电子设计自动化(EDA)技术(唐亚平)(二版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

唐亚平，龚江涛，粟慧龙 著

图书标签:

• EDA
• 电子设计自动化
• 唐亚平
• 集成电路设计
• 数字电路
• 模拟电路
• Verilog
• VHDL
• FPGA
• ASIC

店铺： 夜语笙箫图书专营店

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122063311

商品编码：29692788930

包装：平装

出版时间：2009-08-01

基本信息

书名：电子设计自动化(EDA)技术(唐亚平)(二版)

定价：29.00元

作者：唐亚平,龚江涛,粟慧龙

出版社：化学工业出版社

出版日期：2009-08-01

ISBN：9787122063311

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.459kg

编辑推荐

---

内容提要

---

本书通过10个典型的EDA技术应用项目，将EDA技术的电子系统设计的有关知识、相关EDA工具应用和设计与工作方法融入项目中，分为三大模块：模块1为辅助设计应用，学习如何应用EDA工具（Protel DXP）完成电路原理图设计、印制电路板设计；模块2为自动化设计应用，学习应用EDA工具（Quartus Ⅱ）对可编程逻辑器件进行设计，包括数字电路设计方法、可编程逻辑器件、VHDL语言、EDA开发工具使用；模块3为综合应用，学习基于可编程逻辑器件PLD的实际电子产品的设计应用。
本书可为作为高职高专院校电子类、自动化、计算机等相关专业课程教材，也可作为相关专业技术培训教材，还可供从事电子设计的工程技术人员参考。

目录

---

模块1 电子CAD技术
　项目1 直流稳压电源的原理图与PCB设计
　　1.1 项目描述
　　　1.1.1 项目描述
　　　1.1.2 项目目标
　　1.2 项目资讯
　　　1.2.1 Protel DXP 2004概述
　　　1.2.2 Protel DXP 2004软件安装
　　　1.2.3 Protel DXP 2004电路设计基础
　　1.3 项目实施
　　　1.3.1 硬件准备
　　　1.3.2 直流稳压电源原理图绘制
　　　1.3.3 直流稳压电源PCB设计
　　1.4 项目评价与总结提高
　　　1.4.1 项目评价
　　　1.4.2 拓展与提高
　项目2 下载线的原理图与PCB设计
　　2.1 项目描述
　　　2.1.1 项目描述
　　　2.1.2 项目目标
　　2.2 项目资讯
　　　2.2.1 PCB设计前准备
　　　2.2.2 设计流程
　　　2.2.3 设置规则
　　　2.2.4 PCB布线
　　　2.2.5 PCB设计遵循的规则
　　　2.2.6 混合信号PCB分区设计
　　　2.2.7 设计评审
　　2.3 项目实施
　　　2.3.1 硬件准备
　　　2.3.2 CPLD下载线原理图绘制
　　　2.3.3 CPLD下载线PCB设计
　　2.4 项目评价与总结提高
　　　2.4.1 项目评价
　　　2.4.2 拓展与提高
　项目3 EDA学习开发板原理图与PCB设计
　　3.1 项目描述
　　　3.1.1 项目描述
　　　3.1.2 项目目标
　　3.2 项目资讯
　　　3.2.1 系统组成
　　　3.2.2　器件选型
　　　3.2.3　电路布局
　　3.3 项目实施
　　　3.3.1 硬件准备
　　　3.3.2 集成器件库制作
　　　3.3.3 原理图设计
　　　3.3.4 PCB设计
　　　3.3.5 PCB后处理
　　3.4 项目评价与总结提高
　　　3.4.1 项目评价
　　　3.4.2 拓展与提高
模块2 自动化设计技术
　项目4 一位全加器的原理图输入设计
　　4.1 项目描述
　　　4.1.1 项目描述
　　　4.1.2 项目目标
　　4.2 项目资讯
　　　4.2.1 可编程逻辑器件概述
　　　4.2.2 FPGA与CPLD
　　　4.2.3 MAX Ⅱ器件介绍
　　　4.2.4 PLD开发软件
　　　4.2.5 可编程逻辑器件的设计应用流程
　　4.3 项目分析
　　　4.3.1 电路功能分析
　　　4.3.2 硬件设计思路
　　　4.3.3 软件设计思路
　　4.4 项目实施
　　　4.4.1 硬件平台准备
　　　4.4.2 Quartus Ⅱ原理图设计
　　　4.4.3 硬件电路调试及排故
　　4.5 项目评价与总结提高
　　　4.5.1 项目评价
　　　4.5.2 项目总结
　　　4.5.3 拓展与提高
　……
模块3 EDA综合应用
附录
参考文献

作者介绍

---

文摘

---

序言

---

书籍简介： 本书聚焦于电子设计自动化（EDA）技术的核心概念、关键流程与前沿应用，为读者勾勒出一幅全面而深入的EDA技术图景。从基础理论到实际操作，从传统设计方法到新兴技术趋势，本书力求为电子工程领域的学生、研究人员和从业者提供一份系统、权威且具有指导意义的学习指南。 第一部分：EDA技术基础与发展历程 本部分将带领读者回顾EDA技术的发展脉络，理解其如何在电子设计的演进中扮演日益重要的角色。 电子设计自动化的缘起与演进： 探讨集成电路（IC）设计复杂度的不断增长如何催生了EDA工具的需求。从早期的手动布线、版图绘制，到逻辑综合、布局布线、物理验证等自动化流程的逐步完善，清晰地展现EDA技术如何将曾经繁琐、耗时的人工工作转化为高效、精确的自动化解决方案。我们将追溯EDA的萌芽阶段，分析其在不同历史时期（如微处理器革命、FPGA兴起、SoC设计普及）的关键技术突破与市场驱动因素。 EDA工具链的核心组成： 详细介绍构成完整EDA设计流程的关键工具模块。这包括： 前端设计（Front-End Design）： 强调硬件描述语言（HDL）如Verilog和VHDL的重要性，介绍代码编写、仿真验证（功能仿真、时序仿真）以及形式验证等技术，确保设计逻辑的正确性。 逻辑综合（Logic Synthesis）： 解释如何将高层次的HDL描述转化为门级网表，优化电路的面积、时序和功耗。介绍各种综合算法和约束的设置，以及综合过程中遇到的挑战和解决方案。 后端设计（Back-End Design）： 涵盖放置（Placement）、布线（Routing）、时钟树综合（Clock Tree Synthesis）等物理设计环节。阐述如何将综合后的网表映射到具体的物理实现，考虑互连线的延时、串扰、功耗等问题。 物理验证（Physical Verification）： 重点介绍设计规则检查（DRC）、电气规则检查（ERC）、版图与原理图一致性检查（LVS）等，确保设计的物理版图符合制造工艺要求，避免制造缺陷。 功耗分析与优化（Power Analysis and Optimization）： 探讨在功耗日益重要的今天，如何通过各种技术手段（如动态电压频率调整DVFS、门控时钟、低功耗状态设计等）来降低芯片的功耗。 时序分析与优化（Timing Analysis and Optimization）： 解释静态时序分析（STA）的基本原理，如何识别和修复时序违例，确保芯片在目标时钟频率下正常工作。 EDA技术的发展趋势： 展望EDA技术的未来发展方向，包括： 异构计算与多核处理： 探讨EDA工具如何利用现代多核处理器和GPU进行加速，以应对日益增长的设计复杂度。 人工智能与机器学习在EDA中的应用： 分析AI/ML技术在设计优化、错误预测、自动化分析等方面的潜力，以及其如何革新传统的EDA流程。 面向特定应用的处理芯片（Domain-Specific Architectures, DSA）的设计： 介绍如何利用EDA工具支持针对AI、5G、自动驾驶等领域的定制化芯片设计。 形式化方法与验证的深入应用： 探讨形式化方法在复杂系统验证中的作用，以及其与传统仿真验证的结合。 云端EDA与SaaS模式： 分析云计算如何为EDA提供更灵活、可扩展的计算资源，以及SaaS模式对EDA市场的影响。 第二部分：EDA设计流程详解 本部分将深入剖析电子产品设计从概念到制造的完整EDA流程，为读者提供实操层面的指导。 需求分析与架构设计： 强调在EDA流程之初，准确理解产品需求、确定系统架构的重要性。介绍如何将高层需求转化为可实现的硬件规格，并选择合适的设计方法（如ASIC、FPGA、SoC）。 硬件描述语言（HDL）编程与仿真： 详细讲解Verilog和VHDL的语法、语义及编程风格。重点介绍如何编写可综合（Synthesizable）的代码，并利用行业标准仿真器（如VCS, QuestaSim, Xcelium）进行功能验证，确保设计逻辑正确无误。涵盖测试平台（Testbench）的搭建、激励生成、覆盖率分析等验证方法。 逻辑综合实践： 深入讲解逻辑综合器的使用。介绍各种综合约束（如时钟频率、I/O端口时序、面积、功耗目标）的设置方法，以及综合报告的解读。重点分析综合器如何根据技术库（Technology Library）将HDL代码转换为门级网表，并提供优化策略。 物理设计流程（布局与布线）： 详细介绍物理设计工具（如Innovus, Place & Route Tools）的工作流程。 放置（Placement）： 阐述如何将门级网表中的逻辑单元放置到芯片的物理区域，以满足时序、布线和功耗要求。介绍各种放置策略，如宏单元放置、标准单元放置、CTS（Clock Tree Synthesis）的协同设计。 时钟树综合（CTS）： 强调时钟信号在数字电路中的关键作用，以及如何通过CTS构建低偏斜（Skew）和低延迟（Latency）的时钟树，确保所有时序逻辑单元同时接收到时钟信号。 布线（Routing）： 介绍如何连接放置好的逻辑单元之间的信号线，以完成芯片的物理连接。讲解全局布线、详细布线、优化布线等阶段，并讨论布线过程中面临的挑战，如拥塞（Congestion）、时序违例、串扰（Crosstalk）等。 物理优化（Physical Optimization）： 介绍在布局布线过程中进行的各种优化技术，如门替换（Gate Replacement）、缓冲插入（Buffer Insertion）、重布线（Retiming）等，以满足时序、功耗和面积目标。 物理验证与签核（Sign-off）： 详细介绍物理验证的各个方面，这是芯片流片前至关重要的一步。 DRC/ERC检查： 解释DRC（设计规则检查）如何检查版图是否符合光刻、蚀刻等制造工艺的要求，确保芯片的可制造性（Manufacturability）。ERC（电气规则检查）则检查电路的电气连接是否正确，如电源、地线连接，输出端短路等。 LVS检查： 讲解LVS（版图与原理图一致性检查）的重要性，确保物理版图与前端逻辑设计完全一致，防止逻辑错误。 STA（静态时序分析）： 再次强调STA在物理实现后的重要性，通过分析所有可能的时序路径，找出并修复时序违例。介绍各种STA报告的解读和优化方法。 功耗签核： 介绍如何进行全面的功耗分析，包括静态功耗和动态功耗，并进行相关的功耗优化。 寄生参数提取（Parasitic Extraction）： 解释如何从物理版图中提取互连线的寄生电阻和电容，这些寄生参数对电路的实际性能（时序、功耗、信号完整性）有显著影响。 流片（Tape-out）与制造： 简述将经过验证的设计文件（GDSII文件）提交给晶圆厂（Foundry）进行制造的流程，以及制造过程中的关键环节。 第三部分：EDA在特定领域的应用与挑战 本部分将探讨EDA技术如何支撑不同领域的电子产品设计，并分析其中面临的挑战。 ASIC设计中的EDA应用： 重点介绍EDA工具在专用集成电路（ASIC）设计中的角色，包括高性能处理器、通信芯片、消费电子芯片等。分析ASIC设计流程的特点和EDA工具如何实现高效、低风险的设计。 FPGA设计与EDA： 探讨EDA工具在现场可编程门阵列（FPGA）设计中的应用。介绍FPGA设计流程与ASIC设计的区别，以及专门针对FPGA的EDA工具（如Xilinx Vivado, Intel Quartus）的功能。 SoC（System-on-Chip）设计与集成： 深入分析SoC设计的复杂性，以及EDA技术如何支持多IP核集成、总线协议验证、片上系统功耗管理等。 先进封装技术与EDA： 探讨随着芯片尺寸缩小和功能集成度的提高，先进封装技术（如2.5D/3D封装）对EDA工具提出的新要求，包括多芯片互连、热分析、信号完整性等。 新兴技术驱动的EDA挑战： AI/ML硬件加速器设计： 分析设计AI芯片（如GPU, NPU）时，EDA工具需要支持的特殊功能，如张量处理单元（TPU）、内存层次结构优化、高吞吐量计算等。 物联网（IoT）设备设计： 探讨IoT设备对低功耗、低成本、高集成度的要求，以及EDA工具如何支持这些设计目标。 5G/6G通信芯片设计： 分析5G/6G通信对高频、高速、低延迟、高带宽的需求，以及EDA工具如何在这些方面提供支持。 自动驾驶与汽车电子： 探讨汽车电子对安全性、可靠性、实时性的严苛要求，以及EDA工具如何辅助高可靠性设计与验证。 第四部分：EDA工具与技术生态 本部分将介绍当前主流的EDA厂商、工具以及行业生态。 主流EDA厂商与产品概览： 介绍Cadence Design Systems, Synopsys, Siemens EDA（原Mentor Graphics）等主要EDA供应商及其核心产品线。 开源EDA工具与社区： 探讨开源EDA项目（如Yosys, Verilator, OpenROAD）的发展现状，以及其对行业的影响和应用前景。 EDA技术标准与互操作性： 介绍IP-XACT, UPF (Unified Power Format), CPF (Common Power Format)等EDA相关标准，以及它们如何促进工具间的互操作性和设计流程的标准化。 EDA人才培养与职业发展： 为有志于从事EDA行业的读者提供职业发展方向的建议，包括学习路径、必备技能和行业前景。 本书旨在通过系统性的讲解和深入的分析，帮助读者构建坚实的EDA理论基础，掌握核心的设计流程，并对该领域的前沿技术和未来发展有清晰的认识。无论您是初学者还是有经验的工程师，本书都将是您在电子设计自动化领域学习和探索的宝贵财富。

评分☆☆☆☆☆

我最近正在尝试将传统的数字设计流程向低功耗嵌入式系统迁移，对功耗敏感的设计方法论非常渴望。我在市场上翻阅了不少资料，大部分都只提到了门控时钟（Clock Gating）和电源门控（Power Gating）这些应用层面的技巧。然而，《低功耗集成电路设计方法学》这本书则更进一步，它深入到了晶体管和器件层面探讨功耗的来源。这本书的风格非常严谨，逻辑清晰，像是一篇篇精选的学术论文被巧妙地串联起来。它将功耗分解为动态功耗和静态功耗，并详细论述了如何通过改进器件模型（例如，引入体偏置技术来调节阈值电压）来实现功耗的系统性降低。我特别欣赏作者对亚阈值泄漏（Subthreshold Leakage）的分析，它不仅解释了泄漏电流的指数增长特性，还对比了不同工艺节点下应对泄漏的权衡策略。这本书读起来需要一定的电路理论基础，但一旦掌握，你对“功耗预算”的理解将不再是停留在功率计的读数上，而是能从设计的源头进行精细化的控制。

评分☆☆☆☆☆

这本厚重的《模拟集成电路设计基础》简直是我的救星！说实话，我之前对CMOS电路的理解基本停留在高中物理的水平，什么阈值电压、跨导这些名词对我来说简直就是天书。但是，这本书的讲解方式太亲和了，从最基本的MOS管结构入手，一步步剖析源极、漏极、栅极是如何协同工作的，把抽象的半导体物理现象用非常直观的语言描述出来。特别是它对各种电路组态，比如共源、共栅、共漏的深度剖析，简直是教科书级别的经典。我记得我花了整整一个周末啃完了关于噪声分析的那一章，作者深入浅出地解释了热噪声和闪烁噪声的来源和对电路性能的影响，还给出了具体的公式推导和设计上的规避策略。读完之后，再去看那些复杂的系统级框图，突然间就有了“拨开云雾见青天”的感觉，设计一个低噪声放大器（LNA）似乎不再是遥不可及的梦。这本书的排版和图示也做得极为考究，那些密集的电路图和波形图都清晰锐利，即使是初学者对照着仿真软件的输出结果去验证，也能准确无误地找到问题所在。总而言之，对于任何想从零开始构建扎实模拟设计功底的工程师或学生来说，这本书绝对是不可或缺的基石。

评分☆☆☆☆☆

我最近刚接手一个高速SerDes接口的PHY层开发任务，压力山大，尤其是在考虑串扰和时序裕度的部分。市面上很多参考书要么过于偏重理论推导，让人看完云里雾里抓不住重点；要么就是只停留在应用层面，缺乏对底层物理机制的深入探讨。然而，这本《高速电路设计与电磁兼容》恰好填补了这个空白。它的强项在于将电磁场理论与实际电路设计紧密结合起来。我特别欣赏它关于传输线效应的章节，作者不仅详细阐述了反射、驻波等现象，更重要的是，给出了诸如阻抗匹配、端接技术等一系列立即可用的解决方案，并且这些方案都有严谨的数学模型支撑。当我面对PCB布局中的“蛇形线”设计时，书里关于延迟线等长处理的细节讲解，让我明白了为什么仅仅看长度是不够的，还需要考虑线宽、介质损耗等参数。这本书的案例分析非常贴近工业实践，很多在实际流片中遇到的棘手问题，如地弹（Ground Bounce）和电源完整性（PI），都能在这本书里找到根源和解决思路。读完这本书，感觉我对“信号完整性”这个概念的理解，从一个模糊的“保证信号不乱”提升到了可以量化、可预测的工程范畴。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我对软件工具类的书籍通常持保留态度，因为技术迭代太快，一两年的功夫可能书里的界面就变样了。但《版图设计与物理实现流程》这本书完全颠覆了我的看法。它并没有过度纠结于某个特定EDA工具的按钮点击顺序，而是将重点放在了设计意图和物理实现规则的内在逻辑上。它花了很大篇幅来解析物理设计中各个阶段的约束管理，比如从逻辑综合到布局布线的P&R流程中，设计者需要如何在时序（Timing）、功耗（Power）和面积（Area）之间进行权衡。我尤其喜欢它对DRC/LVS错误分析的章节，很多新手工程师在LVS失败时只是盲目地修复几何错误，而这本书则教导我们如何从设计意图的角度去反推，是源文件写错了还是提取规则有问题。此外，书中对于先进节点的版图设计挑战，比如应力效应（Stress Effect）和化学机械抛光（CMP）不平坦性对电路性能的影响，都有非常前瞻性的介绍。它不是一本教你点鼠标的书，而是一本教你如何像一个专业的版图工程师那样思考的书。

评分☆☆☆☆☆

作为一名FPGA工程师，我一直觉得在软件和硬件的交界地带，存在着知识的鸿沟。我们在使用HLS（高层次综合）工具加速计算密集型算法时，经常会遇到代码写得很好，但生成的RTL性能却不如预期的尴尬局面。这本《高层次综合：从C/C++到硬件加速器》为我搭建了这座桥梁。这本书的叙事方式非常独特，它不是将HLS视为一个黑箱，而是详细拆解了编译器内部的调度器（Scheduler）和资源分配器的工作原理。它通过一系列清晰的C代码示例，展示了如何通过修改循环展开因子（Loop Unrolling Factor）、改变数据依赖性，从而直接影响到最终FPGA资源的占用和时钟频率。我记得书中有一个关于矩阵乘法的优化案例，通过不同的数据流管道设计，最终实现了近乎线性的加速比提升，这种直观的因果关系展示，远比那些晦涩的硬件描述语言（HDL）手册来得有效。这本书让我明白，HLS的精髓在于“硬件思维”对C代码的重塑，它让我们可以用软件的方式，去精确控制硬件的并行度和流水线深度。