Introduction to Logical Synthesis Using Verilog HDL pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Morgan & Claypool

作者:Reese, Robert B./ Thornton, Mitchell A.

出品人:

页数:84

译者:

出版时间:1905-6

价格:$ 39.55

装帧:Pap

isbn号码:9781598291063

丛书系列:

图书标签:

Verilog HDL
逻辑综合
数字电路设计
FPGA
ASIC
可编程逻辑器件
硬件描述语言
电路设计
数字系统设计
Verilog

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具体描述

Introduction to Logic Synthesis Using Verilog HDL explains how to write accurate Verilog descriptions of digital systems that can be synthesized into digital system netlists with desirable characteristics. The book contains numerous Verilog examples that begin with simple combinational networks and progress to synchronous sequential logic systems. Common pitfalls in the development of synthesizable Verilog HDL are also discussed along with methods for avoiding them. The target audience is anyone with a basic understanding of digital logic principles who wishes to learn how to model digital systems in the Verilog HDL in a manner that also allows for automatic synthesis. A wide range of readers, from hobbyists and undergraduate students to seasoned professionals, will find this a compelling and approachable work. The book provides concise coverage of the material and includes many examples, enabling readers to quickly generate high-quality synthesizable Verilog models.

电子系统设计与实现：从理论到实践的深度探索一本面向工程师、研究人员和高级学生的权威参考书在当今快速发展的数字时代，电子系统的复杂性日益增加，对高效、可靠和高性能设计方法的需求也达到了前所未有的高度。本书旨在为读者提供一个全面、深入且极具实践指导意义的框架，涵盖了现代电子系统设计、验证与实现的关键领域。我们专注于从底层原理出发，逐步引导读者掌握构建复杂数字电路和系统的先进技术与流程。本书不仅仅是一本理论教科书，更是一份实用的设计蓝皮书。内容组织结构清晰，逻辑严密，旨在弥合理论知识与工程实践之间的鸿沟。我们深知，成功的电子系统设计依赖于对底层硬件描述语言（HDL）的深刻理解，以及对综合、布局布线等后端流程的精细控制。因此，本书内容深入探讨了这些核心环节，并结合最新的设计范式和工具链进行了阐述。第一部分：数字电路基础与硬件描述的精髓本部分奠定坚实的理论基础，为后续高级主题做准备。我们从晶体管级开关行为的深入分析开始，过渡到组合逻辑和时序逻辑电路的设计原理。重点在于如何利用抽象化的方法来描述电路行为，这是所有现代电子设计流程的基石。 CMOS 逻辑与工艺基础：详细解析现代半导体工艺（如FinFET）下的晶体管工作特性，讨论亚阈值效应、功耗模型及其对宏观电路性能的影响。探讨标准单元库的构建原则与优化策略。结构化与行为级建模：深入探讨硬件描述语言（HDL）作为系统级抽象工具的强大能力。我们着重分析如何准确、高效地用HDL描述并行性、时序依赖关系和层次结构，强调建模的准确性对于后续综合步骤至关重要。涵盖从寄存器传输级（RTL）到更高级抽象层次的设计表达。同步时序系统设计：聚焦于时钟域、时序约束的建立与分析。详细讨论建立时间（Setup Time）和保持时间（Hold Time）的工程意义，以及如何通过合理的时序规划来避免亚稳态和时序违例，确保系统在目标频率下的可靠运行。第二部分：从 RTL 到门级的转换与优化本部分是连接设计意图与物理实现的关键桥梁。我们将详尽阐述如何将高层次的RTL代码转化为可实际制造的门级网表，并在这个过程中应用各种优化技术。逻辑综合的原理与实践：深入剖析综合工具的内部工作机制。涵盖逻辑等价检查、真值表优化、布尔代数简化、以及技术映射（Technology Mapping）的过程。讨论不同约束条件（如面积、速度、功耗）下综合策略的选择与权衡。时序驱动的优化技术：详细介绍如何应用时序驱动优化（TDO）来满足严格的时钟频率要求。内容包括寄存器重定时（Retiming）、逻辑重分配（Logic Restructuring）和关键路径的识别与加速方法。设计收敛与迭代流程：强调设计收敛是一个迭代过程。我们将介绍如何有效地利用静态时序分析（STA）工具的反馈信息，指导RTL代码的修改或调整综合约束，以达到性能目标。分析常见的设计瓶颈及其在综合阶段的解决方案。第三部分：系统级验证与功能正确性保证在现代设计流程中，验证的复杂性和工作量已超过设计本身。本部分专注于建立健壮、高效的验证环境，确保设计的功能正确性。验证方法学：介绍先进的验证范式，如通用验证方法学（UVM）在大型ASIC和SoC项目中的应用。重点讨论测试平台的设计、随机激励生成、覆盖率收敛策略（代码覆盖率、功能覆盖率）。形式验证技术：探讨形式验证（Formal Verification）的数学基础及其在特定场景下的应用，如等价性检查（Equivalence Checking）和属性验证（Property Checking）。分析其在确认关键控制逻辑正确性方面的优势。仿真与调试技巧：深入探讨不同层次的仿真（如门级仿真、SPICE仿真）的用途。提供高效的调试技巧，包括波形分析、断点设置和波形比较，以快速定位设计错误。第四部分：物理实现与低功耗设计策略设计最终必须转化为物理实体。本部分将视线转向后端流程，关注如何优化布局布线结果，并集成前沿的低功耗设计技术。布局规划与布线：介绍芯片级和模块级的布局规划原则，包括电源网络的分配、I/O 单元的放置。详细分析布线算法（如线网优化、拥塞管理）对信号完整性和时序性能的影响。静态时序分析（STA）的深入应用：阐述STA在后端流程中的核心地位，涵盖跨时钟域（CDC）分析、片上变动（OCV）和更高级的时序模型（如Libre timing models）的应用，确保最终实现满足所有时序要求。功耗优化技术：针对移动和物联网设备对能效的极致要求，本书详细介绍各种功耗降低策略，包括动态功耗管理（如时钟门控 Clock Gating、电源门控 Power Gating）和静态功耗优化技术（如阈值电压选择）。探讨如何将功耗约束融入到综合和布局布线流程中。第五部分：面向特定领域的设计考量为使内容更贴近行业前沿，本书还包含对特定设计场景的深入探讨。可测性设计（DFT）与边界扫描：介绍自动测试结构（ATPG）的原理，如扫描链的插入与测试向量的生成。理解DFT对芯片可制造性和可测试性的决定性作用。高可靠性与容错设计：讨论在航空航天、医疗等领域中，如何通过冗余技术、错误检测与纠正（EDAC）机制来提高系统对随机故障和瞬时错误的抵抗能力。目标读者本书内容广泛且深入，是以下人员的理想学习资源：数字集成电路设计工程师（ASIC/SoC）。从事 FPGA/PLD 设计与优化的专业人员。从事硬件架构与系统验证的研发人员。希望深入了解现代电子设计自动化（EDA）流程的高年级本科生和研究生。通过对这些关键主题的系统性学习和实践指导，读者将能够自信地驾驭复杂的数字系统设计挑战，并能够独立地从概念走向硅片实现。本书强调的是设计思维的培养，确保读者不仅学会“如何做”，更理解“为什么这样做”。