超大规模集成电路布线技术 [美] Venky,Ramachandran,[美] Pinak pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

[美] Venky，Ramachandran，[美 著

图书标签:

• 集成电路
• 布线
• 超大规模集成电路
• VLSI
• 芯片设计
• 电子工程
• 半导体
• 物理设计
• CAD
• 工艺学

店铺： 北京十翼图书专营店

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302478386

商品编码：29524575931

包装：精装

出版时间：2018-03-01

基本信息

书名:超大规模集成电路布线技术

定价：129.00元

售价：105.8元,便宜23.2元,折扣82

作者: Venky,Ramachandran, Pinaki,Ma

出版社：清华大学出版社

出版日期：2018-03-01

ISBN：9787302478386

字数：

页码：333

版次：1

装帧：精装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

---

内容提要

---

本书作者Pinaki Mazumder教授是IEEE Fellow和AAAS Fellow，在EDA领域有30年以上的教学、科研和工程经历。

n

本书汇集电子设计自动化领域包括作者在内的研究者的*新成果，聚焦超大规模集成电路布线技术，从串行与并行布线模型开始，到各种基本布线算法，兼顾芯片设计中的特定情况，重点讨论了大量的工业界实用的特殊类型布线与*新并行布线器。

n

本书注重基础，主要研究迷宫布线算法、总体布线算法、详细布线算法（即通道布线与开关盒布线算法等）和特殊布线算法，具有较高的通用性和实用性，有望推动超大规模集成电路布线工具的持续发展。

n

本书既涉及EDA领域“大家”的重要成果，也涵盖作者及其团队30多年的杰出研究，适合计算机与半导体行业从业的工程师、电子设计自动化方面的教学者阅读，也适合研究VLSI电路布局布线算法的高年级硕士生、博士生以及研究学者参考。

n

目录

---

作者介绍

---

文摘

---

序言

---

《集成电路设计与物理实现》 简介 在日新月异的半导体产业浪潮中，集成电路（IC）的性能、功耗和成本直接决定了电子设备的竞争力。而作为IC制造的核心环节，其设计与物理实现过程的精妙程度，更是决定了最终产品的成败。本书《集成电路设计与物理实现》旨在为读者深入剖析现代集成电路设计从逻辑构建到物理布局的完整流程，提供一套系统性的理论知识和实践指导，帮助工程师和研究人员掌握在复杂工艺节点下实现高性能、低功耗、高良率芯片的关键技术。 本书并非仅限于某一特定领域的浅尝辄止，而是力求覆盖集成电路设计与物理实现的全景图。我们从基础的数字逻辑设计原则出发，逐步深入到复杂的架构设计、时序收敛、功耗优化等关键环节。同时，我们也将重点关注物理实现阶段的核心技术，包括布局布线、时钟树综合、功耗网格、信号完整性分析以及制造可控性等，这些都是将抽象的逻辑转化为可制造的芯片的关键所在。 第一部分：集成电路设计基础与架构 本部分将为读者建立坚实的集成电路设计基础。我们将从最基本的数字逻辑门和组合逻辑、时序逻辑电路入手，回顾和巩固逻辑设计的基石。随后，我们将探讨更高级的逻辑综合技术，包括如何将高层次的硬件描述语言（HDL）代码有效地转化为门级网表，以及在这个过程中需要考虑的优化目标，如面积、速度和功耗。 接下来，我们将深入到架构设计层面。对于复杂的SoC（System-on-Chip）设计，其整体架构的合理性至关重要。本书将介绍常见的架构设计模式、总线协议（如AMBA AXI）、中断控制器、DMA控制器等关键IP核的设计与集成。此外，我们还将讨论如何根据应用需求，对芯片的整体功耗、性能和可扩展性进行合理的权衡和设计。 时序分析是集成电路设计中不可或缺的一环。本部分将详细阐述静态时序分析（STA）的基本原理，包括建立时间（setup time）、保持时间（hold time）的概念，以及如何识别和修复时序违例。读者将学习到如何利用STA工具来评估设计性能，并掌握各种时序优化技术，如逻辑调整、寄存器重定时、时钟调度等，以确保芯片在目标时钟频率下稳定运行。 第二部分：物理实现——将设计转化为芯片 物理实现是将逻辑设计转化为最终制造版图的关键阶段。本部分将详细介绍这一过程的各个环节。 2.1 布局（Placement） 布局的目标是将逻辑网表中的标准单元和宏单元（如IP核）放置在芯片的物理区域内，并为它们分配具体的位置。一个良好的布局可以为后续的布线奠定基础，直接影响到芯片的性能、功耗和可制造性。本书将深入探讨： 布局策略与算法： 介绍常见的布局算法，如模拟退火、力导向布局等，以及它们的优缺点。 标准单元放置： 讨论如何高效地放置标准单元，优化单元之间的距离，减少布线长度。 宏单元放置： 重点分析大尺寸宏单元（如CPU核、内存控制器）的放置策略，如何考虑其对周边逻辑的影响，以及如何处理宏单元之间的接口。 功耗网格（Power Grid）与时钟树（Clock Tree）的初步规划： 布局阶段需要考虑为所有单元提供稳定的电源和时钟信号。我们将介绍功耗网格的规划原则，如电源线和地线的密度、连接方式，以及时钟树的拓扑结构设计，确保时钟信号的低偏斜（skew）和低抖动（jitter）。 热效应考虑： 现代工艺节点下，功耗密度极高，热效应对芯片性能影响显著。布局阶段需要考虑如何通过单元分布来平衡功耗密度，避免热点产生。 可测试性设计（DFT）相关的布局考量： 如何为扫描链（scan chain）的插入和测试提供合理的布局，以便于后续的测试向量生成和故障诊断。 2.2 布线（Routing） 布线是将布局好的单元之间通过金属导线连接起来，形成完整的电路。这一阶段的挑战在于如何在有限的金属层和走线资源下，完成所有的连接，同时满足时序、功耗、信号完整性以及制造工艺的要求。本书将深入探讨： 布线阶段的基本流程： 从全局布线（global routing）到详细布线（detailed routing），逐步实现所有连接。 多金属层布线策略： 现代IC设计通常使用多达十几层甚至更多的金属层。本书将分析不同金属层的功能划分（如低层金属用于逻辑连接，高层金属用于电源和全局信号），以及如何在不同金属层之间进行过孔（via）的优化。 时钟树综合（CTS）：CTS是布线阶段中最关键的子流程之一。我们将详细介绍CTS的目标，如最小化时钟偏斜、时钟抖动，以及常用的CTS算法和技术，如H-tree、T-tree等。读者将理解如何构建一个高性能、低功耗的时钟分发网络。 信号完整性（SI）分析与修复： 随着信号频率的提高，串扰（crosstalk）、反射（reflection）、电源噪声（IR drop）等信号完整性问题变得日益严峻。本书将深入分析这些问题产生的机理，以及在布线阶段可以采用的预防和修复措施，如线间距控制、屏蔽、信号端接等。 电源完整性（PI）分析与修复： 稳定的电源供应是芯片正常工作的保证。我们将讨论IR drop（导线电阻造成的压降）和EMC（电磁干扰）等问题，以及如何在布线设计中通过合理的电源网格规划、去耦电容布局等来改善电源完整性。 制造工艺考量： 布线设计必须充分考虑制造工艺的限制，如最小线宽、线间距、过孔尺寸、图案密度等。本书将介绍如何进行设计规则检查（DRC）以及如何通过设计优化来提高芯片的可制造性（yield）。 可绕性（Routability）优化： 在布线过程中，可能会遇到无法布通的情况。本书将介绍如何通过调整布局、优化布线策略来提高布线的可绕性。 第三部分：高级主题与优化 在掌握了基础的设计与物理实现流程后，本书将进一步深入探讨一些高级主题和优化技术，以帮助读者应对更复杂、更具挑战性的设计需求。 低功耗设计技术： 介绍各种低功耗设计策略，包括门控时钟（clock gating）、电源门控（power gating）、动态电压频率调整（DVFS）、多电压域设计等，以及如何在设计和物理实现阶段协同优化功耗。 性能优化策略： 除了时序收敛，本书还将探讨其他提升芯片性能的方法，如并行处理、流水线技术、缓存优化等。 信号与电源完整性进阶分析： 深入探讨更复杂的SI/PI问题，如高速串行链路的信号完整性、多核处理器中的电源分配网络设计等。 可制造性设计（DFM）与良率提升： 探讨更深入的DFM技术，如图案密度控制、金属填充（metal fill）、线桥（jumper）等，以及这些技术如何影响芯片的制造良率。 先进封装技术对物理实现的影响： 随着2.5D/3D封装等先进封装技术的兴起，IC的物理实现也面临新的挑战和机遇。本书将初步探讨这些影响，如 Chiplet 设计、高密度互连等。 设计自动化工具（EDA）的应用： 贯穿全书，我们将强调各种EDA工具在设计与物理实现流程中的重要作用，并提及常用的工具类型和基本操作。 目标读者 本书适合以下读者： 集成电路设计工程师： 希望系统学习和提升 IC 设计与物理实现技能的工程师。 物理实现工程师： 寻求深入了解布局布线、时钟树综合、SI/PI等关键环节的专业人士。 微电子学、电子工程等相关专业的在校学生： 作为教材或参考书，帮助他们建立扎实的专业知识体系。 对半导体芯片设计感兴趣的研发人员： 希望了解从逻辑到物理芯片的转化过程。 总结 《集成电路设计与物理实现》力求成为一本内容详实、体系完整的著作，帮助读者深刻理解现代集成电路设计与物理实现的核心技术与挑战。通过对本书的学习，读者将能够更自信地应对复杂的芯片设计项目，为推动半导体技术的进步贡献力量。本书将结合理论分析、算法介绍和工程实践，为您的 IC 设计之路提供坚实的支持。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《超大规模集成电路布线技术》时，我的第一反应是它比我预期的要厚重得多。封面上的英文作者名字 [美] Venky, Ramachandran 和 [美] Pinak，虽然不熟悉，但“超大规模集成电路布线技术”这个标题本身就足够吸引我了。我从事 IC 设计已经有几年了，虽然主要专注于逻辑和架构，但布线作为连接所有这些逻辑单元的“血管”，其重要性不言而喻。我知道，一个优秀的布线方案不仅能保证信号的完整性，减少功耗，还能极大地影响芯片的面积和最终的良率。我之前接触过一些关于布线方面的资料，但大多都比较零散，要么是理论性太强，要么是偏向于某个特定工具的使用。我尤其好奇这本书会从哪些角度切入，是会深入讲解各种算法的原理，比如基于图论的连接、放置和布线算法，还是会更侧重于实际的工程经验和最佳实践。这本书的篇幅如此可观，我希望它能够系统地梳理布线流程中的各个环节，从初步的规划，到详细的布线实现，再到后期的优化和验证。我非常期待书中能包含对不同布线策略的比较分析，以及在面对复杂设计时，如何权衡各种制约因素（如时序、功耗、面积）来做出最佳选择。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计给我一种扎实而专业的印象，厚重的纸张和清晰的排版，预示着其内容的深度。我一直对芯片制造的微观世界充满好奇，尤其是那些肉眼看不见的、在硅片上纵横交错的细密线路。它们是如何被设计出来？又是在怎样的约束下完成的？《超大规模集成电路布线技术》这个书名，恰恰触及了我内心深处的疑问。我希望这本书能够带领我走进这个精密的“迷宫”，去理解那些在逻辑门之间穿梭的信号是如何被安排得井井有条的。我猜想，书中会涉及诸如布线拥塞分析、功耗优化布线、信号完整性分析相关的布线策略等内容。我更期待的是，作者能分享一些在实际项目中遇到的挑战以及如何克服它们的经验。比如，在处理高速信号线时，如何进行差分对布线和屏蔽？在布线过程中，如何有效避免串扰（crosstalk）？如何处理那些关键的时序路径，确保信号准时到达目的地？这些都是我工作中经常会遇到的难题。如果这本书能够提供一些行之有效的解决方案和思路，那将是对我职业生涯的巨大帮助。

评分☆☆☆☆☆

翻开这本书，首先映入眼帘的是大量的图表和公式，这让我感到既熟悉又兴奋。作为一名IC设计工程师，我深知理论知识和实际应用是相辅相成的，而布线技术正是这两者的完美结合。我一直对那些能够优雅地解决复杂问题的算法和模型着迷，而布线技术无疑是其中一个极具挑战性的领域。我猜想，这本书会详细介绍各种经典的布线算法，例如 Lee 算法、Viola-Chikun 算法的变种，以及更高级的基于模拟退火、遗传算法的启发式布线方法。我非常好奇作者如何阐述这些算法的数学原理、时间复杂度以及它们在实际应用中的优缺点。此外，我还希望书中能涵盖不同工艺节点下布线技术的特殊性，例如在纳米级工艺中，线宽、线间距的限制，以及寄生效应的显著增加，对布线设计提出了怎样的挑战？这本书的厚度让我看到了它内容的全面性，我期待它能为我打开一扇通往布线技术前沿世界的大门，让我能更深入地理解这个充满智慧和创新的领域。

评分☆☆☆☆☆

我一直对精密工程领域的底层技术非常着迷，而集成电路布线无疑是其中的佼佼者。《超大规模集成电路布线技术》这个标题，准确地击中了我的兴趣点。我一直想了解，在小小的芯片上，数以亿计的晶体管是如何通过层层叠叠的金属导线连接起来的？这其中的复杂性和精妙之处，是普通人难以想象的。我猜想，这本书会从宏观到微观，系统地介绍布线设计的整个流程。比如，在芯片的物理设计阶段，布线工程师是如何根据逻辑网表和物理约束，进行全局布线和详细布线？书中是否会涉及如何处理电源和地线的分配，以保证芯片的稳定性？我尤其关心的是，在设计过程中，如何通过布线技术来优化芯片的性能，例如降低信号延迟，减少功耗，以及提高芯片的抗干扰能力。这本书的厚度让我相信，它能够深入浅出地解答我这些疑问，并可能提供一些我从未想过的解决方案和思考角度。

评分☆☆☆☆☆

当我看到《超大规模集成电路布线技术》这本书时，我的脑海中立刻浮现出那些在显微镜下才能看到的、错综复杂的金属线路网络。作为一名对电子工程有浓厚兴趣的爱好者，我对芯片内部的工作原理总是充满好奇，而布线技术无疑是其中最令人着迷的部分之一。我期待这本书能够以一种易于理解的方式，向我揭示那些隐藏在芯片核心的秘密。我猜想，书中会详细介绍在现代超大规模集成电路设计中，布线所面临的各种挑战，比如如何处理日益增长的连接密度、如何有效管理信号的完整性、如何降低布线产生的功耗，以及如何应对不同工艺技术带来的特殊要求。我希望作者能够通过丰富的案例和图示，让我直观地感受到布线工程师们所付出的智慧和努力。这本书的篇幅让我相信，它将是一部关于布线技术的百科全书，能够满足我对这个领域深入探索的渴望。