Synthesis and Optimization of Digital Circuits pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:McGraw-Hill Science/Engineering/Math

作者:Giovanni De Micheli

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1994-01-01

价格:0

装帧:Hardcover

isbn号码:9780070163331

丛书系列:

图书标签:

• synthesis
• EDA
• VLSI
• 数字电路的综合与优化
• 数字电路
• 电路设计
• 综合
• 优化
• FPGA
• Verilog
• VHDL
• 数字系统
• 计算机硬件
• 电子工程

《数字电路设计：原理与实践》 引言 在这个瞬息万变的数字时代，电子设备已渗透到我们生活的方方面面。从智能手机、电脑到复杂的通信系统和人工智能，数字电路的设计与优化是支撑这一切技术发展的核心基石。理解数字电路的工作原理、掌握其设计方法、并不断追求效率与性能的提升，是所有电子工程师和相关领域研究人员的必备技能。本书《数字电路设计：原理与实践》旨在为读者提供一个系统、深入且实用的学习平台，全面涵盖数字电路设计从基础理论到高级应用的各个环节。 本书的编写，力求在理论深度和实践应用之间取得最佳平衡。我们不仅仅关注数字电路的抽象概念，更强调这些概念如何在实际的硬件实现中落地，并通过具体的工具和技术展现出来。本书内容紧密结合当前数字集成电路设计领域的最新发展趋势，如低功耗设计、高性能计算、以及面向特定应用的硬件加速等，力求为读者提供最具前瞻性和实用价值的知识体系。 第一章：数字电路基础 本章将为读者打下坚实的数字电路理论基础。我们将从最基本的逻辑门（AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR）开始，详细阐述其真值表、逻辑表达式和物理实现。随后，我们将深入探讨组合逻辑电路的设计，包括布尔代数的基本定律与定理，如何使用卡诺图（Karnaugh Map）进行逻辑函数的最小化，以及如何将最小化后的逻辑表达式转换为实际的逻辑门电路。 此外，本章还将引入时序逻辑电路的概念，这是构建更复杂数字系统的关键。我们将详细介绍触发器（Flip-Flops），包括SR、D、JK和T触发器，理解其状态转换机制和时钟信号的作用。在此基础上，我们将进一步学习寄存器（Registers）和计数器（Counters）的设计，包括异步和同步计数器的原理，以及它们在数据存储和序列生成方面的应用。 第二章：逻辑综合与优化 随着数字电路设计的复杂性不断提升，手动设计所有逻辑门已不再可行。本章将重点介绍逻辑综合（Logic Synthesis）的概念和技术。我们将探讨如何使用硬件描述语言（HDL），如Verilog或VHDL，来描述数字电路的行为和结构。逻辑综合工具能够将高级HDL描述自动转换成优化的门级网表，极大地提高了设计效率。 本章将详细讲解逻辑综合过程中涉及的各种优化技术，包括： 逻辑优化： 通过布尔代数化简、状态编码优化、冗余逻辑删除等技术，减少逻辑门的数量，从而降低芯片面积和功耗。 时序优化： 确保电路的时序性能满足设计要求，包括最小化关键路径延迟、优化时钟树分配等。 面积优化： 尽量减小电路所占用的硅片面积，这直接关系到芯片的制造成本。 功耗优化： 采用各种技术降低电路的动态功耗和静态功耗，对于移动设备和大规模数据中心尤为重要。 我们将通过实例演示，说明如何利用主流的逻辑综合工具（如Synopsys Design Compiler, Cadence Genus）来执行综合和优化过程，并分析优化结果。 第三章：时序分析与时钟管理 在高速数字电路设计中，时序约束和时序分析是至关重要的环节。本章将深入探讨时序分析（Timing Analysis）的原理和方法。我们将详细讲解Setup Time和Hold Time等基本时序参数，以及它们对电路正确运行的影响。 我们将介绍如何定义和管理时序约束（Timing Constraints），包括时钟周期、输入/输出延迟等，这些约束是时序分析工具进行检查的基础。随后，我们将学习如何使用时序分析工具（如Synopsys PrimeTime, Cadence Tempus）来识别和解决时序违例（Timing Violations），包括关键路径分析（Critical Path Analysis）、时钟偏移（Clock Skew）的影响以及如何通过逻辑修改或布局布线优化来满足时序要求。 此外，本章还将涵盖复杂的时钟管理技术，如多时钟域（Multi-Clock Domain）的设计、异步时钟域之间的时序同步（Clock Domain Crossing, CDC）问题以及相应的解决方法，这对于设计复杂的SoC（System on Chip）系统至关重要。 第四章：低功耗数字电路设计 随着移动设备和物联网的普及，低功耗设计已成为数字电路设计中不可或缺的一环。本章将系统地介绍各种低功耗设计技术，包括： 门控时钟（Clock Gating）： 通过在不需要工作的模块上关闭时钟信号，显著降低动态功耗。 电源门控（Power Gating）： 在模块空闲时将其完全断电，实现更大幅度的功耗节省。 动态电压和频率调整（DVFS）： 根据应用需求动态调整芯片的工作电压和频率，实现功耗与性能的权衡。 低功耗架构设计： 在系统级层面采用低功耗总线、数据路径等设计。 工艺选择与优化： 选择低功耗的半导体工艺，并进行针对性的设计优化。 本章还将探讨功耗分析工具的使用，以及如何通过迭代设计来不断降低芯片的整体功耗。 第五章：验证与测试 设计的数字电路需要经过严格的验证才能确保其功能正确性和性能指标。本章将全面介绍数字电路的验证方法和技术。我们将从功能验证（Functional Verification）开始，讲解如何编写测试平台（Testbench），使用激励（Stimuli）来驱动被测设计（DUT），并验证其输出结果是否符合预期。 本章将深入探讨多种验证方法，包括： 仿真（Simulation）： 使用HDL仿真器（如VCS, NCSIM, QuestaSim）对电路进行行为级和门级仿真。 形式验证（Formal Verification）： 利用数学方法证明设计是否满足特定属性，如覆盖率分析、等价性检查等。 断言（Assertions）： 在设计中嵌入断言，以便在仿真或硬件运行过程中进行实时检查。 此外，我们还将介绍测试（Testing）在制造环节的重要性，包括如何设计可测试性电路（Design for Testability, DFT），如扫描链（Scan Chains）和内建自测试（Built-In Self-Test, BIST）技术，以及如何生成测试向量（Test Vectors）来检测制造缺陷。 第六章：片上系统（SoC）设计基础 现代数字电路设计越来越趋向于集成复杂的系统功能，即片上系统（SoC）。本章将介绍SoC设计的基本概念和挑战。我们将讲解SoC的架构组成，包括CPU、DSP、各种外设（如内存控制器、通信接口、图形处理器）以及它们之间的互联方式。 本章将重点讨论总线协议（Bus Protocols），如AMBA（Advanced Microcontroller Bus Architecture）系列协议（AHB, APB, AXI），以及如何设计和验证这些总线接口。我们还将探讨互联网络（Network on Chip, NoC）的概念，它在多核处理器和大规模SoC中的应用。 第七章：高级数字电路设计主题 本章将涵盖一些更高级和前沿的数字电路设计主题，以满足读者不断增长的需求： 处理器架构（Processor Architectures）： 简要介绍RISC-V、ARM等主流指令集架构（ISA）的设计思想，以及流水线（Pipeline）、缓存（Cache）等核心概念。 FPGA与ASIC设计流程对比： 详细阐述现场可编程门阵列（FPGA）和专用集成电路（ASIC）在设计流程、应用场景、性能和成本上的差异。 硬件加速（Hardware Acceleration）： 探讨如何利用FPGA或ASIC为特定应用（如机器学习、信号处理）进行硬件加速，以提升性能和效率。 并行计算与多核设计： 深入研究并行计算模型、多核处理器设计挑战以及相关的通信和同步机制。 结论 《数字电路设计：原理与实践》是一本面向广泛读者的综合性教材，旨在帮助读者掌握数字电路设计的核心理论、实用技术和前沿知识。本书通过深入的理论阐述、丰富的实例分析以及对实际设计流程的探讨，使读者能够从理论走向实践，具备独立进行数字电路设计和优化的能力。我们希望本书能够成为每一位致力于数字电路设计领域的工程师和研究人员的宝贵参考。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格我个人非常欣赏，它保持了一种学术的严谨性，但同时又没有陷入晦涩难懂的泥潭。作者似乎非常擅长用一种既精确又富有洞察力的方式来阐述复杂的工程概念。阅读过程中，我能感受到一种引导性的力量，仿佛有一位经验丰富的导师在旁边耐心讲解。尤其是在处理跨学科知识点时，比如如何将数学模型映射到实际的硬件实现细节上，处理得非常巧妙，使得原本生硬的转化过程变得直观易懂。这种平衡感做得极好，既满足了资深工程师对细节的渴求，也为初入该领域的学生提供了一座坚实的知识阶梯。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值远超一本普通的教材范畴，它更像是一份关于前沿数字电路优化的“方法论手册”。我发现自己不仅仅是在学习“如何做”，更是在思考“为什么这样做是最好的”。书中关于如何量化和评估优化效果的章节，提供了许多实用的量化指标和评估框架，这对于实际的项目管理和技术决策至关重要。我尝试将书中的某些流程优化建议应用到我正在进行的一个项目中，结果非常令人鼓舞，性能提升是立竿见影的。这本书真正做到了理论与实践的完美结合，其深度和广度足以支撑读者从入门到精通，是该领域内不可多得的精品之作。

评分☆☆☆☆☆

我是在寻找一本能深入理解现代集成电路设计流程的参考书时偶然发现这本书的。书中的内容并非停留在基础理论层面，而是直接切入了核心的优化和综合技术，这种务实导向的叙述方式对我帮助极大。作者显然对当前业界面临的功耗、面积和时序约束有着深刻的理解，书中提出的方法论和算法创新点清晰，并辅以大量的实际案例分析。举例来说，对于某个特定的逻辑综合难题，作者不仅给出了理论框架，还细致地探讨了不同优化策略下的性能权衡，这种深度剖析远超我之前阅读过的任何教材。我特别欣赏作者在描述复杂算法时的条理性和精确性，避免了模糊不清的描述，让读者能够真正掌握其精髓。

评分☆☆☆☆☆

从结构上看，这本书的逻辑组织非常精妙，它仿佛为读者构建了一个清晰的“心智地图”。章节的编排并非简单的线性推进，而是采用了模块化和层层递进的结构。前几章打下了坚实的理论基础，随后便迅速过渡到高级应用层面，每一步的推进都建立在前一步的知识之上，使得知识点的累积非常扎实。我特别喜欢其中对不同优化阶段的划分和对比，清晰地界定了每个步骤的目标和局限性。这种结构不仅便于查阅特定知识点，更重要的是，它帮助读者建立起一个全局性的视角，理解整个数字电路设计流程是如何协同运作并最终达到最优解的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计非常引人注目，采用了一种极简主义的风格，深蓝色的背景上用醒目的白色字体印着书名，给人一种专业、严谨的视觉感受。我最初是被它那种冷峻的、充满科技感的封面吸引的，立刻就产生了翻阅的冲动。进入内页，纸张的质感也相当不错，印刷清晰度很高，即使是密集的公式和图表，看起来也毫不费力。排版布局很合理，章节之间的过渡自然流畅，阅读起来节奏感很强。整体而言，这本书在物理形态上给我留下了非常好的第一印象，它不像很多教科书那样内容堆砌、版式拥挤，反而有一种精心雕琢的匠心在里面，让人感觉这是一本值得收藏的专业书籍。

评分☆☆☆☆☆

期末挖坟。。。

评分☆☆☆☆☆

期末挖坟。。。

评分☆☆☆☆☆

478

评分☆☆☆☆☆

478

评分☆☆☆☆☆

期末挖坟。。。