超大规模集成电路测试 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:319

译者:

出版时间:2008-5

价格:45.00元

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isbn号码:9787121063077

丛书系列:

图书标签:

• 集成电路测试
• 超大规模集成电路
• VLSI测试
• 芯片测试
• 数字电路测试
• 模拟电路测试
• 故障诊断
• 测试方法
• 可靠性
• 半导体测试

数字芯片设计与验证：从概念到量产的完整指南 本书简介 在当今技术飞速发展的时代，集成电路（IC）已成为我们生活中不可或缺的一部分，从智能手机到高性能计算，无处不在。然而，将一个创新的电路概念转化为稳定、可靠、高性能的商业化芯片，是一个极其复杂且充满挑战的过程。《数字芯片设计与验证：从概念到量产的完整指南》 正是为有志于投身这一领域的工程师、研究人员以及高级电子工程专业的学生精心撰写的一部全面性参考书。 本书摒弃了对特定测试方法学的深入探讨，转而聚焦于数字集成电路的整个生命周期管理，强调设计流程的系统性、前端的抽象化建模、后端实现的技术选型，以及贯穿始终的验证策略的建立。 第一部分：设计流程的宏观把握与基础准备 第1章：现代数字IC设计的生态系统 本章首先勾勒出当前数字芯片设计领域的主要参与者、工具链的构成以及标准流程（如标准的ASIC/SoC设计流程）。它详细阐述了从系统级规格定义、架构选择到最终流片（Tape-out）的各个阶段所涉及的关键决策点。重点讨论了摩尔定律放缓背景下，设计复杂度如何驱动流程的变革，以及如何平衡功耗、性能和面积（PPA）的取舍。我们不会讨论测试覆盖率或故障模型，而是侧重于设计规格文档（Spec Document）的编写艺术，这是后续所有工作的基石。 第2章：系统级建模与硬件描述语言（HDL）的精髓 在进入晶体管层级之前，强大的系统级建模至关重要。本章深入探讨了使用高级语言（如SystemC或Python）进行快速迭代和算法验证的方法。随后，本书详细讲解了Verilog HDL和VHDL的核心语法与语义，但侧重点在于如何编写“综合友好”的代码。我们强调了时序逻辑（Sequential Logic）和组合逻辑（Combinational Logic）的正确抽象，如何避免因编码习惯不良而导致的综合工具难以处理的结构。本章旨在确保读者能够构建出清晰、高效、可供后续阶段使用的RTL代码。 第3章：设计约束的制定与时钟域管理 一个成功的数字设计，其性能很大程度上取决于设计者对物理现实的理解和约束的精确定义。本章详细介绍了设计约束文件（SDC）的核心要素，包括输入/输出延迟、逻辑单元延时和时钟定义。更重要的是，我们剖析了多时钟域设计中的同步与异步交互问题，例如亚稳态的形成机制，以及如何设计稳健的跨时钟域（CDC）结构，避免因异步信号传输带来的潜在错误，而不是侧重于如何使用特定的DFT（Design-for-Testability）技术来辅助时序分析。 第二部分：前端实现与逻辑优化 第4章：逻辑综合的艺术 逻辑综合是将抽象的RTL代码转化为特定工艺库（Technology Library）中标准单元（Standard Cells）网表的过程。本章深入探讨了综合工具背后的优化算法，包括布尔代数简化、映射优化和布局规划指导。重点分析了如何通过修改RTL代码或调整综合脚本来引导工具实现特定的PPA目标。本章将不会涉及DFT插入或扫描链的构建，而是专注于提高纯功能逻辑的资源利用率和基础性能。 第5章：静态时序分析（STA）的深度解析 静态时序分析是验证设计时序正确性的核心工具。本章全面解析了建立时间（Setup Time）、保持时间（Hold Time）以及各种路径类型（数据路径、时钟路径等）的计算原理。我们详细讨论了工艺角（Process Corners）、温度变化和电压波动对时序裕量（Timing Margin）的影响。读者将学会如何解读STA报告中的关键指标，识别并解决负时序裕量（Negative Slack），确保设计在所有指定的工作条件下都能稳定运行。 第6章：功耗的优化策略 随着便携式设备和数据中心对能效要求的提升，功耗管理成为设计不可分割的一部分。本章专注于设计级的功耗优化技术，包括：门控时钟（Clock Gating）的正确实现、多电压域（Multi-Voltage Domain）的设计、电源门控（Power Gating）的概念框架，以及如何使用RTL代码结构来促进工具实现低功耗单元的选择。本书侧重于主动和被动功耗的降低，而非后端的功耗签核（Sign-off）流程。 第三部分：后端实现与物理设计 第7章：布局规划（Floorplanning）与电源网络设计 物理实现始于对芯片“版图”的宏观定义。本章详细介绍了布局规划的步骤，包括I/O端口的分配、宏单元（Macro）的放置、电源地（Power/Ground）网络的规划，以及如何根据时钟树的要求预留空间。我们将探讨如何设计一个健壮的电源分配网络（PDN），以最小化IR压降和电迁移（Electro-migration）风险，确保芯片在运行时能获得稳定的电压供应。 第8章：时钟树综合（CTS）与布线优化 时钟信号的质量直接决定了芯片的最终频率。本章聚焦于时钟树综合（CTS）的过程，即如何构建一个平衡的、低偏斜（Low Skew）的时钟分配结构。随后，本书阐述了各种布线策略（如走线宽度、层级选择），以及如何通过布线后（Post-route）的优化来修复时序违例和解决串扰问题，以达到PPA的最终收敛。 第9章：物理验证与签核准备 在将设计提交给晶圆厂之前，必须进行一系列严格的物理验证。本章覆盖了设计规则检查（DRC）、版图与原理图的对应检查（LVS）的核心概念和操作流程。重点讨论了寄生参数提取（Extraction）在最终时序和功耗签核中的作用，以及如何处理和修复提取结果中发现的物理违例。本书强调的是物理设计的可制造性，而非制造缺陷的检测机制。 总结：迈向量产的最后一步 《数字芯片设计与验证：从概念到量产的完整指南》 旨在为读者提供一个连贯、系统的视角，理解一个复杂数字IP或SoC是如何从一个抽象的概念，通过严谨的工程实践，最终转化为可制造的物理版图。本书严格专注于设计、实现和验证的“前端”和“物理”环节的系统性流程管理和优化技巧，为读者提供了一个扎实的“前仿真到流片”的设计蓝图。

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我对书中对“可测试性设计（DFT）”历史演进部分的阐述印象深刻。作者没有采用简单的编年史叙述，而是将DFT的发展脉络清晰地梳理成了几个关键的“范式转移”时期。他深入分析了从传统的边界扫描技术到逻辑内建自测试（MBIST）再到后期的逻辑综合驱动测试策略的演变背后的驱动力——主要是芯片复杂度的指数级增长和成本压力的双重挤压。书中对这些里程碑式的技术，如Scan Design, ATPG 算法的优化路径，都有着清晰的技术路线图展示。特别是一处关于如何平衡测试覆盖率与测试应用时间（TAT）的权衡分析，作者引入了一个三维优化模型，清晰地展示了这三者之间动态的、非线性的相互制约关系，这对我日常工作中评估不同测试方案的优劣提供了非常有力的理论支撑和决策工具。

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这本书的语言风格可以说是极其凝练且精准，几乎没有一句多余的废话，这点对于需要效率的工程师来说简直是福音。作者在描述技术概念时，常用一种非常克制的、近乎数学证明般的严谨性，每一个术语的引入都有其明确的上下文和定义，杜绝了任何歧义的可能性。举个例子，当涉及到某种新型的扫描链插入技术时，作者直接给出了其数学模型和复杂度分析，而非进行冗长的文字描述。这种“少即是多”的表达哲学，极大地提高了我的信息摄入效率。不过，也正因为这种高度的专业性和密度，使得本书对初学者的门槛略高。我感觉自己更像是在阅读一份高度浓缩的顶级学术会议论文集，而不是一本传统意义上的教材。每一个段落都像是知识的压缩包，需要我反复咀嚼、查阅相关背景知识才能完全消化，这对我来说是一种挑战，但也是一种高质量的智力锻炼。

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本书在处理具体应用案例时，展现出一种极强的现实指导意义。它不仅仅停留在理论探讨层面，而是深入到了实际流片和量产阶段可能会遇到的“灰色地带”问题。例如，书中有一个专门的小节详细剖析了在先进封装（如Chiplet或2.5D/3D集成）背景下，传统测试接口失效的风险，并提出了基于片上网络（NoC）的自诊断机制的初步设想。这种前瞻性视角非常宝贵，它告诉我们，这本书的内容不仅仅是回顾已有的知识，更是在指引我们思考下一个五年内半导体测试领域可能需要解决的关键难题。读完后，我感觉自己对半导体行业的产业链有了更深层次的理解，不再仅仅关注核心的逻辑设计，而是对整个产品从设计、验证到量产的闭环质量控制有了更全面的认知，这对于提升我的系统性思维非常有帮助。

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这本书的装帧设计非常吸引人，封面采用了一种略带磨砂质感的纸张，手感温润，色彩搭配上使用了深邃的蓝色和明亮的橙色，形成了一种既专业又不失活泼的视觉冲击力。内页的纸张选择也相当考究，纸张厚实，有效减少了墨水洇染的问题，即便是长时间阅读，眼睛也不会感到过度疲劳。排版布局上，作者显然花了不少心思，文字间距和行距都把握得恰到好处，使得大段的理论阐述也显得井井有条，易于跟随读者的思路。尤其值得称赞的是，书中穿插的插图和示意图，线条清晰、逻辑分明，对于理解抽象的电路结构和信号流程起起到了画龙点睛的作用。例如，在介绍某个复杂的测试算法时，配上的流程图简洁明了，让我一下子就抓住了核心的执行步骤，避免了在文字迷宫中迷失方向。总而言之，从物理层面来看，这是一本制作精良、阅读体验极佳的专业书籍，光是捧在手里，就能感受到出版方对品质的坚持和对读者的尊重。

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我之所以会翻开这本书，很大程度上是被其引言中对“未来芯片制造挑战”的宏大叙事所吸引。作者以一种近乎哲学家的口吻，探讨了随着摩尔定律接近物理极限，我们该如何从根本上重新定义“可靠性”和“可制造性”之间的平衡点。他没有急于抛出具体的公式和技术细节，而是先构建了一个宏观的、充满思辨性的框架，探讨了设计与制造之间的信息鸿沟，以及AI驱动的自动化如何可能填补这一空缺。这种自上而下的论述方式，让我这个非一线研发人员也能迅速领会到当前行业所面临的深层困境。书中的章节划分也颇具匠心，从“物理层面的不确定性源头”到“系统级的容错设计范式”，层层递进，逻辑严密。我尤其欣赏作者在论述过程中，总是能巧妙地引用一些跨学科的案例，比如将半导体良率问题与生物进化论中的自然选择进行类比，使得原本枯燥的工程问题，瞬间变得生动且富有洞察力。

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小错误不断，大错误又看不懂，水货

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