基于ZENI的集成电路设计与实现技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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周生明邓小莺马芝龚丽伟朱明程 著

图书标签:

• 集成电路设计
• ZENI
• 电路实现
• 低功耗设计
• 数字电路
• 模拟电路
• 芯片设计
• EDA工具
• 工艺选择
• 验证方法

店铺： 学向美图书专营店

出版社： 西安电子科技大学出版社

ISBN：9787560632193

商品编码：29780314924

包装：平装-胶订

开本：16

出版时间：2013-10-01

页数：196

内容介绍
基于ZE*I的集成电路设计与实现技术

目录

*1章 引论
1.1 集成电路技术发展的概要
1.2 历史回顾
*2章 全定制集成电路设计技术概要
2.1 全定制集成电路概述
2.2 全定制电路设计的特点
2.3 全定制电路设计流程
2.4 全定制集成电路设计的质量评估
2.5 本章小结
第3章 全定制集成电路设计的工艺及其相关原理
3.1 CMOS集成电路的制造工艺原理
3.2 CMOS集成电路中基本器件的工作原理
3.3 基于工艺参数的全定制集成电路设计
3.4 工艺技术与设计技术的互动发展
3.5 本章小结
第4章 集成电路设计工具ZE*I
4.1 ZE*I工具简介
4.2 ZE*I工具的电路设计流程
4.3 设置ZE*I工具的工作环境
4.4 ZE*I工具的运行
4.5 ZE*I工具的基本操作
4.5.1 鼠标的操作
4.5.2 键盘的操作
4.5.3 菜单的便捷使用方式
4.6 本章小结
第5章 ZE*I工具的数字电路设计过程
5.1 ZE*I工具的原理图绘制
5.1.1 设计窗口的建立
5.1.2 反相器的拓扑原理图绘制
5.2 ZE*I工具原理图的仿真
5.2.1 SPICE仿真
5.2.2 外部仿真
5.2.3 命令行仿真
5.3 ZE*I工具的版图设计
5.3.1 版图设计窗口的建立
5.3.2 反相器的版图设计
5.4 ZE*I工具的版图设计验证
5.4.1 版图设计规则验证
5.4.2 版图原理图匹配比较
5.4.3 版图寄生参数*取
5.5 ZE*I工具的后仿真
5.6 本章小结
第6章 ZE*I工具的模拟电路设计过程
6.1 qiax端设计（Froxt-exdDesigx）
6.2 后端设计（Back-exdDesigx）
6.2.1 版图设计规则
6.2.2 OPAMP的版图设计
6.2.3 版图验证
6.2.4 后仿真
6.3 本章小结
第7章 可变参数单元——Vcell模板
7.1 关于Vcell
7.2 使用Vcell
7.3 Vcell模板组件
7.3.1 器件参数的定义
7.3.2 器件内部结构定义
7.3.3 内部创建对象指令
7.4 本章小结
第8章 全定制集成电路设计案例
8.1 SRAM电路的设计
8.1.1 SRAM简介
8.1.2 SRAM工作原理
8.1.3 SRAM存储体电路设计
8.1.4 SRAM版图设计
8.2 锁相环电路的设计
8.2.1 鉴频鉴相器电路设计
8.2.2 电荷泵电路设计
8.2.3 环路滤波器电路设计
8.2.4 压控振荡器电路设计
8.2.5 可编程计数器电路设计
8.2.6 锁相环版图设计
8.3 本章小结
第9章 晶圆厂设计套组与常用的快捷键
9.1 晶圆厂设计套组的介绍
9.1.1 工艺库的浏览（0.18μm）
9.1.2 设计规则检查语句
9.2 常用的快捷键
参考文献

深入探索现代芯片设计的基石：基于CMOS工艺的模拟与射频集成电路设计实践 本书内容涵盖： 第一部分：前沿工艺与设计流程概览 本部分旨在为读者建立一个坚实的理论与实践基础，着重探讨当前主流半导体制造工艺的最新进展及其对集成电路设计范式的深远影响。我们将聚焦于先进的亚微米及纳米级互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺平台，特别是那些在低功耗、高集成度和高速性能方面表现突出的技术节点。 1.1 纳米级CMOS器件物理与模型： 深入剖析深亚微米晶体管（如FinFET结构）的物理工作原理、短沟道效应的修正模型，以及其对电路非理想特性的影响。讨论亚阈值摆幅、漏电流管理和热效应在现代工艺中的重要性。 1.2 现代EDA工具链与设计自动化： 全面介绍从前端的系统级建模到后端物理实现的完整设计流程。详细阐述概念设计阶段使用的高级描述语言（如SystemVerilog/Verilog-AMS）在模拟和混合信号设计中的应用，以及先进布局规划（Floorplanning）、时序收敛（Timing Closure）和寄生参数提取（Extraction）的技术要点。重点分析寄生电容和电感对高频信号完整性的挑战。 1.3 工艺变异性（PVT Variations）与鲁棒性设计： 探讨制造工艺、电压和温度变化对电路性能的系统性和随机性影响。介绍蒙特卡洛模拟、角点分析（Corner Analysis）技术，以及通过设计技术（如匹配技术、反馈补偿环路）来提高电路对环境波动的抵抗能力的方法。 --- 第二部分：高性能模拟集成电路设计精要 本部分致力于讲解实现高精度、高线性度模拟功能的核心电路模块的设计原理和优化技巧。 2.1 跨导放大器（OTA）的深入分析与设计： 从零开始推导和设计各种拓扑结构，包括折叠共源共栅、折叠差分对。详细分析输入级选择对噪声性能（输入参考噪声密度）、共模抑制比（CMRR）和功率效率的决定性影响。重点讲解补偿技术（如密勒补偿、导纳提升补偿）以确保闭环稳定性。 2.2 高精度数据转换器（ADC/DAC）架构： 深入研究高速和高精度数模/模数转换器的核心技术。 DAC设计： 比较并实践电流舵阵列（Current-Steering Array）、电阻梯形（R-2R Ladder）的设计规范，包括失配误差的校正方法（如动态单元匹配DEM）。 ADC设计： 重点讲解有效位长（ENOB）的评估，以及常见架构如流水线（Pipelined）、Sigma-Delta（ΣΔ）和逐次逼近寄存器（SAR）的优缺点及在不同采样率/分辨率场景下的应用选择。分析量化噪声塑形技术。 2.3 低噪声与高线性度输入级设计： 探讨如何设计满足严苛噪声指标的输入级。分析MOS晶体管在不同偏置电流下的闪烁噪声（1/f Noise）和热噪声特性。介绍降噪技术，如共源共栅输入级和前馈线性化技术。 2.4 偏置电路与匹配技术： 详细阐述如何设计与工艺和温度无关的精密电流源和电压基准（Bandgap Reference）。讲解利用导通电阻（W/L比）和晶体管匹配原理（如共质心布局）来实现高共模抑制比和电源抑制比的电路实现方法。 --- 第三部分：射频（RF）集成电路的设计与系统集成 本部分聚焦于无线通信系统中的关键射频前端模块，强调高频下的寄生效应处理和系统级噪声预算。 3.1 射频CMOS器件特性与寄生参数建模： 区别于低频模拟电路，本章讨论高频下晶体管的短沟道效应、米勒效应以及衬底（Substrate）耦合对S参数的影响。介绍电感器的设计、优化（Q因子与自谐振频率SRF）及其在片上（On-chip）布局中的实现。 3.2 低噪声放大器（LNA）设计： 深入研究LNA在射频接收机前端中的作用。重点分析匹配网络（如输入阻抗匹配L-Network）的设计，以实现噪声系数（NF）和功率增益（Gain）的最佳折衷。探讨负载牵引（Load-pull）分析在优化晶体管工作点中的应用。 3.3 混频器与振荡器设计： 混频器： 详细分析倍频程（Doubler）和下变频混频器（Down-Conversion Mixer）的工作原理，特别是无源混频器（如Gilbert Cell）的线性度（IP3）和转换增益的优化。 压控振荡器（VCO）： 探讨如何设计具有高品质因数（Q值）和低相位噪声（Phase Noise）的振荡器。比较环形振荡器和LC振荡器的优缺点，并讲解锁相环（PLL）中的相位噪声传递函数分析。 3.4 功率放大器（PA）基础与效率提升： 介绍RF功率放大器（PA）的基本拓扑（如A/AB/D类）。着重分析效率问题，讲解包络跟踪（Envelope Tracking）和D类/E类开关技术在提高电池寿命方面的应用。 --- 第四部分：混合信号系统集成与验证 本部分将前述的模拟和数字模块结合起来，探讨系统级的集成挑战和验证方法。 4.1 模块间噪声隔离与电磁兼容（EMC）： 分析不同电路单元（特别是数字开关噪声与敏感模拟电路）之间的耦合路径。介绍地线（Grounding）、电源分配网络（PDN）的设计，以及屏蔽（Shielding）技术在降低串扰（Crosstalk）中的作用。 4.2 混合信号系统级建模与仿真： 介绍如何使用SPICE、Verilog-A/AMS等语言对整个数据转换系统进行行为级和晶体管级的联合仿真。强调瞬态仿真中的收敛性问题和大型电路的仿真加速技巧。 4.3 功耗管理与低功耗设计策略： 针对便携式应用，系统性地介绍降低静态和动态功耗的技术。涵盖时钟门控（Clock Gating）、电源门控（Power Gating）在混合信号IC中的应用，以及多电压域（Multi-Voltage Domain）设计所需的电平转换器（Level Shifter）的设计与实现。 本书旨在提供一个从器件物理到系统级架构的全面、深入且高度工程化的指南，适合有志于从事前沿集成电路（IC）设计与实现工作的工程师、研究人员和高年级学生。每章均配有详细的数学推导、关键性能指标（KPI）的分析，以及与实际流片经验紧密结合的设计案例。

评分☆☆☆☆☆

初次翻阅这本《基于ZENI的集成电路设计与实现技术》，我便被其宏大的叙事框架深深吸引。它并没有直接陷入对某个具体器件参数的咬文嚼字，而是从一个更广阔的视角，探讨了集成电路设计演进的宏观图景。作者的笔触如同历史学家一般，细致描绘了从早期真空管时代到如今大规模集成电路的时代变迁，每一个技术节点都被赋予了鲜活的生命。我尤其欣赏其中对于“摩尔定律”背后驱动力的深刻剖析，不仅仅是技术迭代的简单陈述，更是对整个行业生态、资本投入、人才培养等复杂因素的联动解读。书中对不同历史时期代表性集成电路产品的案例分析，如早期微处理器的诞生、内存技术的飞跃，乃至FPGA的崛起，都显得尤为生动。这不仅仅是技术史的回顾，更像是一部集成电路产业的“编年史”，让我得以窥见这个高科技领域是如何一步步演化至今，孕育出我们今天所见的万物互联的数字世界。它让我思考，在每一次技术革新浪潮中，究竟是哪些核心的哲学理念和工程突破，才得以引领整个行业前进。这种宏观层面的梳理，对于理解集成电路设计的本质及其未来发展趋势，无疑有着深远的启发意义，也为我后续深入研究具体技术打下了坚实的理论基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书最大的惊喜在于其对“实现”二字的深度挖掘，让我对集成电路从概念到实体这一漫长而充满挑战的旅程有了全新的认识。它没有止步于理论模型的构建，而是将大量的篇幅聚焦于设计成果如何真正落地，如何从蓝图变成一块块闪耀着智慧的硅片。我特别关注了其中关于验证与测试的章节，作者详细阐述了不同层次的验证方法，从逻辑仿真到物理验证，再到后期的晶圆测试。这些过程的复杂性和精细度，远超我的初步想象。书中对版图设计规则（DRC）和设计可制造性（DFM）的讲解，更是让我体会到，一个成功的集成电路设计，不仅需要精确的逻辑功能，更需要充分考虑制造工艺的限制，才能最大程度地避免生产中的缺陷，提高良品率。特别是关于良率提升的策略，涉及到了从设计阶段的预判、制造过程中的监控，到最终的失效分析，形成了一个闭环的质量控制体系。作者用多个真实的案例，将这些抽象的概念具象化，例如某个芯片流片失败后，是如何通过逆向工程和详细的失败模式分析，最终找到问题根源并进行改进的。这种贴近实践的讲解，让我深刻理解了“实现”背后的艰辛与智慧，也让我对工程师们在产品化过程中所付出的巨大努力肃然起敬。

评分☆☆☆☆☆

我在这本书中找到了一种别样的学习乐趣，那便是它对于“优化”这一核心概念的层层剥离。作者并非简单地罗列各种优化算法，而是将优化看作是集成电路设计贯穿始终的生命线，从宏观架构到微观晶体管层面，无处不在。我从书中了解到，性能、功耗和面积（PPA）这三大指标的博弈，是集成电路设计工程师永恒的课题。书中的一些章节，详细剖析了如何在不同的设计流程阶段，针对PPA进行有针对性的优化。例如，在逻辑综合阶段，如何选择合适的综合策略，以在满足时序要求的前提下，尽可能地减小电路面积；在布局布线阶段，如何通过算法优化，缩短信号路径，降低功耗，同时又要避免信号串扰。我尤其对书中关于低功耗设计策略的探讨印象深刻，从门控时钟、电源门控，到动态电压频率调整（DVFS），一系列技术手段的介绍，让我看到了工程师们为了满足日益增长的移动化和物联网设备的续航需求所做的努力。书中还提到了一些更前沿的优化技术，如基于机器学习的优化方法，这为我打开了新的思路，让我思考未来的集成电路设计将如何借助人工智能的力量，实现更极致的性能提升。

评分☆☆☆☆☆

这本书最吸引我的地方在于它对“技术融合”的深入洞察，它让我看到集成电路设计并非孤立存在，而是与众多相关技术领域相互依存、共同演进。作者在书中并没有将集成电路设计视为一个封闭的学科，而是将其置于一个更广阔的工程技术生态中进行审视。我从中了解到，先进的制造工艺（如FinFET、GAA等）是如何为更复杂的电路设计提供了可能，同时，电路设计对制造工艺也提出了更高的要求。书中对封装技术的介绍也让我大开眼界，从传统的封装方式到先进的3D封装，再到Chiplet技术，这些技术的发展如何使得更大规模、更高性能的芯片集成成为可能。此外，我还注意到书中对软件与硬件协同设计（Hardware-Software Co-design）的讨论，这让我理解了，在当今复杂的系统中，软硬件的紧密配合对于实现整体最优性能至关重要。例如，一个高效的AI加速器，其硬件架构的设计与运行在其上的算法和软件框架，是密不可分的。这种跨领域的知识融合，让我认识到，要真正掌握集成电路设计，必须具备跨学科的视野和整合能力，才能应对未来更加复杂和多样化的应用需求。

评分☆☆☆☆☆

这本书让我对“创新”的驱动力有了更深刻的理解，它不仅仅是技术本身的进步，更是对问题解决和需求满足的持续追求。作者在书中并没有仅仅停留在对现有技术的罗列，而是试图去挖掘那些促使新技术、新方法不断涌现的根本原因。我从中了解到，很多集成电路设计的突破，往往源于对某些“痛点”的深刻洞察和创造性的解决方案。例如，在移动设备领域，续航能力的瓶颈促使了低功耗设计的不断革新；在高性能计算领域，对算力需求的爆发式增长，推动了架构的创新和并行处理能力的大幅提升。书中对一些具有颠覆性意义的集成电路技术，如RISC-V指令集架构的兴起，也进行了深入的探讨，分析了其开放性和灵活性是如何吸引全球的开发者，推动了开源硬件生态的发展。这种对创新源泉的追溯，让我明白，技术的发展并非线性前进，而是充满了曲折与突破。阅读本书，我仿佛置身于一个充满思想碰撞和智慧火花的实验室，看到了无数工程师们为了解决实际问题，不断挑战极限、勇于创新的生动景象。