Verilog and SystemVerilog Gotchas pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer

作者:Stuart Sutherland

出品人:

页数:218

译者:

出版时间:2007-6-26

价格:USD 124.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780387717142

丛书系列:

图书标签:

• 编程
• Verilog
• SystemVerilog
• HDL
• 硬件描述语言
• 数字电路
• 验证
• FPGA
• ASIC
• 设计
• 调试
• Gotchas

深入解析现代数字系统设计中的常见陷阱与高效实践 《数字电路设计进阶：从概念到实现中的隐形障碍与优化策略》 本书概述： 在数字集成电路设计领域，从逻辑抽象到物理实现的过程中，潜藏着大量细微却能引发严重后果的设计陷阱。许多工程师和高级学生虽然精通基础的HDL语法和基本时序概念，但在面对复杂的异步交互、跨时钟域（CDC）问题、低功耗设计约束以及新兴工艺节点带来的独特挑战时，往往会因为疏忽了某些“Gotchas”（棘手问题或陷阱）而导致验证失败、性能不达标，甚至在流片后发现不可修复的硬件缺陷。 本书并非专注于某一特定硬件描述语言（如Verilog或SystemVerilog）的语法教学，而是聚焦于数字设计方法论的深度剖析，旨在系统性地揭示那些在实际工程项目中高频出现的、难以察觉的陷阱，并提供经过验证的、前瞻性的规避与解决策略。我们相信，区分普通设计者与资深专家的关键，往往在于对这些“隐藏障碍”的理解深度。 本书目标读者： 具有至少两年数字设计经验，并希望将其设计能力提升至“鲁棒性”和“可维护性”层面的资深数字IC设计工程师。 从事ASIC或FPGA项目，经常需要处理跨时钟域交互、异步复位和复杂时序收敛问题的验证与设计工程师。 正在进行高级数字设计课程学习的研究生，希望深入理解理论与实践之间的差距。 --- 第一部分：时序与同步的无形边界 本部分着重探讨设计中时序相关陷阱的根源，这些陷阱往往源于对时钟域隔离、亚稳态处理以及路径延迟建模的片面理解。 第一章：亚稳态的深度剖析与实用防御 我们不只是简单介绍同步器结构。本章深入探讨亚稳态从触发器输出到系统级传播的物理过程，分析不同工艺节点下亚稳态窗口的变化。重点讲解如何识别和量化“非标准”同步器的风险，例如在高度定制化的复位解除流程中，同步器链的鲁棒性测试方法。深入讨论使用异步FIFO的读写指针同步时，如何处理握手信号的延迟，避免因信号宽度不匹配导致的“假同步”状态。 第二章：时钟域交叉（CDC）的深层陷阱 跨时钟域交互的陷阱远不止于“使用同步器”。本章聚焦于多比特数据总线在CDC时可能出现的数据不一致性问题（即“位错位”）。详细分析了基于毛刺（Glitches）的CDC机制的局限性，以及如何在同步器输出端加入额外的毛刺过滤电路（如握手信号的展宽或锁定），以确保数据采集的完整性。特别针对异步FIFO的“几乎空/几乎满”状态溢出问题，提供了基于仲裁的深度解决方案。 第三章：复位信号的工程艺术 复位信号的逻辑设计是导致系统初始化失败的常见源头。本章剖析了同步复位与异步复位各自的性能和功耗权衡，重点揭示了在大型设计中，复位信号在不同模块间传播时，其同步延迟和抖动可能累积，导致部分模块复位不完全的问题。我们提供了一种“全局复位树（Global Reset Tree）”的构建范例，确保复位信号的到达时间（T_arrival）满足所有目标触发器的建立时间要求。 --- 第二部分：逻辑综合与物理实现的悖论 数字设计的高级阶段，逻辑抽象与实际物理布局之间存在巨大的鸿沟。本部分聚焦于那些在RTL层面看似正确，但在综合和布局布线阶段暴露设计缺陷的问题。 第四章：综合器眼中的“隐形”组合逻辑 综合器为了优化面积和速度，可能会重新组织逻辑路径。本章揭示了那些在RTL中被故意限制的组合逻辑深度，可能因为综合器推断（推断出未预期的组合路径）而导致的关键路径超长。重点分析了如何使用约束（Constraints）和明确的结构化描述来引导综合器，避免生成无法修复的“黑盒”组合反馈回路。讨论了如何识别并消除综合后带来的毛刺，即使在RTL仿真中毛刺未出现。 第五章：时序约束（SDC）的误导性陷阱 时序约束是连接设计意图与物理实现的桥梁，但错误或不完整的约束是导致时序收敛失败的主要原因。本章详细探讨了多周期路径（Multi-Cycle Path）约束的正确应用，特别是如何处理那些跨越了多个时钟域、但在概念上是单周期的逻辑路径。分析了在处理PLL/DLL输出时，由于反馈路径和时钟分频导致的额外偏移（Skew/Phase Error）如何影响最终的静态时序分析（STA）。 第六章：低功耗设计中的静态泄漏陷阱 随着工艺节点的演进，静态功耗成为一个严峻的挑战。本章超越了基本的门控时钟（Clock Gating）。我们探讨了在应用多电压域（Multi-Voltage Domain）设计中，如何正确隔离电压域之间的信号，防止高压域的信号通过开关噪声或桥接元件（Level Shifter）泄漏到低压域，从而破坏低功耗模式下的性能保证。详细分析了禁用单元（Isolation Cell）和保持单元（Retention Register）的正确放置策略及其对时序的影响。 --- 第三部分：验证的盲点与覆盖率的幻觉 一个“通过”了功能仿真的设计，并不意味着它是一个健壮的硬件实现。本部分侧重于如何识别验证流程中的认知偏差，构建更具挑战性的测试环境。 第七章：随机激励的“假安全”状态 纯粹的随机测试（如UVM的随机化）在探索状态空间方面效率极高，但它往往忽略了对“边界条件”和“特定组合”的系统性探测。本章着重分析了如何将约束随机化（Constraint Randomization）与定向测试（Directed Testing）相结合。讲解了如何利用覆盖率分析结果，系统性地设计覆盖率“洞察点”，以强制激励器去探测那些在标准随机模式下永远不会被访问到的特定控制状态或数据模式。 第八章：断言驱动验证（SDV）的局限性与陷阱 断言（Assertions）是捕获设计错误的强大工具，但错误的断言本身也会带来陷阱。本章探讨了并发断言（Concurrent Assertions）的范围界定问题——如何确保断言的触发条件不会被设计中固有的、但尚未复位的时序延迟所干扰。详细分析了在异步环境中使用时间属性（Temporal Properties）时，如何正确处理“不确定（X）”值在断言评估中的传播行为，避免不必要的断言失败报告。 第九章：寄存器传输级（RTL）的抽象误区 RTL代码是抽象的，但在硬件实现上，每一个寄存器、每一个连线都具有物理尺寸和延迟。本章关注那些在RTL代码中被忽略的物理约束：例如，当设计者在RTL中未明确定义寄存器或位宽时，综合器默认的位宽选择可能与后续模块的位宽不匹配，导致系统级的总线协议中断。我们提供了检查RTL中“隐含状态”的方法论，确保逻辑抽象与底层数据流的一致性。 --- 结语：走向防御性硬件设计 本书提供了一套系统性的思维框架，旨在帮助读者从“让设计工作”转变为“让设计绝对不会失败”。通过系统性地识别和解决这些现代数字设计中普遍存在的“Gotchas”，读者将能构建出更可靠、更易于调试、且具有卓越时序裕度的下一代数字系统。

评分☆☆☆☆☆

昨天浏览了一下全书，猜作者先在mentor工作，搜索了一下果然，呵呵。 其实能系统的出书已经很不容易了，一些内容有着作者的思考，当然一些引文没有注明引用。 总的来说，挺适合偷懒不想看英文的兄弟做入门之用。  

评分☆☆☆☆☆

花了一个多月基本看完了这本书，从而使我从对SV一无所知到基本熟悉，相比于翻译的外文书，这本应该是一本很好的适合自学的书，书中的比喻很形象，而且有插图说明，很容易理解，对于没有接触过C++的人来讲，可以很快的理解类方面的知识，例外书中的例子非常多，利于读者自己仿真...  

评分☆☆☆☆☆

作为IEEE的标准，SystemVerilog 为设计和验证提供了一个统一的平台。本书从SystemVerilog的语法介绍开始，结合验证方法学的理论，提供了丰富的实例和可借鉴的方法，为读者特别是IC验证工程师开阔了视野，提供了宝贵的实践经验，是一本非常实用的参考手册。 ...

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我觉得对Verilog而言，是一个很好的代码规范。

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很实用的一本工程书，可以让新手避免很多语言的 “坑”，提高设计水平。 注意：千万千万不要看中文版！

评分☆☆☆☆☆

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