Integrated Circuits for Wireless Communications

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出版者:Wiley-IEEE Press
作者:
出品人:
页数:686
译者:
出版时间:1998-12-10
价格:USD 180.50
装帧:Hardcover
isbn号码:9780780334595
丛书系列:
图书标签:
  • 专业书
  • IC
  • 无线通信
  • 集成电路
  • 射频电路
  • 模拟电路
  • 数字电路
  • 通信系统
  • 微电子学
  • 信号处理
  • 低功耗设计
  • 电路设计
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具体描述

"High-frequency integrated circuit design is a booming area of growth that is driven not only by the expanding capabilities of underlying circuit technologies like CMOS, but also by the dramatic increase in wireless communications products that depend on them. INTEGRATED CIRCUITS FOR WIRELESS COMMUNICATIONS includes seminal and classic papers in the field and is the first all-in-one resource to address this increasingly important topic. Internationally known and highly regarded in the field, editors Asad Abidi, Paul Gray, and Robert Meyer have meticulously compiled more than 100 papers and articles covering the very latest high-level integrated circuits techniques and solutions in use today. INTEGRATED CIRCUITS FOR WIRELESS COMMUNICATIONS is devised expressly to provide IC design engineers, system architects, and integrators with a practical understanding of subjects ranging from architecture choices for integrated transceivers to actual circuit designs in all viable IC technologies such as bipolar, CMOS, and GaAs. The papers selected represent a breadth of coverage and level of expertise that is unmatched in the field." Sponsored by: IEEE Solid-State Circuits Council/Society.

好的,这是一本名为《超大规模集成电路设计与制造:下一代通信系统的基石》的图书简介。 --- 图书简介:超大规模集成电路设计与制造:下一代通信系统的基石 导言:摩尔定律的极限与创新驱动 在信息技术飞速发展的浪潮中,集成电路(IC)始终是推动技术革命的核心引擎。然而,随着晶体管尺寸逼近物理极限,传统的摩尔定律正面临前所未有的挑战。如何在高集成度、低功耗、高性能的约束下,构建支撑未来万物互联、实时计算和沉浸式体验的复杂系统,已成为当前电子工程领域最紧迫的课题。 本书《超大规模集成电路设计与制造:下一代通信系统的基石》聚焦于先进工艺节点下的超大规模集成电路(VLSI)设计流程、制造工艺的深度优化,以及系统级集成策略。它并非专注于无线通信领域特定的射频或基带设计,而是将视角提升至整个IC生态系统的底层物理实现和系统架构层面,为读者构建一个全面、深入理解现代芯片制造的知识体系。 本书旨在为高级电子工程专业学生、IC设计工程师、半导体设备工程师以及系统架构师提供一份详尽的参考手册,涵盖从器件物理到系统级验证的完整链条,强调高效率、高可靠性与面向特定应用场景的定制化设计。 第一部分:先进半导体器件物理与工艺节点演进 本部分深入探讨了当前主流和新兴的半导体器件物理学,特别是当前尖端工艺节点(如7nm及以下)所面临的挑战与解决方案。 1. 晶体管结构与短沟道效应的克服: 详细分析了从平面CMOS到鳍式场效应晶体管(FinFET)的演变历程。重点阐述了FinFET在静电控制、亚阈值摆幅(SS)优化方面的优势,以及其在实现更小尺寸、更低漏电方面的关键作用。同时,也引入了面向未来的场效应晶体管(GAAFET,如Nanosheet/Nanowire结构)的物理基础、载流子传输机制和设计考量,预测了其在下一代工艺中的应用前景。 2. 材料科学在IC制造中的应用: 探讨了高迁移率材料(如SiGe、III-V族材料)在沟道工程中的集成方案,以及高介电常数(High-k)金属栅极(HKMG)技术如何有效抑制栅极漏电流。此外,压力硅(Strained Silicon)技术对载流子迁移率的提升机制,及其在优化晶体管性能中的应用被进行了详尽的分析。 3. 先进制程的挑战:可靠性与变异性: 深入讨论了在极小尺寸下出现的各种物理退化现象,如热载流子注入(HCI)、偏置温度不稳定性(BTI)和电迁移(EM)。本书强调了如何通过工艺窗口优化和设计冗余机制来确保长期可靠性。同时,制造过程中的随机变异性(Random Variability)对电路性能的影响,以及蒙特卡洛仿真在变异性分析中的应用,构成了本部分的重要内容。 第二部分:超大规模集成电路设计方法学与工具流 本部分将焦点从器件转移到电路和系统的设计流程,重点阐述了实现复杂VLSI芯片的系统化方法和自动化工具的应用。 1. 物理综合与布局布线优化: 详细介绍了从逻辑网表到物理版图的整个流程。重点讲解了时序驱动综合(TOS)的原理,以及如何在高密度设计中处理关键路径的延迟优化。在布局布线阶段,本书强调了电源完整性(Power Integrity)——包括IR Drop分析、静电放电(ESD)保护结构的设计——以及如何平衡面积、功耗和时序的复杂优化问题。 2. 低功耗设计技术的前沿: 在移动和边缘计算场景下,功耗是决定芯片生命周期的关键因素。本书系统介绍了多电压域(Multi-Voltage Domain)、时钟门控(Clock Gating)的自动插入方法,以及动态电压与频率调节(DVFS)在系统级节能中的实现策略。对于静态功耗的控制,则深入探讨了阈值电压分配(Threshold Voltage Assignment)的优化算法。 3. 设计验证与签核(Sign-off): 详述了现代芯片设计中不可或缺的验证流程。这包括功能验证(形式验证、仿真)、静态时序分析(STA)的深入应用、信号完整性(SI)分析,以及热分析(Thermal Analysis)在评估芯片实际工作环境下的表现。强调了如何通过建立精确的物理模型来指导签核决策,确保芯片在量产后的性能与设计预期一致。 第三部分:先进封装与系统级集成(SiP/SoC) 随着系统复杂度的激增,单一芯片的设计已无法满足需求,异构集成和先进封装成为提升系统性能的关键路径。 1. 2.5D/3D 芯片集成技术: 深入分析了通过硅中介层(Interposer)连接多个芯片(Chiplets)的2.5D封装技术,以及通过TSV(Through-Silicon Via)实现垂直集成的3D堆叠技术。重点讨论了这些技术在提升I/O带宽、缩短互连延迟方面的巨大潜力,同时也剖析了其带来的热管理、良率管理和测试接口设计的全新挑战。 2. 异构集成与Chiplet架构: 本书探讨了如何基于Chiplet理念,将CPU、GPU、存储控制器、专用加速器等不同功能模块,采用最适合其特性的工艺节点进行设计,再通过高速接口(如UCIe)进行系统集成。这需要对接口协议、功耗分配和整体系统级的协调能力有深刻理解。 3. 面向特定领域的定制化加速器设计: 以ASIC和FPGA/eFPGA设计流程为例,展示了如何针对特定算法(如神经网络推理、信号处理)进行定制化硬件加速器的设计。这包括数据流架构(Dataflow Architecture)的设计原则、内存访问优化,以及如何有效利用片上存储资源以最大限度地提升吞吐量。 结语:面向未来的集成电路设计范式 《超大规模集成电路设计与制造:下一代通信系统的基石》致力于提供一个跨越器件物理、设计流程和系统集成的高度统一的视角。它强调的不是特定应用领域的电路实现,而是构建任何复杂、高性能、低功耗VLSI系统的通用科学原理和工程实践。通过掌握这些底层技术和系统思维,读者将能够驾驭未来十年内集成电路设计所面临的几何级增长的复杂性,为下一代计算、感知和互联系统的发展奠定坚实的基础。

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读后感

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用户评价

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在浩如烟海的技术文献中,《Integrated Circuits for Wireless Circuits》以其独特的视角和深刻的洞察力,为我打开了一扇通往无线通信集成电路设计新世界的大门。我一直觉得,理论知识的掌握固然重要,但如果不能与实际的工程应用相结合,那么这些知识便如同空中楼阁,缺乏坚实的基础。这本书恰恰弥补了这一遗憾。它没有回避复杂的技术细节,而是以一种清晰、有序的方式,将无线通信系统中至关重要的模拟和数字集成电路的设计原理、实现方法以及性能优化策略娓娓道来。作者在讲解过程中,巧妙地将香农定理、噪声理论、非线性失真等通信领域的核心概念,与MOSFET、BJT等半导体器件的特性相结合,生动地展现了如何在微观层面实现宏观的通信功能。我尤其欣赏书中关于低噪声放大器(LNA)设计的部分,从噪声系数的计算,到匹配网络的优化,再到不同拓扑结构的优劣分析,都做到了深入浅出,让我对如何在高灵敏度接收端抑制噪声有了全新的认识。同样,在讲解功率放大器(PA)时,作者不仅关注了效率和线性度的传统指标,还深入探讨了数字预失真(DPD)等先进的补偿技术,展现了作者对当前和未来无线通信技术发展趋势的深刻理解。这本书的语言风格也十分吸引人,既有严谨的学术性,又不失流畅的叙述性,使得我在阅读过程中能够保持高度的专注和浓厚的兴趣,仿佛与作者进行着一场跨越时空的学术交流。

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对于任何渴望深入了解无线通信系统核心技术的人来说,《Integrated Circuits for Wireless Communications》都是一本不可或缺的宝藏。我一直认为,理解一个复杂的系统,最好的方法是从构成它的最小单元开始,然后逐步了解它们如何组合在一起。这本书恰恰遵循了这一原则。它从最基础的半导体器件特性入手,循序渐进地讲解了构成无线通信链路的各种关键集成电路,例如低噪声放大器(LNA)、功率放大器(PA)、混频器、本地振荡器(LO)以及滤波器等等。令我赞叹的是,作者在讲解每一个模块时,都不仅仅停留在理论的层面,而是深入到实际的设计挑战中,例如如何在高频下抑制寄生效应,如何在高功率下避免器件饱和,以及如何在一个小小的芯片上集成如此多的功能模块。书中对阻抗匹配的讲解尤为细致,从史密斯圆图的应用到实际匹配网络的实现,都做了详尽的演示,这对于射频工程师来说是至关重要的技能。此外,书中还涉及到了数字基带处理与模拟射频前端的接口电路,如ADC和DAC,它们在整个通信链中的作用被清晰地阐释,让我对整个系统的协同工作有了更深刻的理解。

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作为一名在无线通信领域摸爬滚打多年的工程师,我深知要在这个日新月异的行业中保持竞争力,就必须不断学习和更新知识。然而,市面上关于集成电路设计的书籍,要么过于偏重理论,要么过于强调某个特定领域,很少有能像《Integrated Circuits for Wireless Communications》这样,能够全面、系统地涵盖无线通信系统中各种关键集成电路的设计与实现。这本书的独特之处在于,它不仅仅是简单地罗列电路原理,而是将理论与实践紧密结合,通过大量的实例分析和设计流程的介绍,帮助读者建立起对整个无线通信链路的清晰认知。作者在讲解混频器设计时,不仅仅介绍了 Gilbert 混频器等经典结构,还深入分析了不同混频器拓扑的优缺点,以及如何通过优化器件尺寸、偏置电流等参数来提高转换增益、降低噪声和寄生效应。对于射频开关和滤波器部分,书中也详细介绍了各种实现技术,包括微机械开关(MEMS)、声表面波(SAW)滤波器以及陶瓷滤波器等,并分析了它们在不同应用场景下的适用性。更令我感到惊喜的是,本书还触及了当前无线通信发展的前沿技术,例如大规模MIMO(Massive MIMO)系统中对射频集成电路的需求,以及未来6G通信对更高频率、更低功耗集成电路的挑战。这本书的出现,无疑为我们这些希望在无线通信集成电路设计领域不断前进的工程师们,提供了一份宝贵的参考资料和一份坚实的理论支撑。

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我一直对无线通信技术背后的集成电路设计充满浓厚的兴趣,但很多书籍往往过于偏重理论,让我在实践中感到无所适从。《Integrated Circuits for Wireless Communications》则完全不同,它以一种非常务实和工程化的视角,系统地阐述了无线通信系统中各种关键集成电路的设计要点和实现方法。书中关于射频收发前端的设计思路,让我对整个通信流程有了全新的认识。作者在讲解混频器时,不仅分析了其基本原理,还深入探讨了寄生效应、镜像抑制以及LO泄漏等问题,并提出了相应的解决方案。对于功率放大器(PA)的设计,书中则详细介绍了不同类别的PA(如A类、AB类、C类、D类等)的特点,以及如何通过数字预失真(DPD)等技术来改善其线性度。我尤其欣赏书中对低功耗设计的关注,在当今移动通信设备对续航能力要求越来越高的背景下,如何设计出兼具高性能和低功耗的射频集成电路,是每一个设计者面临的挑战。书中为我们提供了许多宝贵的思路和方法,例如使用更先进的工艺节点,优化电路拓扑,以及采用动态偏置技术等。这本书的出现,无疑为我打开了通往更深层次无线通信集成电路设计世界的大门。

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我一直认为,一本真正的好书,应该能够激发读者的思考,引导读者去探索更深层次的知识。《Integrated Circuits for Wireless Communications》恰恰就是这样一本令人受益匪浅的书籍。它没有止步于对现有技术的介绍,而是通过对无线通信系统整体架构的梳理,深入剖析了各个集成电路模块之间的相互影响和协同工作机制。我特别喜欢书中关于锁相环(PLL)和频率合成器的章节,作者详细讲解了不同PLL拓扑的原理,包括电荷泵PLL、分频PLL等,并分析了它们在相位噪声、锁定时间、功耗等方面的权衡。通过对这些关键模块的深入理解,我才真正领悟到,为什么在无线通信系统中,精确的频率控制和低噪声的本地振荡器是如此重要。此外,书中对ADC(模数转换器)和DAC(数模转换器)在无线通信中的应用也进行了细致的阐述,重点分析了它们在数字信号处理(DSP)和模拟前端之间的接口作用,以及如何通过选择合适的转换器来满足不同的采样率、分辨率和功耗要求。这本书不仅仅是关于电路设计,它更像是一堂关于“如何将理论知识转化为实际通信系统”的精炼课程,让我受益匪浅。

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毫无疑问,《Integrated Circuits for Wireless Communications》是一本具有里程碑意义的书籍,它以一种前所未有的深度和广度,为我揭示了无线通信集成电路设计的神秘面纱。我一直认为,要真正掌握一项技术,不仅要理解其原理,更要了解其在实际应用中所面临的挑战和限制。这本书恰恰做到了这一点。作者在讲解每一个电路模块时,都深入剖析了其在实际应用中所遇到的各种问题,例如高频下的寄生效应、器件的非线性、噪声的干扰以及功耗的约束等等,并提出了行之有效的解决方案。我尤其欣赏书中对信号完整性和电源完整性的讨论,这些在高速、高频集成电路设计中至关重要的问题,在书中得到了充分的强调和深入的分析。作者还介绍了各种先进的设计方法和工具,帮助我们更好地理解和解决这些问题。例如,在分析噪声时,书中不仅讲解了理论计算方法,还介绍了各种仿真工具的应用,让我能够直观地看到噪声对电路性能的影响。这本书的出现,无疑为我们这些在无线通信集成电路设计领域不断探索的工程师们,提供了一份不可多得的宝贵财富。

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在这本《Integrated Circuits for Wireless Communications》中,我欣喜地看到了作者对无线通信集成电路领域各个细分方向的深刻洞察和全面梳理。我一直对射频前端的各种模块充满好奇,但市面上的书籍往往过于碎片化,难以形成一个完整的知识体系。这本书则像一位经验丰富的向导,带领我一步步探索射频链路的奥秘。从低噪声放大器(LNA)的噪声系数优化,到功率放大器(PA)的效率和线性度提升,再到混频器的镜像抑制和LO泄漏控制,每一个环节都进行了详尽的讲解。我尤其欣赏书中对开关和天线调谐部分的阐述,这些看似不起眼的部分,却对整体的通信性能有着至关重要的影响。作者在分析这些模块时,也充分考虑了实际集成电路的设计约束,例如版图面积、功耗以及工艺兼容性等。书中对于不同工艺(如CMOS、SiGe、GaAs)在射频集成电路中的应用和特点的比较,也让我对选择合适的工艺技术有了更清晰的认识。总而言之,这本书为我提供了一个宝贵的知识框架,让我能够更系统、更深入地理解无线通信集成电路的设计。

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当我在书架上发现《Integrated Circuits for Wireless Communications》时,我并没有抱有多大的期望,毕竟市面上关于无线通信集成电路的书籍并不少见。然而,当我翻开第一页,便被书中独特而深刻的分析所吸引。作者并没有以一种枯燥的教科书模式展开,而是将复杂的集成电路设计置于真实的无线通信系统背景下进行讲解,使得每一个技术细节都显得尤为重要和贴切。我尤其欣赏书中对电源管理集成电路(PMIC)的介绍,在追求高性能的同时,低功耗是无线通信设备永恒的主题,而PMIC的设计至关重要。书中详细分析了各种电压调节器、电池充电器以及电源监控电路的设计原理和优化方法,为我理解如何在高效率和长续航之间取得平衡提供了宝贵的指导。书中对射频前端的讲解也十分到位,从天线接口到基带处理,每一个环节的电路设计都被剖析得淋漓尽致,让我能够清晰地看到信号如何在系统中流转和被处理。我对书中关于天线开关和匹配网络的章节印象深刻,它们看似微小,却对整体的通信性能有着至关重要的影响。这本书的价值在于,它不仅传授了知识,更培养了读者的系统性思维和工程解决问题的能力。

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这本书的出现,简直就像在无线通信集成电路这片浩瀚的知识海洋中,投入了一枚璀璨的灯塔,指引着我这个初入此道的探索者。我一直对微电子技术与通信系统的结合充满好奇,但市面上的书籍要么过于理论化,要么过于浅显,始终未能满足我既想深入理解原理,又希望掌握实际应用的双重需求。直到我翻开《Integrated Circuits for Wireless Communications》,仿佛眼前豁然开朗。书中的内容并非空泛的公式堆砌,而是紧密围绕着无线通信的实际需求,从最基础的射频链路分析,到复杂的调制解调电路设计,再到低功耗和高性能的权衡,都进行了详尽且富有逻辑的阐述。尤其令我印象深刻的是,作者在讲解每一个电路模块时,都不仅仅停留在功能描述上,而是深入剖析了其背后的物理原理、设计挑战以及实际应用中的局限性,并通过大量的实例和图示,将抽象的概念具象化,让我能够清晰地看到每个元件是如何协同工作,共同构建出高性能的无线通信系统。书中对不同技术节点的权衡,对噪声、失真等关键性能指标的深入分析,以及对滤波器、放大器、混频器等核心模块的优化策略,都展现了作者深厚的理论功底和丰富的实践经验。对于我来说,这不仅仅是一本教科书,更像是一位经验丰富的导师,耐心地引导我一步步克服技术难关,理解无线通信集成电路设计的精髓。阅读过程中,我常常被作者对细节的严谨态度所折服,每一个公式的推导都严丝合缝,每一个电路图的设计都经过深思熟虑。

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自从我开始阅读《Integrated Circuits for Wireless Communications》以来,我感觉自己对于无线通信集成电路的理解,已经从“知其然而不知其所以然”,变成了“知其然,更知其所以然”。这本书最打动我的地方在于,它不仅仅是知识的传递,更是一种思维方式的培养。作者在讲解每一个电路模块时,都不仅仅给出了设计公式或电路图,而是深入地分析了该模块在整个无线通信系统中扮演的角色,它所面临的关键挑战,以及如何通过权衡各种设计参数来实现最优的性能。我尤其喜欢书中关于滤波器设计的章节,它不仅仅介绍了RC、RLC滤波器等基本结构,还深入探讨了LC滤波器、SAW滤波器、BAW滤波器以及微波滤波器等在不同应用场景下的选择和优化。作者在分析这些滤波器时,也充分考虑了其在实际集成电路中的实现难度和性能限制,例如寄生效应、损耗以及Q值等。对于我来说,这本书最大的价值在于,它教会我如何从系统的角度去理解每一个电路模块的设计,而不是孤立地看待它们。这种系统性的思维,对于解决复杂的工程问题至关重要。

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