电子设计自动化技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张永生 著

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• ASIC
• 电路设计

店铺： 博学精华图书专营店

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111242857

商品编码：29722226236

包装：平装

出版时间：2008-08-01

基本信息

书名:电子设计自动化技术

：21.00元

售价：14.3元,便宜6.7元,折扣68

作者:张永生

出版社：机械工业出版社

出版日期：2008-08-01

ISBN：9787111242857

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

内容提要

电子设计自动化（EDA）应用技术，是提高我国电子产品及工程设计质量的一项重要手段，具有自动化程度高、功能强大、运行速度快、数据开发性好和使用方便等特点，目前已在电子工程设计领域得到了广泛应用。
　　本书较系统地介绍了常用EDA开发工具的使用方法、应用设计和分析实例以及性能仿真等相关内容，取材广泛、翔实新颖，重点突出，实例丰富，且充分考虑了便于巩固所学的知识和可方便进行实践的操作性。本书既可作为高职高专院校电子信息类相关专业的教材，又可作为电路设计人员和电路制好者的参考书。
　　为方便教学，本书配有免费电子课件，凡选用本书作为授课教材的学校，均可来电索取，咨询电话：010-88379375。

目录

作者介绍

文摘

序言

《晶体管的奇妙旅程：从硅的低语到电路的交响》 一、 引子：物质的潜能与智慧的萌芽 我们的世界，从浩瀚的星辰到微小的尘埃，无不遵循着一套精密的物理法则。而在这其中，有一种物质，其独特性使其成为现代文明的基石，它就是硅。硅，地球上含量极其丰富的元素，却因为其半导体的特性，成为了驱动信息时代飞速发展的核心。本书将带领读者踏上一段跨越时空的旅程，深入探索晶体管——这一微小却拥有无穷潜能的器件，如何从对硅原子性质的精妙操控中诞生，最终汇聚成驱动我们现代科技的宏大电路交响。 我们并非聚焦于设计工具或抽象的流程，而是着眼于构成这一切的根本——那些隐藏在半导体材料内部的微观世界，以及工程师们如何巧妙地利用这些世界的规律，来创造出能够执行复杂指令的“数字大脑”。这本书将是一次对物质科学、精密制造以及人类智慧巧妙结合的探索，揭示那些在我们日常生活中习以为常的电子设备背后，所蕴含的深刻的科学原理和工程智慧。 二、 硅的秘密：从矿石到纯净之魂 故事的开端，是那平凡的沙粒。从沙子中提炼出高纯度的硅，是实现一切可能性的第一步。这并非简单的熔炼，而是一个涉及高温、化学反应以及多重精炼过程的复杂挑战。我们需要去除几乎所有的杂质，让硅原子排列得井然有序，形成完美的晶体结构。想想看，我们如何能从一堆杂乱的分子中，提取出如此纯净、如此规则的物质？这本身就是一场对物质的征服。 提纯后的硅，需要被塑造成如同水晶般剔透的圆柱体——硅锭。这些硅锭，是电子世界最原始的“土壤”。然后，它们会被精心地切割成薄如蝉翼的晶圆，每一个晶圆都将承载着成千上万个微小的电子器件。这过程要求极高的精度，任何一丝微小的瑕疵，都可能毁掉整个晶圆上的所有努力。这就好比建造一座摩天大楼，地基的稳固至关重要。 三、 晶体管的诞生：微观世界的开关艺术 有了纯净的硅晶圆，接下来的挑战是如何在这片“土壤”上“种植”出能够执行功能的“植物”——晶体管。晶体管，简单来说，就是一个电子开关。它能够控制电流的通断，就像水龙头控制水流一样。但它的神奇之处在于，这个开关的“阀门”是由另一个微小的电信号来控制的。 要理解晶体管的诞生，我们需要深入到半导体的物理学中。硅本身是一种导体和绝缘体的中间体，其导电能力可以通过“掺杂”来精确控制。掺杂，就是在硅晶体中引入少量的其他元素，比如磷（形成n型半导体）或硼（形成p型半导体）。这就像在纯水中加入少量的盐或糖，它们的导电性就会发生显著变化。 两种不同掺杂的半导体材料，通过巧妙的排列组合，就可以形成晶体管的核心结构。最基础的晶体管，如双极结型晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET），虽然结构上略有差异，但其基本原理都是利用电场来控制载流子的流动，从而实现对电流的放大或开关作用。 想象一下，我们在晶圆表面，通过一系列复杂的光刻、蚀刻、离子注入等工艺，一层一层地“雕刻”出极其微小的沟道、栅极、源极和漏极。每一个步骤都需在严格的真空和洁净环境中进行，精度达到纳米级别。这些过程，更像是精密的艺术创作，而非简单的工业生产。我们并非用锤子敲打，而是用光和化学反应来“雕塑”电子的路径。 四、 电路的交响：从单一部件到智慧系统 一个晶体管本身只是一个微小的开关，但当成千上万、甚至数十亿个晶体管被集成在一起，按照精密的逻辑连接起来，它们就能形成功能强大的集成电路。这就是我们常说的芯片，它们是现代电子设备的“大脑”。 如何将这些微小的晶体管连接起来，使其能够执行复杂的运算和逻辑判断？这就需要引入“逻辑门”的概念。逻辑门是实现基本逻辑功能（如“与”、“或”、“非”）的电路单元，它们由少量的晶体管构成。例如，一个“与”门，只有当所有输入信号都为“真”（高电平）时，输出信号才为“真”。 通过将大量的逻辑门组合，我们可以构建出更复杂的电路，如加法器、寄存器、计数器，最终实现中央处理器（CPU）的各种运算功能。CPU的设计，是集数学、逻辑学、计算机科学和物理学于一体的智慧结晶。它如何处理二进制的0和1，如何执行指令，如何管理数据流，这一切都建立在晶体管开关的精准控制之上。 书中，我们将描绘集成电路的“版图设计”过程。工程师们是如何将抽象的逻辑设计，转化为实际的电路布局，并在此基础上完成物理版图的绘制。这是一个高度图形化和规则化的过程，需要确保信号的传输速度、功耗、以及电路的可靠性。每一个连接线、每一个器件的摆放，都蕴含着深刻的设计考量。 五、 挑战与未来：微缩的极限与智慧的延伸 晶体管技术的进步，很大程度上体现在其尺寸的不断缩小。摩尔定律（虽然并非严谨的物理定律，但其预测却准确地指导了行业发展）预言了集成电路上晶体管数量的翻倍增长。这种微缩，带来了更快的速度、更低的功耗和更低的成本。 然而，随着晶体管尺寸接近原子级别，物理上的挑战也日益严峻。量子隧道效应、漏电流等问题，使得继续微缩变得越来越困难。书中将探讨这些物理极限，以及科学家和工程师们正在探索的新材料、新结构和新原理，以应对这些挑战。比如，我们是否能找到比硅更优越的半导体材料？我们是否能利用三维堆叠技术，在有限的空间内集成更多的晶体管？ 更进一步，我们将展望晶体管技术在未来可能的发展方向。它将如何赋能人工智能、物联网、自动驾驶等新兴技术？它将如何改变我们的生活方式，甚至重塑我们的社会结构？我们所探讨的，并非仅仅是硬件本身的演进，更是科技驱动的社会变革的宏大叙事。 六、 结语：对微小世界的敬畏与对无限可能性的憧憬 《晶体管的奇妙旅程：从硅的低语到电路的交响》并非一本枯燥的技术手册，而是一次对科学探索精神的礼赞，对工程智慧的赞美，以及对物质世界无限潜能的惊叹。通过深入浅出的讲解，我们希望读者能够理解，那些看似寻常的电子设备，其背后凝聚着多少代科学家的努力和工程师的汗水。 从对硅原子性质的细致研究，到数十亿晶体管的精密集成，这是一个关于人类如何理解并驾驭微观世界，从而创造出改变世界的宏大故事。这本书将带您走进这个微小而又充满智慧的世界，感受其中蕴含的科学魅力，并对未来科技的发展，抱有更深的理解和无限的憧憬。我们相信，通过了解晶体管的奇妙旅程，您将重新审视我们所处的这个信息时代，并对其中蕴含的无限可能性，产生由衷的敬畏。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是为我打开了一扇通往全新领域的大门！我原本对数字电路和集成电路设计只有模糊的认识，感觉那些复杂的原理图和仿真波形像是天书。然而，当我翻开这本关于电子设计自动化的书后，那种深奥感瞬间消散了。作者没有采用那种冷冰冰的教科书式的叙述方式，而是用一种非常生动且循序渐进的口吻，将那些抽象的自动化流程具象化。特别是关于前端设计部分，从逻辑的描述到综合的过程，配图极其精妙，让我这个初学者也能清楚地看到，原本只是脑海中的概念是如何一步步转化为可执行的代码，最终映射到实际的硬件结构上的。其中对标准单元库（Standard Cell Library）的讲解，更是让我理解了为什么看似简单的逻辑门背后蕴含着如此深厚的工艺考量和优化技巧。这本书的价值不在于罗列公式，而在于它真正教会了读者如何“思考”一个电子设计项目在EDA工具链中是如何被系统性地管理和实现的。阅读过程中，我感觉自己不再是一个旁观者，而是成为了一个正在使用EDA工具进行实际操作的设计师，这种沉浸式的学习体验是其他任何教材都无法比拟的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度令人叹为观止，它更像是一部详尽的工程手册，而不是一本入门读物。我尤其欣赏它对后端物理实现环节的着墨之重。那些关于版图布局（Place & Ment）、时序签核（Timing Closure）以及功耗分析的章节，简直就是实战宝典。书中对各种设计规则（DRC）和物理验证（LVS）的解析，细致到令人发指，每一个参数的调整都直接关系到最终芯片的良率和性能。我以前总以为布局布线就是让工具自动完成的事情，但读完后才意识到，如果没有对互连延迟、耦合噪声以及IR Drop等物理效应的深刻理解，任何自动化工具给出的结果都可能是一个看似完美却在实际生产中失败的作品。它教会了我如何与EDA工具“对话”，如何解读那些复杂的报告文件，并从中提炼出关键的优化点。对于有志于进入IC后端领域的工程师来说，这本书提供的不仅仅是知识，更是一种解决复杂工程问题的思维框架。

评分☆☆☆☆☆

我一直试图寻找一本能够清晰阐述设计流程中“验证”这一核心环节的书籍，而这本书在这方面的表现远远超出了我的预期。它没有仅仅停留在测试平台（Testbench）的搭建上，而是深入探讨了从功能验证到形式验证的演变历程。对于UVM（Universal Verification Methodology）的介绍，是迄今为止我读到过最清晰、最结构化的。作者巧妙地运用了类比，将复杂的面向对象验证概念与传统的验证方法进行了对比，使得概念的过渡非常自然。更令人印象深刻的是，书中对覆盖率驱动验证（Coverage Driven Verification）的论述，它揭示了如何量化验证的充分性，而不是仅仅依赖于感觉。这种严谨的科学态度贯穿始终，让读者明白，在现代电子系统中，没有严密的验证，再精妙的设计也只是空中楼阁。这本书真正提升了我的设计安全感。

评分☆☆☆☆☆

作为一本偏向工程实践的技术书籍，这本书的实用性体现在对各种EDA工具接口和脚本编写规范的详尽介绍上。它不仅仅停留在理论层面，更是像一本操作指南。我特别喜欢它在讲解如何编写TCL脚本来驱动这些复杂的自动化工具链时所展现的耐心和细致。很多其他书籍只是一带而过地提到需要脚本控制，但这本书却实实在在地展示了如何利用脚本语言来参数化设计、自动化报告生成，甚至建立起自己的小型设计流程。这种注重“可重复性”和“自动化”的理念，是现代工程设计哲学的核心。通过学习书中的示例脚本，我能够迅速地将理论知识转化为实际操作能力，极大地提高了我在日常工作中的效率。这本书真正实现了技术知识与工程实践的完美融合，让读者能够带着工具箱而不是空着双手离开书桌。

评分☆☆☆☆☆

这本书最让我感到惊喜的是，它并未将重点局限于传统的数字设计流程，而是将目光投向了系统级的优化和新兴的工艺挑战。例如，它花了大量篇幅讨论了低功耗设计（Low Power Design）的技术，包括电源门控（Power Gating）和多电压域设计（Multi-Voltage Domain）在EDA流程中是如何被自动化处理的。对于我目前接触的项目来说，功耗是和性能同等重要的指标，而这本书恰当地将这些高阶概念嵌入到了整个设计流中，而不是割裂开来讨论。此外，作者对未来趋势的预判也极具前瞻性，比如对FinFET架构带来的设计约束以及如何利用PPA（Power, Performance, Area）优化工具进行多目标权衡的探讨，都显示出作者深厚的行业洞察力。读完后，我感觉自己对未来技术的发展方向有了更清晰的认知，这本书无疑是一张通往未来电子设计领域的导航图。