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陈贵灿，张瑞智，程军 著

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• EDA工具
• 半导体
• 电路分析
• 计算机硬件
• 电子工程

店铺： 广影图书专营店

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040166026

商品编码：29729476574

包装：平装

出版时间：2005-07-01

基本信息

书名:大规模集成电路设计

定价：45.20元

售价：30.7元,便宜14.5元,折扣67

作者:陈贵灿,张瑞智,程军

出版社：高等教育出版社

出版日期：2005-07-01

ISBN：9787040166026

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

内容提要

本书根据SOC设计的基础知识和电路技术的新发展，系统地介绍模拟集成电路与数字集成电路中各种功能模块的原理、分析与设计。内容包括：MOS晶体管模型；CMOS工艺与版图；各种模拟功能块和运算放大器；开关电容电路与开关电容滤波器；模/数与数/模转换器；集成锁相环；静态与动态CMOS数字电路的基本单元；加法器、乘法器和存储器等数字电路；可编程器件FPGA/CPLD与SOPC。
　　本书取材新颖，由浅入深、循序渐进，侧重原理分析工程设计，是现代模拟与数字集成电路设计的教材或参考书。可供与集成电路领域有关的各电类专业高年级本科生和研究生使用，也可供从事这一领域的工程技术人员自学和参考。

目录

章　集成电路设计概论
　1.1　集成电路的发展
　1.2　IC的分类
　1.3　IC设计的要求
　1.4　电子设计自动化技术的发展
　1.5　IC的设计方法学
　1.6　深亚微米和纳米工艺对EDA技术的挑战
　1.7　SOC设计方法
　参考文献
第2章　CMOS工艺及版图
　2.1　基本工艺
　2.2　CMOS工艺流程
　2.3　互连
　2.4　工艺改进
　2.5　无源器件
　2.6　版图设计规则
　2.7　闩锁效应
　参考文献
　习题
第3章　MOS晶体管模型与CMOS模拟电路基础
　3.1　MOS晶体管模型
　3.2　S模拟电路的基本模块
　3.3　单级CMOS放大器
　3.4　运算放大器
　3.5　比较器
　参考文献
　习题
第4章　CMOS数字电路基础
　4.1　互补静态CMOS反相器
　4.2　CMOS传输门
　4.3　静态CMOS逻辑结构
　4.4　钟控CMOS
　4.5　动态CMOS逻辑结构
　4.6　如何选择逻辑类型
　4.7　CMOS寄存器
　参考文献
　习题
第5章　模拟电路设计
　5.1　数/模（D/A）转换器
　5.2　模/数（A/D）转换器
　5.3　开关电容电路
　5.4　锁相环
　参考文献
　习题
第6章　数字子系统设计
　6.1　加法器
　6.2　移位寄存器
　6.3　计数器
　6.4　乘法器
　6.5　MOS存储器
　6.6　I/O电路
　参考文献
　习题
　附录
第7章　可编程逻辑器件（FPGA与CPLD）
　7.1　概述
　7.2　可编程器件的编程技术
　7.3　可编程器件分类
　7.4　复杂可编程逻辑器件（CPLD）
　7.5　基于SRAM编程的FPGA
　7.6　基于反熔丝技术的FPGA
　7.7　用于SOPC的可编程逻辑器件
　参考文献
　习题

作者介绍

文摘

序言

现代文明基石的演进：从原子到智能 在我们生活的方方面面，从手中轻薄的智能手机，到连接世界的互联网，再到驱动工业生产的精密设备，都离不开一个隐藏在幕后的强大力量。这个力量，就是对微观世界的深刻洞察和精妙操控，它使得曾经只存在于科幻想象中的功能，如今已成为触手可及的现实。本书将带领读者穿越时空，探索人类如何一步步驯服电子，将无数个微小的开关，以不可思议的密度集成在一起，从而构筑起现代文明的数字骨架。 我们并非从零开始，而是回溯历史的长河，追溯电子元件最初的萌芽。在真空管时代，那个庞大而笨重的装置，是早期计算和通信的先驱。它们闪烁着微弱的光芒，传递着信息，但也伴随着巨大的功耗和不稳定的表现。本书将描绘出那些为了克服这些局限而进行的艰辛探索，以及工程师们如何想象着更小、更快、更可靠的替代品。 随后的半导体革命，标志着电子世界进入了一个全新的纪元。晶体管，这个小巧而神奇的固体器件，以其前所未有的效率和稳定性，取代了笨重的真空管。它不仅仅是一个技术的飞跃，更是思维方式的转变。工程师们开始思考，如何将成千上万个晶体管巧妙地排列组合，实现更复杂的功能。本书将深入探讨半导体材料的特性，理解PN结的工作原理，以及霍尔效应等基础物理现象如何成为设计高性能器件的基石。我们将解析不同类型的晶体管，如双极结型晶体管（BJT）和金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET），理解它们各自的优势和局限，以及它们在不同应用场景中的选择。 然而，真正颠覆性的突破，在于“集成”的概念。当工程师们不再满足于单个晶体管的功能，而是开始思考如何将数十、数百、乃至数百万个晶体管“集成”到同一块芯片上时，集成电路（IC）的时代便应运而生。这本书将详细解析这一划时代的转变。我们将剖析早期集成电路的设计理念，从简单的逻辑门开始，逐步构建更复杂的组合逻辑和时序逻辑电路。读者将了解到，如何通过对布尔代数的深刻理解，将复杂的计算任务分解为一系列基本的逻辑运算，并最终在芯片上实现。 我们将聚焦于数字电路的设计艺术。数字电路以其离散的0和1状态，提供了高精度和抗干扰的能力，是现代计算的核心。本书将深入讲解构成数字电路的基本单元：逻辑门（AND, OR, NOT, XOR等）及其组合，触发器（D触发器, JK触发器等）如何实现存储和时序控制，以及寄存器、计数器、加法器等更高级的功能模块。我们将探讨不同类型的数字电路架构，例如组合逻辑电路和时序逻辑电路，理解它们的工作原理和设计方法。 更重要的是，我们将揭示如何将这些基本单元有机地组织起来，构建出能够执行复杂算法和指令的处理器。本书将带领读者走进中央处理器（CPU）的设计世界，理解指令集架构（ISA）的概念，以及指令的解码、执行、访存等流水线操作。我们将探讨不同类型的处理器设计，如RISC（精简指令集计算）和CISC（复杂指令集计算）架构，分析它们的设计哲学和性能特点。 然而，将数以亿计的晶体管集成到一块指甲盖大小的芯片上，绝非易事。这需要一套极其复杂和精密的“设计语言”和“制造流程”。本书将详细介绍硬件描述语言（HDL），如Verilog和VHDL，它们是如何让工程师能够用代码来描述硬件的行为，从而实现自动化设计和仿真。我们将深入讲解综合（Synthesis）和布局布线（Place and Route）等EDA（电子设计自动化）工具的关键流程，理解它们如何将抽象的HDL代码转化为可以在物理芯片上实现的门级网表，并最终完成晶体管在芯片上的精确布局和连接。 我们还将探索模拟电路的设计智慧。虽然数字世界占据了主导，但模拟电路依然在信号采集、处理和放大等领域扮演着不可或缺的角色。本书将介绍运算放大器（Op-amp）的设计和应用，理解其高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的特性，以及如何利用它构建滤波器、振荡器等模拟电路。我们将探讨模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）的设计原理，它们是连接模拟世界和数字世界的桥梁，对于各种传感器和音频、视频处理至关重要。 随着集成度的不断提高，芯片的性能和功耗之间的平衡成为一个持续的挑战。本书将探讨先进的功耗管理技术，以及如何通过算法和硬件设计来优化能量效率。我们将讨论芯片的可靠性问题，如热效应、信号完整性（SI）和电源完整性（PI）等，以及工程师们如何通过精心的设计和验证来克服这些挑战。 本书还将展望未来。随着技术的不断进步，我们正迈向更高集成度、更低功耗、更强性能的新一代芯片。我们将探讨新兴的半导体材料，如碳纳米管和二维材料，以及它们可能为未来电子器件带来的革命。我们将审视先进的封装技术，如三维堆叠和扇出封装，它们是如何突破传统二维平面集成的瓶颈，实现更高的集成密度和更优异的性能。 从宏观上看，本书致力于揭示集成电路设计是如何将物理学的深层原理，与数学的逻辑严谨，以及工程学的实践创新巧妙地融合在一起。它不仅仅是一门关于电子器件和电路设计的学科，更是一门关于如何将抽象概念转化为具体实体，如何将无数个微小粒子转化为强大智能的艺术。通过对集成电路设计演进的深入剖析，读者将能更深刻地理解现代科技的强大驱动力，以及人类在探索和改造物质世界方面所取得的辉煌成就。这本书将为你打开一扇通往微观世界的大门，让你得以一窥那些支撑起我们数字时代运行的基石，感受科技进步的澎湃力量。

评分☆☆☆☆☆

我得说，这本书的装帧设计本身就是一种艺术表达。打开书本，首先映入眼帘的是那种略带磨砂质感的纸张，拿在手里沉甸甸的，让人油然而生一种尊重感。内页的排版，采用了大量的留白处理，有效地减轻了阅读时的压迫感，使得长篇的技术论述也变得可以从容应对。但最让我称道的是，它对图表的处理简直到了吹毛求疵的地步。所有涉及到性能对比和结构分解的示意图，都采用了高精度的矢量图形，线条锐利，标识清晰，即便是最微小的电阻电容参数，也能一目了然。这种对视觉清晰度的极致追求，在技术文档中是极其罕见的。很多时候，一张图胜过千言万语，这本书深谙此道。它不是简单地把资料堆砌起来，而是经过了深思熟虑的版式布局，让知识的流动性大大增强，让人有一种在阅读一本精装艺术画册的错觉，却又实实在在地传递了硬核的技术知识。

评分☆☆☆☆☆

这本书的开篇简直是一场视觉的盛宴，色彩的运用大胆而富有层次感，一下子就把人带入了一个充满未来感的数字世界。我特别欣赏作者对于图形化描述的精妙把握，那些复杂的电路图被拆解得无比清晰，即便是像我这样初次接触这个领域的“小白”，也能大致领会其脉络。书中对基础概念的引入也颇为巧妙，不是那种枯燥的公式堆砌，而是融入了一个个生动的小故事和历史背景，让人在了解技术原理的同时，也能感受到半导体技术发展的波澜壮阔。比如，它对晶体管工作原理的阐述，就用了类比的方式，让我立刻明白了“开关”和“放大”的本质区别。而且，作者似乎非常注重读者的学习体验，章节的编排逻辑性极强，每走一步都有前文的铺垫，就像是精心设计的一条登山路线，每到一个观景点，都有详细的解说，让人心悦诚服地继续向上攀登。更让我惊喜的是，书中穿插了许多业界大牛的访谈片段，那些真知灼见，为原本冰冷的技术书籍增添了人文的光辉。我敢说，如果不是作者的用心良苦，我可能早就被那些复杂的术语劝退了。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度，着实让我这个老读者都感到震撼。我原以为市面上关于这个主题的书籍已经够多了，但这本书展现出的那种对细节的偏执，是很多同类著作望尘莫及的。它不满足于停留在概念层面，而是深入到工艺流程的每一个关键节点进行剖析，那种对物理极限的不断挑战和对设计哲学的不懈追求，让人读起来热血沸腾。特别是它对功耗优化和时序收敛的讨论部分，简直就是一本实战手册，里面那些经过无数次验证的经验之谈，比我过去几年自己摸索出来的东西还要精炼和实用。作者在阐述高阶设计方法论时，采用了非常严谨的数学推导，但令人称奇的是，即便是复杂的傅里叶分析和随机过程模型，也被作者用非常直观的方式呈现出来，没有丝毫的晦涩感。这需要极高的学术功底和非凡的表达能力才能做到，读完这部分，感觉自己的思维都被重新梳理和升级了一遍，看待设计问题的方式也变得更加立体和全面了。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格变化多端，这一点非常有趣，也体现了作者深厚的文化底蕴。在介绍基础理论时，它用词精准，逻辑链条严密得像是一篇严谨的学术论文，不容许丝毫的歧义。然而，当它开始讨论设计中的“陷阱”和“捷径”时，笔锋一转，变得幽默风趣起来，时不时冒出几句带着行业“黑话”的自嘲，仿佛一位经验丰富的前辈正在与你围坐在咖啡桌旁，分享他踩过的坑。这种亦庄亦谐的叙事节奏，极大地提高了阅读的趣味性，也避免了技术书籍常见的沉闷。我特别喜欢其中几处对特定设计错误的“案例分析”，作者描述那些失误场景时，语气中带着一丝惋惜和一丝洞察，让人在笑声中反思自己的潜在错误。这种能够瞬间拉近作者与读者距离的叙事技巧，是很多理工科作者难以企及的高度。

评分☆☆☆☆☆

这本书的配套资源和扩展性也是我强烈推荐它的关键因素。虽然单论书本内容已经足够厚重，但作者并未止步于此。随书附赠的在线代码库，维护得极其勤奋，里面的仿真模型和验证脚本都使用了最新的工具链，并且保持了极高的可移植性。我尝试着跑了几个核心的验证流程，发现搭建环境比我想象的要顺畅得多，这极大地缩短了从理论到实践的过渡时间。此外，作者在书的末尾还提供了一份非常详尽的延伸阅读清单，这份清单不仅包括了经典的标准文献，还收录了近几年顶会中与书本内容相关的最新突破性论文摘要。这表明作者的视野极度开阔，他不仅在教授“已知”的知识，更是在引导读者去探索“未知”的前沿领域。对于那些渴望持续学习和自我提升的工程师来说，这本书更像是一个活的知识平台，而不是一个静态的知识终点。