭建反相放大器、同相放大器、求和放大器和积分/微分电路。 3. 有源滤波器设计： 介绍低通、高通、带通和带阻滤波器的基本概念，并以Sallen-Key等经典拓扑为例，讲解二阶滤波器的设计步骤。 4. 晶体管作为模拟开关： 重新审视MOSFET，从其在亚阈值区和饱和区的特性出发，理解其作为电流源和放大器元件的基础。 第四章 半导体器件的版图与布局物理 从原理图到实际芯片，需要经过物理实现的过程。本章将揭示电路设计如何转化为硅片上的实际布局。我们将介绍集成电路制造中的“设计规则检查”（DRC）和“版图校验”（LVS）的重要性。 核心关注点包括： 1. 设计规则： 讲解最小线宽、最小间距、接触孔（Contact）尺寸等对制造工艺和电路性能的限制。 2. 版图绘制技巧： 介绍如何有效地布局晶体管，最小化寄生电阻和寄生电容，特别是针对高频电路和敏感模拟电路。 3. 互连线（Interconnects）的建模： 讨论金属层的电阻、电容对信号延迟的影响，引入RC延迟模型。 4. 对称性与匹配： 讲解在匹配敏感的模拟电路（如电阻梯形网络、电流镜）中，如何通过设计对称布局来提高器件的性能一致性。 第五章 硬件描述语言（HDL）入门 现代集成电路的复杂度使得手动绘制逻辑门或版图变得不切实际。本章将引入硬件描述语言作为设计和验证的工具。 我们将以Verilog HDL为主线，详细讲解： 1. 语言结构： 模块定义、端口声明、数据类型（wire, reg）、赋值语句（assign, always）。 2. 行为级建模： 如何使用`always`块来描述组合逻辑和时序逻辑的行为。 3. 层次化设计： 如何通过实例化子模块来构建复杂的系统结构。 4. 仿真与验证： 介绍基本的测试平台（Testbench）的编写方法，以及如何利用仿真工具来验证设计的功能正确性。 5. 综合（Synthesis）概念： 解释HDL代码如何被映射到实际的逻辑门和触发器中，强调可综合代码的编写规范。 第六章 时序分析与功耗考虑 设计出功能正确的电路只是第一步，保证其在预定频率下稳定运行至关重要。 本章重点讨论动态电路的性能限制： 1. 时钟树综合（Clock Tree Synthesis, CTS）： 介绍时钟信号在芯片中分配的挑战，如时钟偏斜（Skew）和时钟抖动（Jitter）。 2. 静态时序分析（STA）： 详细讲解建立时间（Setup Time）和保持时间（Hold Time）的概念。如何计算关键路径（Critical Path）的延迟，并判断电路是否满足时序要求。 3. 功耗管理基础： 区分动态功耗（开关功耗）和静态功耗（漏电功耗）。介绍降低功耗的设计技术，如时钟门控（Clock Gating）和多阈值电压设计。 附录 A：EDA工具链概览 简要介绍主流的电子设计自动化（EDA）工具分类，包括逻辑综合工具、布局布线工具（Place and Route）、仿真器和静态时序分析工具，为读者后续的实际操作指明方向。 附录 B：常用半导体工艺参数速查表 提供不同工艺节点（如0.18μm, 90nm）下的典型晶体管参数和金属层规格，供读者在进行设计和仿真时参考。 本书特色： 理论与实践紧密结合： 每章节后附有需要动手完成的实践练习，巩固对所学知识点的理解。 强调设计优化： 不仅教授“如何做”，更深入探讨“如何做得更好”（更快速、更省电）。 面向系统级思维： 引导读者从基础器件出发，逐步构建复杂的数字系统，具备系统级设计能力。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆