Integrated Circuit and System Design. Power and Timing Modeling, Optimization and Simulation pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Springer

作者:Svensson, Lars; Azemard, Nadine;

出品人:

页数:583

译者:

出版时间:2007-10-03

价格:USD 99.00

装帧:Paperback

isbn号码:9783540744412

丛书系列:

图书标签:

• 集成电路设计
• 系统设计
• 功耗建模
• 时序分析
• 优化
• 仿真
• VLSI
• EDA
• 低功耗设计
• 数字电路

好的，这是一份关于《Integrated Circuit and System Design. Power and Timing Modeling, Optimization and Simulation》这本书的详细图书简介。 --- 图书简介：集成电路与系统设计：功耗与时序建模、优化与仿真 作者： [此处应填写原书作者名，为模拟情况，暂留空] 出版社： [此处应填写原书出版社名] 简介： 本书深入探讨了现代集成电路（IC）设计与系统级实现中的两个核心挑战：功耗管理与时序收敛。随着半导体工艺节点不断微缩，尤其是进入深纳米时代，芯片的运行速度与集成度呈指数级增长，但随之而来的是日益严峻的功耗密度和时序约束问题。本书旨在为电子工程师、系统架构师和高级研究人员提供一套全面的理论框架和实用的工程方法论，以指导他们在系统设计、RTL编码、逻辑综合、物理实现和系统级验证的各个阶段，有效地建模、分析、优化并最终仿真验证电路的功耗与时序性能。 核心主题与内容结构 本书的结构紧密围绕“建模—优化—仿真”这一设计流程展开，将理论基础与前沿实践相结合。 第一部分：基础理论与系统级建模 本部分奠定了理解后续优化技术的基础。首先，系统地回顾了CMOS器件在不同电压和频率下的功耗模型，重点区分了动态功耗（开关功耗）和静态功耗（亚阈值漏电）。接着，系统级建模方法被引入，展示了如何利用抽象模型对系统功耗进行早期估算。 功耗建模： 详细介绍了电荷守恒原理在功耗分析中的应用，并深入探讨了活动因子（Activity Factor）在不同抽象层面的量化方法。不同于简单的瞬时功耗计算，本书强调了基于统计和概率的功耗建模，以适应现代片上系统（SoC）的复杂数据流。 时序基础： 重新审视了经典的时序分析（Static Timing Analysis, STA）理论。这不仅包括建立时间（Setup Time）和保持时间（Hold Time）的精确计算，还涉及对工艺角（Process Corners）、温度变化（Temperature Variations）和电压波动（Voltage Fluctuations）引起的时序裕量（Timing Margin）的敏感性分析。 第二部分：设计流程中的功耗优化技术 本部分聚焦于在逻辑设计和物理设计流程中实施的功耗降低策略。 高层（RTL/系统级）功耗优化： 强调了“越早优化，收益越大”的原则。详细讨论了时钟门控（Clock Gating）的设计技术，包括自动门控插入与手动优化，以及如何确保门控的正确性和对时序的影响最小化。同时，系统级算法的功耗感知重构也被详细阐述，例如采用更节能的算法或数据表示方式。 逻辑综合与布局布线阶段的功耗管理： 探讨了如何利用综合工具进行电压频率调节（Dynamic Voltage and Frequency Scaling, DVFS）的设计和实现。书中详细分析了DVFS的操作系统接口需求、如何设置电压/频率表，以及在不同负载下的性能与功耗权衡。此外，阈值电压选择（Threshold Voltage Assignment）作为降低静态功耗的有效手段，其在多电压域设计中的应用得到了深入剖析。 电源网络设计与IR压降： 关注芯片供电网络对功耗和时序的共同影响。分析了IR压降（IR Drop）如何导致局部电压降低，进而显著影响时序裕量和电路可靠性。书中提供了低IR压降的电源规划、环路（Power Grid）设计和去耦电容（Decoupling Capacitor）的优化放置策略。 第三部分：时序收敛与性能提升策略 本部分侧重于在满足功能正确性的前提下，如何确保电路满足严格的时序要求。 时序驱动的逻辑优化： 讲解了如何通过重定时（Retiming）、逻辑重组（Logic Restructuring）和缓冲区插入（Buffer Insertion）等技术来优化关键路径的时序。重点在于如何在优化时序的同时，避免引入不必要的功耗或违反设计规则（DRC）。 时钟树综合（Clock Tree Synthesis, CTS）： CTS是影响全局时序和功耗的关键步骤。本书详细分析了如何构建一个平衡的时钟树以最小化时钟偏斜（Clock Skew）和时钟抖动（Clock Jitter）。对H树、X树等拓扑结构进行了性能评估，并讨论了如何通过精确的时钟源控制来应对工艺变异。 先进的时序分析方法： 超越了基础的静态时序分析，本书介绍了基于仿真的时序分析（Simulation-based STA），尤其是在处理复杂的异步接口和跨时钟域（CDC）交互时，如何使用更精细的模型来捕捉实际的动态时序行为。 第四部分：仿真、验证与设计收敛 最后一部分强调了从模型到实际硅片的验证闭环。 功耗仿真与验证： 介绍了从门级网表到系统级行为模型中的功耗仿真技术。包括如何使用功耗分析工具（如PrimePower, XCalibur等）生成精确的功耗报告，并验证设计是否满足功耗预算。书中强调了场景覆盖率对功耗验证的重要性。 时序验证与签核（Sign-off）： 详细阐述了现代IC设计流程中的时序签核标准，包括如何处理不同工艺角下的时序违例，以及如何通过寄生参数提取（Extraction）和SRAM/IP模块的精细模型来保证签核的准确性。 协同仿真与调试： 探讨了功耗和时序仿真结果的整合，以及如何利用仿真数据来指导设计迭代，实现设计目标的最终收敛。 本书特色 本书的独特之处在于其对功耗与时序之间的内在耦合关系的深刻洞察。它明确指出，在现代SoC设计中，许多优化手段是相互制约的——例如，降低电压以减少动态功耗会直接导致时序裕量下降，增加时序修复的难度。因此，本书提供了一套协同优化（Co-Optimization）的思维框架，确保工程师能够在性能、功耗和面积（PPA）之间找到最佳平衡点。 无论是面对移动设备的能效挑战，还是高性能计算的散热瓶颈，本书都提供了坚实的理论基础和可操作的工程流程，是集成电路设计领域不可或缺的参考手册。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

这本书的案例研究和实战模拟部分的详尽程度令人印象深刻。理论再好，如果不能落地，对于工程实践者来说价值都会大打折扣。这本书在这方面做得非常出色，它提供了一系列贴近业界实际场景的案例，涵盖了从低功耗移动设备到高性能计算平台等不同应用领域。我尤其关注了其中关于跨时钟域（CDC）和时序裕量分析的部分，作者不仅给出了标准的约束设置方法，还深入讨论了在极端工艺角下的最坏情况预测模型，这对于确保芯片的良率至关重要。读完这些案例，我感觉自己仿佛完成了一次完整的流片前验证周期，极大地增强了我在面对实际项目挑战时的信心和准备度。

评分☆☆☆☆☆

我必须得说，这本书的理论深度绝对超出了我的预期。我原本以为这会是一本侧重于实践操作手册，但深入阅读后发现，它构建了一个非常扎实和全面的理论框架。作者并没有满足于停留在现象描述，而是深入挖掘了底层物理机制和数学模型。尤其是在处理高级的功耗分析和时序收敛性问题时，所引用的优化算法和统计方法非常精妙。很多我在其他资料中看到过但未能完全理解的抽象概念，在这本书里被拆解得极其细致，配以严谨的推导过程，让我对整个系统设计的核心瓶颈有了豁然开朗的认识。对于希望从“会用”跨越到“精通”级别的工程师来说，这本书提供的底层认知基础是无可替代的，它不仅仅教你“怎么做”，更让你明白“为什么必须这么做”。

评分☆☆☆☆☆

从整体架构来看，这本书的逻辑组织呈现出一种精妙的“由表及里，再由里及表”的循环结构。它首先在引言部分宏观地勾勒出了现代集成电路设计中功耗和时序这两大维度面临的挑战，然后迅速切入微观层面的建模技术。在系统的下半部分，它又将这些微观模型的结果整合起来，用于指导宏观的系统级优化策略。这种设计上的平衡感非常成熟，它避免了陷入纯粹的器件物理讨论而忘记了系统目标，同时也避免了停留在系统架构层面而缺乏必要的精确支撑。这种自顶向下与自底向上相结合的叙事脉络，使得读者能够始终把握全局，清晰地看到每一个细节优化对整体性能的最终贡献，这在我阅读过的同类书籍中，是非常罕见的优点。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，这本书的语言风格是那种极其直接、不带任何情感色彩的学术叙事，这对于追求效率的技术人员来说或许是优点，但对于初学者来说可能会构成不小的挑战。它要求读者必须具备一定的预备知识，否则会感觉像在啃一块坚硬的骨头。比如，某些关键的证明环节，作者直接引用了高等数学中的定理而没有进行必要的复述或直观解释，这要求读者必须频繁地停下来查阅参考资料。如果说有什么建议，那就是希望未来的再版能够在关键的、非核心的基础概念部分，增加一些更具引导性的比喻或更丰富的可视化解释，帮助那些正在努力攀登技术高峰的学习者们更好地理解这些抽象的优化思想。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧和设计实在是一流的。封面的色彩搭配既专业又不失现代感，那种深邃的蓝色背景配上简洁的白色和橙色字体，让人一眼就能感受到内容的严谨和前沿。纸张的质感也非常好，厚实而光滑，无论是翻阅时的手感还是墨水的清晰度都达到了高水准，长时间阅读下来眼睛也不会感到疲劳。我尤其欣赏出版社在排版上下的功夫，章节的划分清晰明了，图表的布局合理，复杂的电路图和仿真波形展示得非常透彻。在许多技术书籍中，排版往往是牺牲品，但这本书在这方面却做到了极致，这无疑为阅读体验增添了极大的价值。这种对细节的关注，从封面到内页的每一个标点符号，都体现了出版方对知识传播的尊重，让原本枯燥的工程技术内容在视觉上都变得赏心悦目起来。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆