Digital Integrated Circuit Design pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Kaeslin, Hubert

出品人:

页数:866

译者:

出版时间:2008-4

价格:$ 149.16

装帧:

isbn号码:9780521882675

丛书系列:

图书标签:

• 专业
• 专业书
• 集成电路设计
• 数字电路
• VLSI
• CMOS
• 电路分析
• 数字系统
• 半导体
• 电子工程
• 计算机硬件
• 设计方法

《数字集成电路设计：原理与实践》 本书深入探讨了数字集成电路（IC）设计的核心原理和关键实践，为有志于投身于这一前沿领域的工程师、研究人员和学生提供了一条清晰的学习路径。从基础的逻辑门构建到复杂的系统级集成，本书全面覆盖了数字IC设计工程师必备的知识体系。 第一部分：数字电路基础与建模 本部分将从最根本的数字逻辑开始，为读者打下坚实的理论基础。我们将首先回顾二进制数制、逻辑门（AND, OR, NOT, XOR等）及其逻辑表达式，并介绍布尔代数的基本定理和公式，这是理解所有数字电路工作原理的基石。随后，我们将深入探讨组合逻辑电路的设计，包括编码器、译码器、多路选择器、加法器、减法器等核心模块的原理和实现。 在此基础上，我们将转向时序逻辑电路。时序电路是构成现代数字系统（如寄存器、计数器、移位寄存器、有限状态机等）的关键。我们将详细讲解触发器（SR, D, JK, T触发器）的工作原理，以及它们如何被用来构建存储单元。各种类型的计数器（同步、异步、移位寄存器计数器）的设计和分析将得到详尽的阐述。此外，有限状态机（FSM）作为设计控制器和序列发生器的强大工具，其状态图、状态表、状态编码以及优化方法也将是本部分的重点。 为了在实际设计中使用，我们将介绍硬件描述语言（HDL），特别是Verilog HDL。我们将详细讲解Verilog的语法、数据类型、运算符、行为级建模、数据流建模以及结构级建模。通过丰富的代码示例，读者将学会如何使用Verilog来描述和仿真数字电路，为后续的综合和实现奠定基础。 第二部分：CMOS电路设计基础 本部分将聚焦于构成现代集成电路的基石——CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）技术。我们将首先回顾半导体物理的基本概念，包括P型和N型半导体的特性，PN结的形成和特性。在此基础上，我们将详细介绍MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）的工作原理，包括其结构、电流-电压特性、亚阈值区、饱和区等。 我们将深入讲解CMOS工艺中的基本器件，如CMOS反相器、NAND门、NOR门等。我们会分析这些基本门电路的传递函数、噪声容限、延迟特性以及功耗。对这些基本门电路的深入理解，是设计更复杂的CMOS电路的前提。 接着，我们将探讨CMOS工艺中更高级的设计技巧和挑战。这包括互补逻辑的实现、传输门、多路选择器等通用电路模块的设计。我们将分析各种电路结构的优缺点，以及如何在速度、功耗和面积之间进行权衡。此外，动态功耗和静态功耗的来源以及降低功耗的设计策略也将得到详细讨论。 第三部分：大规模集成电路（VLSI）设计流程 本部分将引导读者深入了解现代大规模集成电路（VLSI）设计的完整流程，从概念到芯片的产生。我们将详细介绍VLSI设计的各个阶段： 逻辑综合（Logic Synthesis）： 介绍如何将HDL描述的高层次设计转化为门级网表。我们将讨论综合的目标（面积、速度、功耗）以及综合过程中使用的各种优化技术。 静态时序分析（Static Timing Analysis - STA）： 讲解如何分析电路的时序性能，识别和解决时序违规。我们将学习建立时间（Setup Time）和保持时间（Hold Time）的概念，以及如何通过时钟偏移（Clock Skew）和路径延迟（Path Delay）来评估时序。 物理设计（Physical Design）： 涵盖布局（Placement）和布线（Routing）等关键步骤。我们将探讨如何将门级网表中的逻辑单元放置在芯片上，并规划它们之间的连接线，以满足性能、功耗和面积的要求。 版图设计（Layout Design）： 介绍如何根据物理设计的结果创建最终的芯片版图，包括导线、通孔、器件等几何形状的绘制。我们将讨论与版图相关的设计规则（DRC）和化学机械抛光（CMP）等工艺约束。 设计规则检查（DRC）与物理验证（Physical Verification）： 讲解如何通过DRC检查版图是否符合工艺制造的要求，以及如何进行提取（Extraction）和后仿真（Post-Simulation）以验证设计。 低功耗设计技术（Low Power Design Techniques）： 探讨在VLSI设计中实现低功耗的关键技术，包括时钟门控（Clock Gating）、电源门控（Power Gating）、动态电压和频率调整（DVFS）等。 第四部分：进阶主题与现代趋势 本部分将触及一些更前沿的数字IC设计主题，以及当前行业的发展趋势。 异步电路设计（Asynchronous Circuit Design）： 介绍异步设计与同步设计的区别，以及异步电路在某些应用场景下的优势，例如潜在的低功耗和对工艺变化的不敏感性。 片上系统（System-on-Chip - SoC）设计： 探讨如何将多个功能模块（如CPU、内存控制器、外设接口等）集成到单个芯片上，以及SoC设计中的挑战和方法。 先进工艺技术与设计挑战： 讨论随着半导体工艺节点的不断缩小，如7nm、5nm、3nm等，所带来的新的设计挑战，例如寄生效应的增强、量子效应的影响等。 可测试性设计（Design for Testability - DFT）： 讲解如何在设计阶段就考虑芯片的可测试性，例如扫描链（Scan Chains）、内置自测试（BIST）等技术，以确保生产的芯片能够被有效地测试。 通过对以上内容的系统学习，读者将能够全面掌握数字集成电路设计的原理和实践，并能够独立完成一个基本的数字IC设计项目。本书旨在培养读者解决复杂工程问题的能力，并为他们进入集成电路设计领域做好充分准备。

评分☆☆☆☆☆

这本书是Digital Integrated Circuit Design:From VLSI Architectures to CMOS Fabrication的中文版，数字集成电路设计：从VLSI体系结构到CMOS制造。 洋洋洒洒600多页，100多块钱。但是我开始看了三天了。翻译简直就像谷歌翻译的一样，我专门下载了英文电子版来对照。原版是很...

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这本书的装帧设计真是充满了工业美学，封面那种深邃的蓝与银灰色的字体搭配，立刻就给人一种专业、严谨的感觉。我拿到手的时候，首先注意到的是它的纸张质感，厚实且略带磨砂的处理，翻阅起来非常舒适，一点都没有廉价书籍的影子。内页的排版布局也做得相当用心，无论是公式的推导过程，还是电路图的绘制，都清晰得让人一目了然。特别是那些复杂的MOSFET结构图，线条的精细度和层次感处理得极佳，即便是初次接触这些概念的人，也能通过这些图示快速建立起空间想象。作者在章节的过渡部分似乎也花了不少心思，总能在看似枯燥的理论讲解之后，穿插一些设计实例的引入，这种松紧结合的方式，让阅读的节奏感保持得很好，避免了长时间阅读带来的疲劳感。总的来说，从物理触感到视觉呈现，这本书都展现出一种对细节近乎苛刻的追求，这无疑为深入学习打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的内容深度感到有些惊讶，它并非停留在教科书那种泛泛而谈的介绍层面。作者似乎对CMOS工艺的每一个细节都有深入的洞察力，尤其是在关于亚微米甚至纳米级的版图设计考量上，书中给出的建议和陷阱分析非常到位。例如，在讨论互连线寄生电容的优化时，书中详细剖析了不同层金属的特性差异及其对延迟的影响模型，这远超我之前参考的几本入门读物。更值得称赞的是，作者没有固守于理论的象牙塔，而是大量引用了实际流片中遇到的挑战和相应的解决方案。我尤其欣赏其中关于ESD（静电放电）保护电路的章节，它不仅仅是画出了一个二极管结构，而是深入探讨了不同保护策略在速度、漏电流和面积之间的权衡艺术。对于一个希望从“会设计”跨越到“能做好设计”的工程师而言，这种实战经验的传授是无价的财富，让人感觉手中握着的不是冰冷的理论，而是历经无数次失败后提炼出的智慧结晶。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事风格非常具有个人色彩，不同于那种冷冰冰的学术论文腔调。作者在讲解复杂的反馈机制或噪声抑制技术时，往往会采用一种类似“导师对学徒”的口吻，语气中带着一种自信和鼓励，让你在遇到难以理解的概念时，不会感到气馁。比如在讲解低压差稳压器（LDO）的环路补偿时，他会用生动的比喻来解释相位裕度和增益带宽积的关系，将抽象的数学函数转化为可感知的物理行为。这种教学方法极大地降低了学习的心理门槛。此外，书中对设计流程的描述也极其坦诚，它没有回避EDA工具的局限性，反而提醒读者在仿真结果和实际测量值之间可能存在的系统性偏差。这种坦诚让人倍感亲切，仿佛作者正在和你并肩坐在实验台前，共同解决实际问题。阅读过程中，我经常会因为某个巧妙的解释而会心一笑，这在技术书籍中是难得的体验。

评分☆☆☆☆☆

这本书的篇幅虽然不薄，但阅读起来的效率却出奇地高，这得益于作者对于“重点突出”的把握能力。它巧妙地平衡了理论深度和知识广度。在介绍基础器件模型之后，它迅速切入到实际应用场景的构建，而不是在基础理论上做无休止的重复论证。比如，在讨论ADC（模数转换器）的设计时，作者并没有像一些书籍那样花费大量篇幅去推导西门子公式，而是直接聚焦于流水线ADC（Pipelined ADC）的校验策略和失配处理。这对于时间有限的专业人士来说，无疑是高效的选择。书中对不同架构的选择标准，例如何时选择Sigma-Delta而非SAR结构，提供了清晰的决策树，这是一种高度提炼后的工程智慧。它没有试图囊括所有知识点，而是将最核心、最能影响最终产品性能的关键技术点进行了深度挖掘和系统梳理，保证了读者投入的时间能获得最大的知识回报。

评分☆☆☆☆☆

这本书在概念的层级组织上做得非常精妙，它似乎是按照一个芯片从概念到落地的实际开发顺序来构建知识体系的。开始可能从系统级的功耗预算和噪声规格谈起，然后逐步深入到底层的晶体管偏置和寄生参数提取。这种自上而下的结构，使得读者在学习每一个具体模块时，都能清楚地知道它在整个系统中所扮演的角色和它所受到的外部约束。举例来说，当讲解到时钟抖动对PLL性能的影响时，它不仅给出了数学模型，还反过来解释了为什么我们必须选择特定的 VCO 结构和噪声抑制环路来满足前一章节中定下的系统级抖动指标。这种高度的内在一致性和逻辑闭环，使得知识点之间不是孤立的，而是相互支撑、相互定义的。这让我深刻体会到，优秀的模拟集成电路设计，本质上就是一种多约束条件下的优化艺术，而这本书就是教授如何驾驭这门艺术的最佳指南。

评分☆☆☆☆☆

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