High Performance Integrated Circuit Design pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Friedman, Eby; Salman, Emre; Salman, Emre

出品人:

页数:736

译者:

出版时间:2012-9

价格:$ 169.50

装帧:

isbn号码:9780071635769

丛书系列:

图书标签:

电路设计
外国技术
IC
集成电路设计
高性能电路
模拟电路
数字电路
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芯片设计
VLSI
电路优化
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具体描述

The latest techniques for designing robust, high performance integrated circuits in nanoscale technologies Focusing on a new technological paradigm, this practical guide describes the interconnect-centric design methodologies that are now the major focus of nanoscale integrated circuits (ICs). High Performance IntegratedCircuit Design begins by discussing the dominant role of on-chip interconnects and provides an overview of technology scaling. The book goes on to cover data signaling, power management, synchronization, andsubstrate-aware design. Specific design constraints and methodologies unique to each type of interconnect are addressed. This comprehensive volume also explains the design of specialized circuits such as tapered buffers and repeaters for data signaling, voltage regulators for power management, and phase-locked loops for synchronization. This is an invaluable resource for students, researchers, and engineers working in the area of high performance ICs. Coverage includes: Technology scaling Interconnect modeling and extraction Signal propagation and delay analysis Interconnect coupling noise Global signaling Power generation Power distribution networks CAD of power networks Techniques to reduce power supply noise Power dissipation Synchronization theory and tradeoffs Synchronous system characteristics On-chip clock generation and distribution Substrate noise in mixed-signal ICs Techniques to reduce substrate noise

《数字电路的精妙之舞：从逻辑门到系统架构的探索》本书旨在为读者提供一个全面而深入的数字电路设计导论，带领大家穿越逻辑门构成的微观世界，最终抵达宏观的系统架构。我们不会拘泥于特定集成电路的设计细节，而是专注于理解数字电路的普适原理、设计方法以及它们如何协同工作，构建出我们现代电子设备的核心。第一部分：基础构件——逻辑门的逻辑我们将从最基础的数字电路单元——逻辑门开始。你会了解到，每一个看似简单的逻辑门（如AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR）都蕴含着深刻的逻辑运算原理。我们将深入探讨它们的真值表，理解它们如何基于输入信号产生特定的输出。在此基础上，我们会进一步介绍更复杂的组合逻辑电路，例如多路选择器（Multiplexers）和译码器（Decoders），它们如何通过巧妙的逻辑门组合实现数据选择和地址解码等功能，为后续的复杂设计奠定坚实的基础。第二部分：记忆的艺术——时序逻辑与状态机数字电路不仅仅是瞬时响应的逻辑运算，更重要的是它们能够“记忆”和“保持状态”。本部分将聚焦于时序逻辑电路，介绍触发器（Flip-flops）和锁存器（Latches）的概念。你将理解它们如何利用时钟信号来同步数据，实现信息的存储。在此基础上，我们将引入有限状态机（Finite State Machines，FSM）的设计。通过状态转换图和状态表，你将学习如何设计能够按照预定顺序执行一系列操作的控制器，这对于实现各种同步操作和控制流程至关重要。第三部分：构建模块——加法器、寄存器与计数器在掌握了基础的逻辑门和时序逻辑后，我们将开始构建更实用的数字电路模块。我们将详细讲解各种加法器（如半加器、全加器、并行加法器）的实现原理，理解它们如何高效地执行二进制加法运算。随后，我们将深入研究寄存器（Registers）的设计，了解它们如何作为存储单元，用于临时存放数据。最后，我们将探讨计数器（Counters）的结构，包括异步计数器和同步计数器，它们如何用于测量时间和控制周期。这些模块是构建更大型数字系统的基本积木。第四部分：数据流的指挥者——数据通路与控制单元任何复杂的数字系统都需要一个有效的“数据通路”来传输和处理信息，以及一个“控制单元”来指导这个过程。本部分将阐述如何设计一个简单的数据通路，包含总线（Buses）、寄存器文件（Register Files）和算术逻辑单元（ALU）等关键组件。同时，我们将深入研究控制单元的设计，包括硬连线控制（Hardwired Control）和微程序控制（Microprogrammed Control）的差异，理解它们如何生成控制信号，协调数据通路中的各个组件协同工作。第五部分：抽象的层次——指令集架构（ISA）与微架构本部分将引领你进入更高级别的设计概念。我们将探讨指令集架构（Instruction Set Architecture，ISA）的重要性，理解它如何定义处理器能够执行的基本指令集，为软件开发提供接口。在此基础上，我们将介绍微架构（Microarchitecture）的概念，它关注的是ISA的实际实现方式，包括流水线（Pipelining）、缓存（Caches）和分支预测（Branch Prediction）等技术。你将了解到，相同的ISA可以通过不同的微架构实现，从而在性能上产生显著差异。第六部分：设计的实践——硬件描述语言（HDL）与仿真理论的学习离不开实际的实践。本部分将介绍硬件描述语言（Hardware Description Language，HDL），如Verilog或VHDL。你将学习如何使用HDL来描述数字电路的功能和结构，从而实现模块化的设计和复用。更重要的是，我们将讲解仿真（Simulation）的重要性，理解如何通过仿真工具来验证设计的正确性，发现和修复潜在的错误，确保设计在实际硬件上能够稳定运行。第七部分：超越理论——小型项目与未来展望本书的最后部分将通过一些小型项目实例，巩固前面所学的知识。这些项目可能包括设计一个简单的 ALU、一个简单的 CPU 控制器，或者一个基础的存储器控制器。通过这些实践，你将能够更好地理解理论知识在实际设计中的应用。同时，我们还将对数字电路设计的未来趋势进行简要展望，例如对低功耗设计、并行计算和新兴技术（如FPGA和ASIC）的简要介绍，激发读者对这个充满活力的领域的进一步探索。本书的目标是让你不仅理解“是什么”，更要理解“为什么”以及“如何做”。通过循序渐进的学习，你将能够掌握数字电路设计的核心思想，为理解和参与更复杂的电子系统设计打下坚实的基础。

作者简介

目录信息

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本书的图表和插图质量高得惊人，这一点对于理解复杂的模拟电路和数字架构至关重要。很多描述跨导、寄生电容或者信号完整性问题的段落，如果仅凭文字描述，很容易造成理解偏差。但在这本书里，每一张图表都经过了精心设计，不仅清晰地标注了关键参数和信号流向，而且常常通过对比图来直观地展示“好设计”与“坏设计”之间的性能差异。我尤其喜欢它在阐述版图级优化时使用的那些细节图，它们放大了关键的接触孔（Contact）和金属层布局，让我对“什么才是真正的版图级优化”有了更微观的认识。这种对视觉辅助的重视，极大地降低了学习曲线的陡峭程度，让复杂的物理实现过程变得可以被理性分析和掌握，而不是仅仅依靠经验的摸索。

评分☆☆☆☆☆

坦率地说，这本书的难度是毋庸置疑的，它绝非为初学者准备的“快速入门指南”。它要求读者对CMOS基础理论和半导体物理有扎实的背景知识，否则在阅读过程中可能会感到吃力。不过，正是这种高门槛，确保了其内容能够持续保持价值，不会因为市场上一哄而上的浅显读物而被迅速淘汰。它更像是一本“工具箱”或“参考手册”，当我遇到一个棘手的性能瓶颈时，我总能翻到相关的章节，找到深入的分析和解决思路。它没有提供那种“一招鲜吃遍天”的捷径，而是系统地构建了一个完整的、面向高性能的思维框架，教会你如何系统性地诊断和提升任何复杂数字或模拟电路的性能。对于有志于在尖端集成电路领域做出贡献的工程师和研究人员来说，这绝对是案头必备的重量级参考书目。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙述风格非常独特，它不像教科书那样刻板地罗列公式，而是更像一位经验丰富的前辈，在手把手地教你如何“思考”高性能设计。它的行文流畅自然，虽然涉及大量的深奥技术细节，但作者总能找到巧妙的比喻和类比来阐释那些抽象的概念。比如，在讲解时序收敛（Timing Closure）的挑战时，作者没有直接抛出一堆复杂的约束条件，而是将其描绘成一场与物理延迟的“赛跑”，并提供了多种“战术部署”——从时钟树的平衡到数据路径的缓冲优化，每一步都讲解得深入浅出。我发现，很多我以前在实际工作中遇到了瓶颈，困扰了很久的问题，在这本书里竟然找到了清晰的理论解释和可操作的解决方案。这种知识的传递方式，极大地激发了我的学习热情，让我不再畏惧那些看似高不可攀的专业术语，反而觉得每一个挑战背后都隐藏着精妙的设计哲学。

评分☆☆☆☆☆

从内容深度上来说，这本书几乎覆盖了当前业界对“高性能”IC设计的全部热点领域。我特别留意了它对先进封装技术（如2.5D/3D IC）中互连延迟和热管理的讨论。现在的设计早已不是单纯的芯片内部优化，芯片间的通信和散热问题已经成为限制整体性能的关键瓶颈。这本书没有回避这些前沿挑战，反而给予了足够的篇幅去分析其对架构设计的影响。更难得的是，它不仅仅停留在描述问题，还提供了量化的评估模型和设计流程建议。我试着应用了其中关于片上网络（NoC）路由策略的优化方法到我手上的一个多核项目上，效果立竿见影，数据吞吐量有了显著提升。这证明了这本书的价值绝不仅仅是学术层面的探讨，它具有极强的即时工程转化能力，是那种可以让你立刻在工作中找到投资回报率的书籍。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计得极其专业，深邃的蓝色背景上点缀着精密的电路图纹理，立刻给人一种严谨、深入的感觉。我之前接触过几本关于集成电路设计的入门书籍，但那大多停留在基础概念和基本单元的设计上，对于追求极限性能的层面探讨得不够深入。然而，拿到这本《High Performance Integrated Circuit Design》后，我感觉我终于找到了一个能带我进入更高层次殿堂的向导。它的目录结构非常清晰，从基础的晶体管级优化，到复杂的系统级架构选择，都有详尽的论述。特别是关于噪声抑制和功耗管理的章节，作者显然投入了大量的精力去梳理和权衡各种设计取舍的艺术，这一点对于我们这种在实际项目开发中经常需要与性能瓶颈搏斗的工程师来说，简直是雪中送炭。我尤其欣赏它对现代半导体工艺变化的适应性描述，毕竟，没有哪个设计是脱离工艺谈性能的，这本书在这方面展现了极强的实战指导意义，不像某些理论著作那样，只谈理想状态。

评分☆☆☆☆☆