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成谢锋，孙科学，张学军著 著

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• 实践应用

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出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115246622

商品编码：29692475954

包装：平装

出版时间：2011-03-01

基本信息

书名:现代电子设计技术与综合应用

定价：28.00元

售价：19.0元,便宜9.0元,折扣67

作者:成谢锋,孙科学,张学军著

出版社：人民邮电出版社

出版日期：2011-03-01

ISBN：9787115246622

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.341kg

编辑推荐

本书是配合江苏省省级精品课程《电工电子实验》的教学改革而编写的。通过本教材展现现代电子设计技术的发展过程，论述南京邮电大学省级电工电子实验中心EDA教学改革的一些成果，促进学生掌握电子电路计算机辅助分析与自动化设计的基本知识和基本方法，进一步培养学生的综合应用能力和实践能力，为今后从事本专业有关工程技术工作打下基础。

内容提要

本书从实用的角度出发，介绍了现代电子设计技术的基本理论和方法。全书共7章，内容包括现代电子设计技术概述、计算机辅助电路分析和电路仿真技术、印制电路板设计及应用、可编辑逻辑器件应用技术、集成电路制造工艺与专用集成电路设计、虚拟仪器系统及设计和现代电子电路设计范例。
本书在内容上深入浅出，注重实用性，兼顾理论教学和自学的需求，配备了大量的应用实例，使读者能在较短时间内掌握现代电子设计技术的基本理论和方法。本书既可作为高等学校电子设计技术课程的教材，也可作为电子系统开发人员的技术参考书。

目录

章 现代电子设计技术概述
1.1 电子设计技术的发展历程
1.2 电子电路设计的一般方法
1.2.1 模拟电路的设计方法
1.2.2 数字电路的设计方法
1.3 体验EDA
1.3.1 EDA基本技术特征
1.3.2 EDA的应用范围
1.3.3 EDA的必要性
1.4 本书选用的EDA软件
习题一
第2章 计算机辅助电路分析和电路仿真
2.1 模拟电路仿真原理
2.1.1 输入方式
2.1.2 元器件模型
2.1.3 电路方程的建立与求解
2.1.4 图形的后处理
2.2 数字电路的模拟
2.2.1 数字电路模拟的过程
2.2.2 逻辑模拟的模型
2.2.3 逻辑模拟的算法
2.3 数模混合仿真技术
2.3.1 顺序模拟
2.3.2 混合模拟
2.4 常用的电路仿真工具
2.5 Multisim 10的基本操作
2.5.1 电原理图的创建
2.5.2 虚拟仪器的使用
2.5.3 基本分析方法
2.6 综合设计与仿真
2.6.1 反相比例运算电路分析
2.6.2 三路智力竞赛抢答器仿真设计
2.6.3 小时制多功能数字钟设计
习题二
第3章 印制电路板设计及应用
3.1 印制电路板基本知识
3.2 布局布线技术
3.2.1 PCB自动布线技术的步骤
3.2.2 元件的布局技术
3.2.3 元件的布线技术
3.3 Protel 99SE概述
3.3.1 Protel 99SE的发展与演变
3.3.2 Protel 99SE的设计组件
3.4 用Protel 99SE设计原理图
3.4.1 原理图设计过程
3.4.2 新建一个设计库
3.4.3 设置图纸大小和添加元件库
3.4.4 放置元件
3.4.5 连接线路与放置接点
3.4.6 电气规则检查
3.4.7 建立网络表
3.4.8 保存文件
3.5 用Protel 99SE设计印制电路板
3.5.1 印制电路板的设计步骤
3.5.2 创建PCB图文件
3.5.3 装载元件库
3.5.4 设置电路板工作层面
3.5.5 规划电路板
3.5.6 装入网络表与元件
3.5.7 元件布局
3.5.8 自动布线
3.5.9 给电路板添加标注
3.5.10 PCB图的打印输出
3.5.11 生成元件报表
3.6 综合应用举例
习题三
第4章 可编程逻辑器件应用技术
4.1 可编程逻辑器件概述
4.2 VHDL要素
4.2.1 VHDL文字
4.2.2 VHDL中的数据类型
4.2.3 VHDL数据对象
4.2.4 VHDL的运算操作符
4.2.5 VHDL的属性描述
4.3 数字电路设计基本组件及其VHDL模型
4.3.1 多路选择器和译码器的VHDL模型及相关语法
4.3.2 锁存器/触发器/寄存器的VHDL模型及相关语法
4.3.3 串并/并串转换电路的VHDL模型及相关语法
4.3.4 计数器的VHDL模型及相关语法
4.3.5 有限状态机的VHDL描述及相关语法
4.4 CPLD/FPGA的设计流程
4.5 用Quartus II完成CPLD/FPGA设计的实例
4.5.1 原理图、文本输入设计方法
4.5.2 原理图、文本混合输入方法
习题四
第5章 集成电路制造工艺与专用集成电路设计
5.1 集成电路制造工艺简介
5.2 CMOS基本单元电路
5.3 专用集成电路设计
5.3.1 集成电路的设计路线
5.3.2 全定制设计方法
5.3.3 半定制设计方法
5.4 专用集成电路设计的EDA技术
5.4.1 输入的设计
5.4.2 设计验证
5.4.3 设计综合
5.5 设计实例分析
5.5.1 可编程分频器原理
5.5.2 可编程分频器的后端设计
5.5.3 芯片验证与测试
习题五
第6章 虚拟仪器系统及设计
6.1 虚拟仪器的发展状况
6.1.1 虚拟仪器在国外的发展状况
6.1.2 虚拟仪器在国内的发展状况
6.2 虚拟仪器技术简介
6.2.1 虚拟仪器概念
6.2.2 虚拟仪器系统组成
6.2.3 虚拟仪器与传统仪器的比较
6.3 虚拟仪器的开发环境介绍
6.3.1 LabVIEW简介
6.3.2 LabVIEW创建VI的基本过程
6.3.3 利用LabVIEW创建VI的示例
6.3.4 利用LabVIEW创建VI的总结
6.4 虚拟仪器的综合应用举例
6.4.1 智能心音检测仪
6.4.2 基于LabVIEW的二阶系统虚拟实验平台
习题六
第7章 现代电子电路设计范例
7.1 信号获取电路
7.1.1 常用的物理传感器及其特性
7.1.2 心音传感器及放大电路
7.1.3 测量放大器
7.1.4 多路数据采集系统
7.2 信号输入电路
7.2.1 键盘输入电路
7.2.2 手写字符输入电路
7.3 信号显示电路
7.3.1 数码显示电路
7.3.2 液晶显示电路
7.4 信号转换电路
7.4.1 数模D/A转换电路
7.4.2 模数A/D转换电路
7.5 信号合成电路
7.5.1 直接数字合成器
7.5.2 人工语音合成电路
7.5.3 功率放大器
7.6 信号分解电路
7.6.1 同步数字信号复用分解电路
7.6.2 FPGA分频器电路
7.6.3 FPGA滤波器电路
7.7 信号控制电路
7.7.1 可编程的交通信号灯控制电路
7.7.2 十六路循环彩灯控制电路
7.8 电源电路
7.8.1 直流可调稳压电源的设计
7.8.2 串联型开关稳压电源
7.9 设计范例
7.9.1 数字式电缆对线器
7.9.2 温度测量仪
7.9.3 宽带直流放大器设计
习题七
参考文献

作者介绍

文摘

序言

《现代电子设计技术与综合应用》 是一部深度聚焦电子工程领域前沿理论与实践的专业著作。本书旨在为广大电子工程师、设计者、研究人员以及相关专业学生提供一套系统、全面、实用的知识体系，助力他们在日新月异的电子技术浪潮中把握先机，实现创新设计与高效应用。 本书内容涵盖了从基础原理到尖端技术的广泛范畴，力求在理论的深度与应用的广度之间取得最佳平衡。全书结构严谨，逻辑清晰，力求使读者在循序渐进的学习过程中，能够深刻理解电子设计的核心概念，掌握实际操作的关键技巧，并能触类旁通，应对复杂多样的工程挑战。 第一部分：电子设计基础理论与方法论 此部分将系统回顾并深化电子设计所依赖的基础理论，为读者打下坚实的理论基础。 模拟电路设计精要：深入探讨运算放大器、滤波电路、信号调理电路、电源管理电路等核心模拟电路模块的设计原理、器件选型、参数分析与优化方法。重点关注高精度、低噪声、宽带宽等关键性能指标的实现，以及在射频、传感器接口等领域的具体应用。 数字电路设计核心：详述组合逻辑电路、时序逻辑电路的设计方法，包括状态机设计、异步电路设计、时钟管理等。重点介绍FPGA（现场可编程门阵列）和ASIC（专用集成电路）的设计流程、硬件描述语言（Verilog/VHDL）的应用、逻辑综合、布局布线及时序约束等关键技术，为实现复杂数字系统打下基础。 信号与系统理论：回顾傅里叶分析、拉普拉斯变换、Z变换等信号处理的数学工具，强调其在信号滤波、系统稳定性分析、系统建模等方面的应用。深入探讨采样理论、量化误差、奈奎斯特率等数字信号处理的基础，为理解数字通信、音频视频处理等提供理论支撑。 电磁兼容性（EMC）设计原理：阐释电磁干扰（EMI）与电磁敏感性（EMS）的产生机理，讲解电磁兼容设计的基本原则，包括屏蔽、滤波、接地、走线规则等。强调在PCB（印刷电路板）设计、系统集成过程中的EMC考量，以确保电子设备在复杂电磁环境下正常工作。 电源完整性（PI）与信号完整性（SI）：深入分析电源分配网络（PDN）的设计，包括去耦电容的选型与布局、纹波抑制等。讲解信号传播中的反射、串扰、损耗等问题，介绍阻抗匹配、差分信号、眼图分析等SI技术，以保证高速数字信号的传输质量。 第二部分：现代电子设计工具与流程 本部分将聚焦于当前电子设计领域主流的EDA（电子设计自动化）工具及其在设计流程中的应用。 原理图设计与仿真：介绍主流EDA工具（如Altium Designer, Cadence Allegro/OrCAD, Eagle等）的原理图绘制流程，以及Spice仿真器（如HSPICE, LTspice, PSpice等）在模拟电路设计验证中的应用。重点讲解仿真模型的选择、仿真参数的设置以及仿真结果的分析。 PCB布局布线与制造：详述PCB设计流程，包括元件库的建立、封装的选择、PCB的规则设置、层次化设计、覆铜处理、泪滴添加等。深入讲解差分对布线、高频信号布线、电源层/地层设计、散热设计等关键技术。介绍PCB制造工艺流程、可制造性设计（DFM）原则，以及 Gerber文件生成与审核。 FPGA/CPLD设计流程：全面介绍使用FPGA/CPLD进行数字系统设计的方法。包括项目创建、HDL代码编写、行为仿真、综合、映射、布局布线、时序分析、比特流生成、下载与调试等全流程。重点讲解IP核的集成、IP集成器（IP Integrator）的使用、时序约束的编写与优化。 嵌入式系统硬件设计：深入探讨嵌入式系统硬件平台的设计，包括微处理器/微控制器选型、存储器接口设计、外设接口（如UART, SPI, I2C, USB, Ethernet）的设计与配置、时钟系统设计、电源设计等。强调系统级性能、功耗与成本的权衡。 高级仿真与验证技术：介绍更高级的仿真技术，如混合信号仿真、寄生参数提取与仿真、三维电磁场仿真（如HFSS, CST）在天线设计、射频电路设计中的应用。探讨形式化验证、覆盖率分析等验证方法，确保设计质量。 第三部分：电子设计的综合应用与前沿探索 本部分将结合具体应用领域，展示电子设计技术在解决实际问题中的威力，并展望未来发展趋势。 物联网（IoT）设备设计：探讨低功耗设计、无线通信技术（Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, LoRa等）的选择与集成、传感器接口设计、边缘计算硬件平台的构建等IoT设备设计中的关键技术。 高性能计算与数据中心：分析服务器、高性能工作站等设备中涉及的高速互连技术（PCIe, DDR5等）、多核处理器集成、高密度PCB设计、散热解决方案、电源系统设计等。 人工智能（AI）与机器学习硬件加速：研究专门用于AI/ML计算的硬件架构，如GPU、TPU、NPU等的设计原理，以及相关的FPGA/ASIC加速方案，探讨模型部署在嵌入式平台上的硬件挑战。 射频（RF）与微波电路设计：深入讲解射频电路的基本概念，包括S参数、阻抗匹配、噪声系数、线性度等。重点介绍LNA、PA、混频器、振荡器等RF模块的设计，以及射频PCB的设计规范、微带线/带状线设计、同轴连接器与PCB的连接等。 嵌入式系统软件与硬件协同设计：强调软硬件协同设计的重要性，探讨驱动程序开发、操作系统移植、BSP（Board Support Package）的构建，以及硬件设计如何为软件运行提供最优支持，软件设计如何充分发挥硬件性能。 新兴电子技术展望：对可穿戴设备、柔性电子、生物电子、量子计算硬件等新兴领域的设计挑战与潜在技术进行探讨，激发读者的创新思维。 本书特色： 紧密结合实践：本书并非纯粹的理论堆砌，而是大量引用实际项目案例、工程经验和常见的设计误区，帮助读者快速掌握理论知识在实际工程中的应用。 注重前沿技术：内容紧跟行业发展步伐，涵盖了目前电子设计领域的热点和前沿技术，如AI硬件加速、IoT通信协议、高速信号处理等。 工具驱动：重点介绍主流EDA工具的使用方法与设计流程，让读者能够快速上手，将所学知识转化为实际的设计成果。 系统性与全面性：从基础理论到高级应用，从硬件设计到软硬件协同，本书力求为读者构建一个完整、系统的电子设计知识体系。 可读性强：语言通俗易懂，逻辑清晰，配以大量的图示、表格和代码示例，便于读者理解和消化。 目标读者： 电子工程、通信工程、计算机科学与技术等相关专业的在校学生。 初、中级电子工程师，希望系统提升电子设计技能和拓宽技术视野。 高级工程师，希望了解最新的技术动态和设计方法。 从事产品研发、硬件设计、系统集成等工作的技术人员。 对电子技术感兴趣的业余爱好者。 通过学习本书，读者将能够深刻理解现代电子设计的复杂性与精妙之处，掌握将创意转化为可行产品所需的核心技能，并在快速变化的电子技术领域保持竞争力。本书不仅是一本技术手册，更是一份引导读者在电子设计道路上不断探索与创新的指南。

评分☆☆☆☆☆

这本书，坦白说，给我的感觉就像是在一个非常繁忙的集市上，试图寻找一个安静的角落来品尝一杯上好的清茶。我拿起它，期待着能深入了解一些前沿的、能解决实际工程难题的电子设计思路和方法，特别是那些关于如何将最新的半导体工艺与复杂的系统集成无缝结合的实践技巧。然而，读完前几章后，我发现它更像是一本详尽的、面向基础知识普及的教材。它花费了大量的篇幅来阐述欧姆定律、基尔霍夫定律这些基础概念，这对于一个已经有多年经验的工程师来说，无疑是一种时间的浪费。我更希望看到的是对高级电源管理芯片的拓扑结构进行深入的剖析，或者是在高频信号完整性分析中，面对新兴封装技术时，设计者应该如何调整仿真模型和迭代设计流程的具体案例。我遇到的一个核心难题是如何优化一个需要超低功耗和高可靠性的医疗器械中的传感器接口电路，这要求对噪声抑制和电磁兼容（EMC）有极其精细的控制。这本书中涉及的EMC部分过于理论化，缺乏针对具体应用场景，比如PCB布局层叠设计、敏感器件的屏蔽和去耦策略的“手把手”指导。我需要的是能直接套用到我当前项目中的那些“黑科技”和经过验证的经验总结，而不是停留在教科书式的推导和定义上。这本书的深度，在我看来，只触及了“电子设计”这个广阔领域的表层，远未能触及到“现代”和“综合应用”所应有的复杂度与前瞻性。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和案例选择，让我联想到上个世纪末期的技术手册，尽管它试图用现代的术语来包装，但内核的陈旧感难以掩盖。我特别关注的领域在于嵌入式系统的实时操作系统（RTOS）调度优化以及如何在高并发数据流下保证数据一致性和低延迟的硬件加速架构。我本想从中找到一些关于RISC-V在特定领域（比如边缘计算加速器）的定制化指令集扩展与软件协同设计的深度探讨，或者至少是关于如何有效地利用FPGA资源来实现特定算法卸载的实用技巧。结果，书中关于微控制器的描述，大多停留在简单的GPIO操作和中断处理上，对于复杂的片上总线架构（如AXI或TileLink）的仲裁机制和性能瓶颈分析几乎是只字未提。更令人失望的是，在提及其“综合应用”的部分时，它选取了诸如简单的LED灯控制和UART通信这样的入门级项目作为范例。这些例子与当今行业内对“综合应用”的期待——例如，基于AIoT的分布式传感器网络的安全通信协议栈、基于TFT-LCD的复杂图形渲染管线优化——相去甚远。如果我是一名刚刚接触单片机的学生，或许这会是一本不错的入门书，但对于寻求突破当前设计瓶颈、提升系统整体性能的专业人士而言，它提供的价值微乎其微，更像是对基础知识的重复梳理，缺乏对行业发展方向的敏锐洞察。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的语言风格感到非常困惑，它似乎在努力地在“学术的严谨性”和“大众的可读性”之间寻找一个平衡点，但最终的结果却是两边都没做好。一方面，它充斥着大量的缩写和符号，但对这些关键术语的首次出现和详细解释却处理得非常含糊，这使得阅读过程充满了“查字典”式的中断，极大地打断了思维的连贯性。另一方面，在需要详细论证的地方，它又显得过于口语化和主观，缺乏严谨的数学推导或仿真验证作为支撑。我希望看到的是针对特定设计挑战的对比分析——比如，在处理高精度ADC采样时，使用Sigma-Delta架构相对于SAR架构在特定噪声环境下各自的优劣势，以及如何通过软件校准来弥补硬件的固有缺陷。这本书中对此类深入的权衡讨论缺失了。我个人最近在为一个需要高动态范围图像采集的视觉系统进行电路设计，对前端的模拟前端（AFE）设计有着极高的要求，特别是关于跨导放大器的非线性失真控制。这本书中，这部分内容被一笔带过，仅用了一段话概括了“线性度很重要”，这对于解决实际问题来说，无异于饮鸩止渴。它更像是一份知识点的罗列，而不是一套解决问题的工具箱。

评分☆☆☆☆☆

这本书在结构上呈现出一种明显的“散装”感，各个章节之间的逻辑跳转显得生硬而缺乏有效的过渡。我期望的“综合应用”应该是体现出系统工程的思维，即如何将模拟电路、数字电路、软件算法和物理实现（如PCB热管理、机械结构接口）整合到一个高效的整体中。这本书似乎将这些领域割裂开来，电子部分讲完了，然后机械地加上几页关于PCB布线规范的内容，最后再匆匆提及软件接口。例如，在讨论高功率密度设计时，关键在于散热路径的设计，这涉及到热阻的计算、散热器的选型、以及如何通过布局来引导气流——这些都是紧密耦合的物理学和电子学问题。这本书在涉及热管理时，仅仅给出了一个通用的“注意散热”的建议，完全没有提供任何关于如何量化热流密度或使用有限元分析（FEA）软件来优化热设计的具体指导。这种分离式的知识结构，无法培养读者进行真正的系统级设计的能力。当我试图将它提到的某个数字滤波器的实现，与实际PCB上因地线噪声而产生的模拟输入误差关联起来时，这本书提供的知识框架根本无法支持我建立这种跨域的联系。

评分☆☆☆☆☆

如果说这本书有什么突出的特点，那可能就是它对一些过时或已经被更优方案取代的技术标准依然给予了不小的篇幅。我正在负责一个需要与工业自动化系统集成的项目，这要求我们必须采用最新的、支持高速、安全特性的现场总线协议，比如基于以太网的TSN（时间敏感网络）。我希望这本书能提供关于如何设计支持TSN所需的硬件MAC层和必要的硬件时间戳单元的最新指南，以及如何在SoC级别上实现这些功能的深度解析。然而，书中对通信接口的介绍却大量篇幅仍在阐述较为传统的CAN或RS-485协议的底层细节，这些协议虽然仍在使用，但已不能代表“现代电子设计技术”的核心方向。这种对技术趋势的滞后反映，使得这本书在专业性上大打折扣。对于我们这些需要紧跟技术前沿，确保产品在未来几年内仍具有竞争力的设计者来说，阅读一本对最新行业标准缺乏前瞻性介绍的书籍，其边际效用非常低。它更像是一本对过去十年电子技术的回顾录，而不是一本面向未来挑战的工具书。