电子设计自动化技术 李新平 等 9787040108613 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李新平 等 著

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出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040108613

商品编码：29576351134

包装：平装

出版时间：2008-01-01

基本信息

书名：电子设计自动化技术

定价：19.50元

作者：李新平 等

出版社：高等教育出版社

出版日期：2008-01-01

ISBN：9787040108613

字数：380000

页码：243

版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书根据教育部2001年颁布的中等职业学校“电子与信息技术专业电子设计自动化技术教学基本要求”编写。全书共9章，其中第9章为实验。主要介绍电路仿真设计分析工具muhiSIM 2001（EWB 6）和电路图绘制、印制电路板设计和可编程逻辑电路设计工具Protel 99的使用方法及印制电路板的基础知识。
本书在内容上深入浅出，注重实用性，兼顾课堂教学和自学的需求，配备了大量的应用实例，使学习者能在较短的时间内掌握软件的使用方法。本书的重点是培养学习者的电路基本分析能力和印制电路板的设计能力。
本书可作为中等职业学校电子与信息技术专业电子设计自动化技术课程的教材，也可作为其他相近专业和工程技术人员学习电子设计自动化技术的参考书。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《现代电子设计流程与方法》 前言 在信息时代飞速发展的浪潮中，电子产品的更新迭代速度日益加快，性能要求也愈发严苛。从智能手机、高性能计算机到航空航天、医疗设备，无一不依赖于复杂精密的电子系统。而实现这些电子系统的设计、验证与制造，离不开电子设计自动化（EDA）技术的强大支撑。EDA技术已经成为现代电子产业不可或缺的核心环节，它极大地提高了设计效率，缩短了产品上市周期，降低了研发成本，并确保了电子产品的可靠性与性能。 本书旨在系统地梳理和介绍现代电子设计流程与方法，涵盖了从概念设计到物理实现，再到最终生产制造的全过程。我们希望通过本书，能够为电子工程领域的学生、研究人员以及从业者提供一个全面、深入的学习平台，帮助他们理解EDA技术在现代电子设计中的关键作用，掌握先进的设计理念和实践技巧，从而更好地应对日益复杂的电子系统设计挑战。 第一章 电子系统设计的演进与EDA技术的崛起 本章将回顾电子系统设计的历史演进。从早期的手工绘制电路图，到利用逻辑门构建简单电路，再到大规模集成电路（LSI）和超大规模集成电路（VLSI）的出现，电子设计的复杂性呈指数级增长。手工设计已无法满足现代电子系统的需求，这催生了EDA技术的诞生与发展。我们将探讨EDA技术的起源，分析其在克服设计瓶颈、提升设计效率、实现复杂功能等方面的关键贡献。本章还将简要介绍EDA工具的主要类别，如原理图输入、仿真、布局布线、物理验证等，为后续章节的学习打下基础。 第二章 现代电子系统设计流程概览 本章将勾勒出一条完整的现代电子系统设计流程。这个流程通常可以分解为多个关键阶段： 概念与需求分析 (Concept & Requirements Analysis): 这一阶段是产品设计的起点，需要明确产品的目标功能、性能指标、功耗预算、成本限制以及目标市场等。详细的需求文档是后续所有设计工作的基石。 系统级设计 (System-Level Design): 在需求明确后，需要进行高层次的系统架构设计。这包括确定系统的主要功能模块、模块间的接口定义、系统级的性能评估以及关键技术的选型。在此阶段，可能会使用高级建模语言（如SystemC）进行系统行为的仿真和验证。 硬件设计 (Hardware Design): 这是EDA技术大显身手的核心区域。硬件设计又可以细分为： 逻辑设计 (Logic Design): 将系统级模块分解为更小的逻辑单元，并使用硬件描述语言（HDL，如Verilog或VHDL）进行描述。 功能仿真 (Functional Simulation): 利用HDL仿真器验证逻辑设计的正确性，确保其满足功能需求。 综合 (Synthesis): 将HDL代码转换为门级网表（netlist），即由基本逻辑门组成的电路描述。 静态时序分析 (Static Timing Analysis, STA): 在网表级别检查设计的时序特性，确保电路在工作频率下能够正确运行，避免时序违规。 物理设计 (Physical Design): 这一阶段将逻辑设计转化为可制造的物理版图。包括： 布局 (Placement): 将逻辑门和寄存器放置在芯片版图上的最优位置，以优化性能、功耗和布线。 布线 (Routing): 连接各个逻辑单元之间的导线，形成完整的电路互连。 时钟树综合 (Clock Tree Synthesis, CTS): 设计和优化时钟网络的分配，确保时钟信号到达所有寄存器的时间一致性。 功耗分析 (Power Analysis): 评估芯片的功耗，并进行优化以满足功耗预算。 信号完整性分析 (Signal Integrity Analysis, SI): 分析信号在传输过程中可能出现的串扰、反射等问题，并进行修复。 物理验证 (Physical Verification): 在物理版图完成后，需要进行严格的验证，以确保芯片能够成功制造并可靠工作。这包括： 设计规则检查 (Design Rule Check, DRC): 检查版图是否符合制造工艺规则，避免制造缺陷。 版图与原理图一致性检查 (Layout Versus Schematic, LVS): 确保物理版图与逻辑原理图完全一致。 寄生参数提取 (Parasitic Extraction): 提取电路中的寄生电阻和电容，用于更精确的时序和功耗分析。 可测试性设计 (Design for Testability, DFT): 在设计阶段就考虑如何方便有效地测试芯片，例如引入扫描链、内建自测试（BIST）等。 制造与封装 (Manufacturing & Packaging): 将验证通过的版图交给晶圆厂进行制造，然后进行封装和最终的测试。 系统集成与验证 (System Integration & Verification): 在芯片制造完成后，将其集成到系统中，并进行系统级的软硬件联合验证。 第三章 硬件描述语言 (HDL) 的核心地位 硬件描述语言（HDL）是现代电子设计中进行逻辑描述和建模的基石。本章将深入探讨两种主流的HDL：Verilog和VHDL。 Verilog: 介绍Verilog的基本语法、数据类型、运算符、结构化建模（模块、端口）、行为建模（过程块、赋值语句）、数据流建模以及任务和函数。重点讲解如何使用Verilog描述组合逻辑和时序逻辑，以及如何构建层次化的设计。 VHDL: 介绍VHDL的结构、实体（Entity）、架构（Architecture）、端口（Port）、信号（Signal）、变量（Variable）、常量（Constant）以及进程（Process）。阐述VHDL在描述复杂逻辑、支持并发性以及类型检查方面的特点。 HDL建模实践: 提供使用HDL进行逻辑设计的范例，包括加法器、寄存器、有限状态机（FSM）、简单的微处理器核等。强调编写可综合（synthesizable）HDL代码的重要性，以及避免使用不可综合结构。 HDL仿真与调试: 介绍HDL仿真器的基本原理，如何编写测试平台（Testbench）来驱动设计并验证其功能。讲解常见的仿真调试技巧，如波形查看、断点设置、信号监视等。 第四章 逻辑综合：从HDL到门级网表 逻辑综合是将用HDL编写的抽象设计转化为具体的逻辑门网表的过程。本章将详细阐述逻辑综合的原理、流程和关键技术。 综合流程: 介绍综合工具的工作流程，包括代码解析、逻辑优化、寄存器分配、资源共享以及映射到目标库。 逻辑优化: 讲解各种逻辑优化技术，如布尔代数化简、因子分解、多输出逻辑优化、公共子表达式消除等，以减小面积、提高速度和降低功耗。 目标库 (Technology Library): 解释目标库的作用，它包含了特定制造工艺下的基本逻辑门（AND, OR, NOT, Flip-Flops等）的物理和电气特性。综合工具会根据目标库将抽象逻辑映射到实际的门。 约束驱动的综合: 强调设置设计约束（Constraints）在综合过程中的重要性，包括时序约束（时钟频率、端口时序）、面积约束和功耗约束。综合工具会根据这些约束进行优化。 综合工具的使用: 介绍常见的综合工具及其基本操作，如读入HDL文件、加载目标库、设置约束、执行综合以及生成网表文件。 可综合性问题: 讨论在HDL编码中可能遇到的影响综合的问题，如使用非标准结构、时序逻辑与组合逻辑混淆等。 第五章 静态时序分析 (STA) 与时序收敛 时序是影响电子系统性能的关键因素。本章将深入讲解静态时序分析（STA）的原理、流程以及如何实现时序收敛。 STA基本概念: 解释时序路径、建立时间（Setup Time）、保持时间（Hold Time）、时钟延迟（Clock Skew）、时序裕量（Timing Margin）等核心概念。 STA流程: 介绍STA工具的工作流程，包括读取网表、时钟定义、输入/输出端口约束、引脚约束、引脚到引脚路径分析以及报告时序违规。 时序路径分类: 讲解不同类型的时序路径，如寄存器到寄存器路径、输入到寄存器路径、寄存器到输出路径、输入到输出路径。 时序违规与修复: 识别建立时间和保持时间违规，并介绍常用的修复方法，如增加驱动强度、改变逻辑单元、调整门控时钟、修改布线、拆分长路径等。 时序收敛 (Timing Closure): 阐述时序收敛是一个迭代优化的过程，需要综合、布局布线和STA工具协同工作。讲解如何通过反复分析和优化，最终达到设计要求的时序指标。 STA报告解读: 教授如何详细解读STA报告，识别关键时序路径，并根据报告中的信息指导设计优化。 第六章 布局布线：从逻辑到物理版图 布局布线是将逻辑网表转化为可制造的物理版图的关键阶段。本章将详细介绍布局布线的主要步骤和技术。 物理设计流程: 概述布局布线的整体流程，包括导入网表、指定工艺规则、放置宏单元、放置标准单元、布线、时钟树综合、功耗规划、信号完整性优化等。 布局 (Placement): 讲解布局的目标是优化性能、功耗和布线难度。介绍不同的布局策略，如全局布局、局部布局、时序导向布局（Timing-Driven Placement）。 布线 (Routing): 介绍布线的目标是连接所有的逻辑单元，并满足布线规则和时序要求。讲解全局布线和详细布线（Detailed Routing）的概念。 时钟树综合 (Clock Tree Synthesis, CTS): 详细介绍时钟树的构建和优化，包括如何最小化时钟偏斜（Clock Skew）和时钟网络延迟（Clock Network Latency）。 功耗网络 (Power Network): 介绍如何设计和布设电源和地网，以确保芯片各个区域都能获得稳定可靠的电源供应。 技术节点与高级封装: 探讨不同技术节点（如7nm, 5nm）对布局布线带来的挑战，以及对先进封装（如3D IC）的设计考虑。 布局布线工具的使用: 介绍常见的布局布线工具及其工作流程，以及如何设置约束和进行迭代优化。 第七章 物理验证：保障制造的可靠性 物理验证是确保设计的物理实现能够成功制造并正常工作的最后一道关键关卡。本章将详细讲解物理验证的各项检查。 设计规则检查 (DRC): 解释DRC的原理，即检查物理版图是否符合制造工艺厂商制定的各项几何规则，例如线宽、间距、孔径等。 版图与原理图一致性检查 (LVS): 阐述LVS的工作原理，即通过提取物理版图的连接关系，并将其与逻辑网表进行比对，确保两者完全一致。 寄生参数提取 (Parasitic Extraction): 介绍如何从物理版图中提取寄生电阻和电容，这些参数对于进行精确的后仿真和时序分析至关重要。 版图后仿真 (Post-Layout Simulation): 结合提取的寄生参数，对设计的时序和功能进行更精确的仿真验证。 其他物理验证项: 简要介绍一些其他的验证方法，如设计为可制造性（DFM）、可测试性（DFT）相关验证等。 验证工具的使用: 介绍常用的物理验证工具，如Calibre、Virtuoso等，以及如何运行验证流程并处理验证报告。 第八章 可测试性设计 (DFT) 与芯片测试 随着芯片集成度的不断提高，测试成本也随之增加。可测试性设计（DFT）旨在提高芯片的可测试性，降低测试成本，并提高测试覆盖率。 DFT的重要性: 解释为什么在设计早期就需要考虑可测试性，以及DFT对产品质量和成本的影响。 扫描链 (Scan Chain): 详细介绍扫描链的原理、结构和工作模式。讲解如何将内部寄存器连接成扫描链，从而实现对内部状态的观察和控制。 内建自测试 (Built-In Self-Test, BIST): 介绍BIST的概念，如何通过在芯片内部生成测试向量并对比输出结果来完成自测试。 ATPG (Automatic Test Pattern Generation): 介绍ATPG工具如何自动生成测试向量，以达到高测试覆盖率。 芯片测试流程: 简述芯片的最终测试流程，包括功能测试、性能测试、功耗测试以及寿命测试等。 DFT工具与实践: 介绍DFT工具的基本功能和使用方法，以及在实际设计中如何权衡DFT带来的面积和时序开销。 第九章 高级EDA技术与未来趋势 本章将探讨一些当前热门和未来可能发展的EDA技术。 系统级验证 (System-Level Verification): 介绍使用SystemC等语言进行系统级建模和验证，以在早期发现架构性问题。 形式验证 (Formal Verification): 讲解形式验证利用数学方法证明设计的正确性，可以在某些场景下替代或补充仿真验证。 人工智能 (AI) 在EDA中的应用: 探讨AI在优化设计流程、加速仿真、提高布局布线效率以及辅助设计决策等方面的潜力。 低功耗设计技术 (Low Power Design Techniques): 介绍各种降低芯片功耗的方法，如动态电压频率调整（DVFS）、门控时钟（Clock Gating）、电源门控（Power Gating）等。 多核处理器与片上系统 (SoC) 设计: 探讨复杂SoC的设计挑战，包括IP集成、总线协议、互联架构等。 新兴技术: 简要介绍与先进制造工艺、新材料（如III-V族材料）相关的EDA技术发展。 结论 电子设计自动化技术是现代电子工程的驱动力。本书系统地介绍了电子系统设计的全流程，从概念的提出到最终的制造，再到严苛的验证，EDA工具和方法贯穿始终。掌握这些知识不仅能够帮助读者理解复杂电子产品的诞生过程，更能为他们投身于这个充满活力和创新机遇的领域奠定坚实的基础。随着技术的不断进步，EDA领域也将持续演进，涌现出更多更强大的技术和工具，赋能下一代电子产品的创新。 参考文献 [此处为参考文献列表，根据实际学术规范列出相关书籍、论文等。]

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容，给我的第一感觉就是“硬核”。我粗略地翻了翻，发现里面充斥着大量的专业术语和复杂的图表，这对于一个在EDA领域有一定基础的人来说，是件好事。我尤其喜欢那些图文并茂的部分，比如在介绍某个算法或者流程的时候，会配上详细的图示，这能极大地帮助理解。虽然有些部分我可能需要查阅一些额外的资料才能完全理解，但这恰恰说明了这本书的深度和广度。它不是一本简单的科普读物，而是能够带领读者深入探索EDA技术核心的内容。我已经准备好迎接挑战，相信通过对这本书的学习，我的EDA知识体系会得到一次质的飞跃。

评分☆☆☆☆☆

这本书的印刷质量给我留下了深刻的印象。每一页纸张都非常平滑，没有毛边或者污渍，这让我觉得出版方在细节上做得非常到位。我仔细看了看书中的插图和图表，它们的线条都很清晰，色彩也很饱满，即使是复杂的电路图，也能一目了然，没有模糊不清的情况。这对于理解技术细节来说至关重要，因为很多时候，一张清晰的图表胜过千言万语。我还注意到，一些重要的公式或者概念，在书中都有特别的标注，使得读者在阅读过程中更容易注意到这些关键信息。整体而言，这本书给人的感觉就是一本严谨、专业的学术著作，无论是从内容编排还是印刷质量，都体现了出版方的用心和对读者的尊重。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，我第一感觉就是它的内容一定很扎实。封面上的“电子设计自动化技术”几个字，就让我联想到那些精密复杂的电路和令人惊叹的芯片设计。李新平老师的名字，在行业内也算是响当当的，所以对这本书的专业性和前沿性我抱有很高的期待。我翻看了一下目录，感觉内容涵盖的范围相当广泛，从基础的EDA工具介绍，到具体的电路设计流程，再到一些高级的应用，似乎都有涉猎。这种结构安排，我觉得对于想要系统学习EDA技术的人来说，是很有帮助的。它能够帮助读者建立起一个完整的知识体系，而不是零散地学习一些碎片化的知识点。我特别关注到一些章节的标题，像是“高级逻辑综合技术”和“物理设计流程详解”，这些听起来就很有分量，相信里面的内容会非常有深度，能够提供很多实用的信息和方法。

评分☆☆☆☆☆

收到这本书，我首先注意到的是它的包装。虽然是网上购买，但书本的包装非常严实，没有任何破损的痕迹，保护得很好。打开后，一股淡淡的油墨香扑鼻而来，这是好书独有的味道。这本书的封皮是那种有质感的硬壳，拿在手里沉甸甸的，很有分量感，感觉很扎实。我翻到书的开头，序言部分就点明了这本书的立意和目标，让我对接下来的阅读充满了期待。目录的结构清晰，章节的划分也比较合理，能够看出作者在内容组织上的用心。即使我还没有深入阅读，光是看着它的整体呈现，就觉得是一本值得认真对待的书。

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这本书的封面设计挺有意思的，深邃的蓝色背景，搭配着一些抽象的电路图元素，给人一种科技感和专业感。我拿到书的时候，首先就被它的装帧吸引了，纸张的质感不错，摸起来挺舒服的，不是那种廉价的纸，翻阅的时候也没有太多杂音。书的整体尺寸也比较合适，放在书架上显得规整，方便携带也容易阅读。字体的大小和行距也设计得比较合理，长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。虽然我还没有深入阅读内容，但从初步的翻阅来看，排版是很用心良苦的，看起来非常清晰，重点的内容似乎也有适当的加粗或者不同的颜色，这对于初学者来说，能够快速抓住核心信息，提升学习效率。我特别喜欢它那种沉稳而不失活力的设计风格，让人一看就知道是关于技术类书籍，而且是有一定深度和研究价值的。