具体描述
基本信息
书名：低功耗CMOS电路设计--逻辑设计与CAD工具
定价：65.00元
作者：(瑞士)Christian Piguet,陈力颖
出版社：科学出版社
出版日期：2011-07-01
ISBN：9787030315687
字数：
页码：
版次：1
装帧：平装
开本：16开
商品重量：0.663kg
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《低功耗CMOS电路设计》着重叙述低功耗电路设计，包括工艺与器件、逻辑电路以及CAD设计工具三个方面的内容。在工艺器件方面，描述了低功耗电子学的历史、深亚微米体硅SOI技术的进展、CMOS纳米工艺中的漏电、纳米电子学与未来发展趋势、以及光互连技术；在低功耗电路方面，描述了深亚微米设计建模、低功耗标准单元、高速低功耗动态逻辑与运算电路、以及在结构、电路、器件的各个层面上的低功耗设计技术，包括时钟、互连、弱反型超低功耗设计和绝热电路；在低功耗CAD设计工具方面，描述了功耗模型与高层次功耗估计，国际上主要CAD公司的功耗设计工具以及低功耗设计流程。本书由(瑞士)christianPiguet主编。
内容提要
《低功耗CMOS电路设计》着重叙述低功耗电路设计，部分概述低功耗电子技术和深亚微米下体硅sOI技术的进展、CMOS纳米技术中的漏电流及光互连技术等；第二部分阐述深亚微米设计模型、低功耗标准单元、低功耗超高速动态逻辑与运算电路，以及在结构、电路、器件的各个层面上的低功耗设计技术；第三部分主要针对CAD设计工具及低功耗设计流程进行阐述。本书的内容来自低功耗集成电路设计领域三十多位学者和专家的具体实践，包括学术界与工业界多年来的研究设计成果与经验，所介绍的技术可以直接应用于产品设计。
《低功耗CMOS电路设计》可以作为微电子、电子科学与技术、集成电路等领域的研发、设计人员及工科院校相关专业师生的实用参考资料。本书由(瑞士)christianPiguet主编。
目录
作者介绍
ChristianPiguet，瑞士Nyon人，分别在1974年和1981年获得洛桑联邦瑞士大学(EPFL)的电子工程硕士与博士学位。Piguet博士于1974年加入了瑞士纳沙泰尔Centre Electronique HorlogerS.A.实验室。主要研究钟表业的CMOS数字集成电路和嵌入式低功耗微处理器，以及基于门阵列方法的CAD工具。他目前是纳沙泰尔CSEMCentre Suisse d'Electronique et de MicrotechniqueS.A.实验室超低功耗部门的负责人，并参与低功耗和高速CMOS集成电路的设计与管理。他的主要兴趣包括低功耗微处理器与DSP、低功耗标准单元库、门控时钟和低功耗技术及异步设计。
文摘
序言
用户评价
作为一名资深的硬件工程师，我在数字电路设计领域已经摸爬滚打了十余年，见过不少技术书籍，但能让我眼前一亮的却不多。这本书，绝对算得上其中之一。它的价值，首先体现在其对“逻辑设计”和“CAD工具”这两个关键环节的有机结合上。很多同类书籍，要么过于偏重理论，要么过于依赖工具的“黑箱”操作，而这本书则做到了很好的平衡。它深入浅出地讲解了各种低功耗逻辑设计风格，比如如何通过精简逻辑、减少状态转移、优化时序等方式来降低动态功耗。我尤其欣赏其中关于“时钟树综合”（Clock Tree Synthesis, CTS）和“电源网格设计”（Power Grid Design）的章节。在以往的设计中，我对这些模块的理解往往停留在“怎么用”的层面，而这本书则深入剖析了它们如何影响功耗，以及在低功耗设计中应该遵循的原则。例如，它详细阐述了如何通过选择合适的时钟分配策略，减少时钟树的面积和功耗，以及如何设计一个高效且鲁棒的电源网格，以保证电路在不同工作模式下的电压稳定性，从而减少功耗波动。更让我惊喜的是，书中对CAD工具的介绍，并非简单的功能罗列，而是将其融入到实际的设计流程中。它详细介绍了如何使用 Synopsis 的 Power Compiler, Cadence 的 Innovus 等工具，从 RTL 阶段就开始进行功耗的建模和分析，如何利用这些工具进行门控时钟插入、电源门控区域划分，以及如何进行功耗的优化和收敛。书中提供的很多命令和脚本示例，对于我这样的资深工程师来说，也是非常宝贵的参考资料。它帮助我重新审视了我们团队在低功耗设计流程中的一些不足，并提供了改进的方向。总而言之，这本书不仅仅是为初学者准备的入门指南，更是为我们这些有经验的设计师提供了一个系统性、前瞻性的视角，帮助我们更深入地理解低功耗CMOS电路设计的精髓，并在实际工作中不断提升设计水平。
评分在我看来，这本书最大的亮点在于它对“逻辑设计”与“CAD工具”的深度融合。很多书籍在介绍低功耗设计时，要么是停留在概念层面，要么就是简单罗列工具的功能，而这本书则将两者紧密结合，让我看到了理论是如何指导实践，实践又是如何反哺理论的。例如，在讲解“电源门控”（Power Gating）技术时，书中不仅详细介绍了其基本原理、实现方式（例如，如何插入断电开关，如何设计保留逻辑），还结合了实际的EDA工具（如Synopsys的Power Compiler）来演示如何进行电源门控区域的划分、如何优化断电开关的尺寸、以及如何进行功耗和时序的协同优化。这让我明白，低功耗设计不仅仅是选择一种技术，更是要将技术与工具相结合，进行精细化的设计和验证。书中对“亚阈值功耗”（Subthreshold Power）的分析也让我印象深刻。过去，我往往只关注动态功耗，而低功耗设备在待机状态下，亚阈值功耗可能会成为一个不容忽视的能耗大户。书中详细阐述了亚阈值功耗的来源，以及如何通过选择合适的工艺、设计合适的电路结构来降低亚阈值功耗。我尤其欣赏书中关于“多阈值电压”（Multi-Vt）CMOS技术的讲解。它不仅解释了高Vt和低Vt晶体管在速度和漏电流上的权衡，还提供了在综合阶段如何自动分配多Vt晶体管的指导，以及如何通过功耗分析工具来验证Vt分配策略的有效性。这本书让我感觉到，低功耗CMOS电路设计是一个需要系统性思考和精细化操作的领域，而这本书，恰恰为我提供了这样一个全面的视角和实用的工具。
评分这本书以其独特的设计理念，为我打开了低功耗CMOS电路设计的新视野。我一直认为，低功耗设计是一个“细节决定成败”的领域，需要对电路的每一个环节都有深入的理解。这本书恰恰满足了我的这一需求。它并没有局限于宏观的功耗策略，而是深入到每一个具体的逻辑单元和电路结构，进行详细的功耗分析和优化。我特别喜欢书中关于“门控功耗”（Gate Power）和“时钟功耗”（Clock Power）的章节。它不仅讲解了这些功耗的来源，还提供了非常具体的优化方法，例如，如何通过优化组合逻辑的深度来减少开关功耗，如何通过精简时钟树来降低时钟功耗。这些看似细微的优化，累积起来却能带来显著的功耗节省。书中对“亚阈值功耗”（Subthreshold Power）的深入分析，也让我受益匪浅。我之前对于亚阈值功耗的认识比较浅显，仅仅知道它与漏电流有关。而这本书则详细讲解了亚阈值功耗的物理机制，以及如何通过选择合适的工艺和设计合适的电路结构来降低亚阈值功耗。这让我意识到，低功耗设计并非仅仅是关注动态功耗，而是需要从各个角度进行全方位的考虑。此外，书中对CAD工具的应用讲解，也非常实用。它不仅仅是罗列工具的功能，而是将工具的应用融入到实际的设计流程中，通过案例分析，展示了如何利用这些工具来完成功耗分析、功耗优化等任务。这让我觉得，这本书不仅仅是理论知识的传授，更是实操指南。
评分这本书的语言风格非常接地气，没有过于冗长和空洞的理论堆砌，而是直击要点，用清晰的逻辑和具体的例子来阐述复杂的概念。我作为一名初学者，最害怕的就是那些晦涩难懂的书籍，往往看了半天也抓不住重点。这本书在这方面做得非常好。它从最基本的CMOS电路的功耗特性讲起，比如开关功耗、漏电流等，然后逐步引出各种低功耗设计技术。我特别喜欢书中关于“门控时钟”（Clock Gating）的讲解，它不仅仅给出了门控时钟的原理，还深入分析了门控时钟引入的时序约束和时钟信号的抖动问题，以及如何通过自动化工具来解决这些问题。这让我意识到，一项看似简单的技术，在实际应用中也需要考虑很多细节。书中对“动态电压和频率调整”（DVFS）的介绍也让我耳目一新。我之前只知道DVFS是一个提高能效的技术，但具体如何实现，如何在软件和硬件层面协同工作，一直是个模糊的概念。这本书通过详细的框图和流程图，让我清晰地理解了DVFS的实现机制，以及如何在逻辑设计中为其预留接口和设计控制逻辑。更重要的是，书中对CAD工具的介绍，并不是泛泛而谈，而是提供了具体的工具名称和功能描述，甚至还有一些操作示例。这让我觉得，这本书不仅仅是理论知识的传授，更是实操指导。我希望通过这本书的学习，能够真正掌握低功耗CMOS电路设计的方法论，并且能够熟练运用相关的CAD工具，在实际项目中设计出更节能的电路。
评分这本书的封面设计，那种简洁的蓝色和银色搭配，在众多技术书籍中显得尤为沉静而专业。我一开始是被它的标题吸引的，"低功耗CMOS电路设计——逻辑设计与CAD工具"，这几个关键词精准地击中了我在当前工作中所面临的瓶颈。作为一名刚刚接触数字集成电路设计不久的初级工程师，我深知低功耗设计的重要性，尤其是在移动设备和物联网领域，电池续航能力直接关系到产品的市场竞争力。然而，在实际工作中，我发现自己往往只停留在功能实现的层面，对于如何从根本上优化功耗，尤其是CMOS电路层面的低功耗设计策略，了解得非常有限。这本书的标题承诺了一个系统的讲解，从逻辑设计的角度出发，再到CAD工具的应用，这正是我所需要的，一个能够理论联系实际，指导我如何去实践的工具。我预想这本书会详细介绍各种低功耗CMOS电路的架构，比如门控时钟（Clock Gating）、电源门控（Power Gating）、动态电压和频率调整（DVFS）等技术，并且会深入剖析这些技术背后的原理，说明它们是如何有效降低静态功耗和动态功耗的。我更期待的是，书中能够通过大量的实例，演示如何在具体的逻辑设计流程中应用这些技术，例如，在 RTL 编码阶段就考虑功耗的优化，或者在综合和布局布线阶段如何利用工具来约束功耗。CAD工具的介绍也是我非常看重的一点，因为脱离了实际工具的应用，理论知识终究难以转化为生产力。我希望能看到关于主流EDA工具，如Synopsys、Cadence、Mentor Graphics等，在低功耗设计方面的具体功能和操作方法，包括功耗分析工具的使用，如何设定功耗目标，以及如何根据分析结果来调整设计。这本书，在我心中，不仅仅是一本技术手册，更像是一位经验丰富的导师，能够引领我在低功耗CMOS电路设计的道路上，少走弯路，快速成长。我希望它能帮助我建立起一套完整的低功耗设计思维，理解不同技术之间的权衡，并最终能够独立完成具有竞争力的低功耗CMOS电路设计。
评分这本书对于我这样的资深芯片架构师来说，最大的价值在于其前瞻性和系统性。在多年的设计实践中，我深刻体会到，低功耗设计已经不再是锦上添花，而是核心竞争力。而如何实现低功耗，则需要一个系统性的方法论。这本书恰恰提供了这样一个系统性的视角。它不仅涵盖了从逻辑设计到CAD工具应用的各个环节，更重要的是，它将各种低功耗设计技术有机地结合在一起，形成了一个完整的生态系统。我尤其欣赏书中对“电源管理”（Power Management）这一宏观概念的深入探讨。它不仅仅局限于具体的电路设计，更是从系统层面，探讨了如何通过精细化的电源管理策略，实现整个芯片的功耗优化。例如，书中关于“多电压域”（Multi-Voltage Domain）的设计，以及如何通过电源开关和稳压器来实现不同电压域之间的隔离和切换，都给我留下了深刻的印象。这不仅仅是技术上的创新，更是架构上的革新。此外，书中对“功耗的权衡与优化”（Power Trade-offs and Optimization）的详细分析，也为我提供了宝贵的参考。在实际设计中，我们常常面临性能、面积、功耗之间的权衡。这本书通过对各种设计选项的优劣势进行量化分析，帮助我更清晰地理解各种权衡背后的原因，以及如何做出最优的选择。我希望通过这本书的学习，能够不断提升我在芯片架构设计中对低功耗的掌控能力，为公司开发出更具竞争力的下一代产品。
评分这本书的整体风格严谨而不失灵活，既有深入的理论分析，又不乏生动的实例演示。作为一名在功耗优化领域深耕多年的工程师，我常常在工作中遇到各种复杂的设计挑战，而这本书恰恰为我提供了一个系统性的解决方案。我尤其赞赏书中对“功耗建模与仿真”（Power Modeling and Simulation）的详细介绍。它不仅讲解了不同功耗模型的原理，还深入阐述了如何利用各种EDA工具（如Synopsys的PrimeTime PX, Cadence的Joules）进行功耗的建模、仿真和分析。书中提供的功耗分析报告解读方法，以及如何根据分析结果来调整设计，都非常有指导意义。这让我意识到，精确的功耗建模和仿真，是实现高效功耗优化的前提。此外，书中关于“动态功耗优化”（Dynamic Power Optimization）的讲解也让我受益匪浅。它不仅涵盖了传统的门控时钟、多电压域等技术，还深入探讨了如何通过更精细化的逻辑优化，例如，选择更优的算法、优化数据通路、减少不必要的计算等方式来降低动态功耗。我期待书中能够有更多关于如何利用人工智能或机器学习等技术来辅助功耗优化的内容，这将是未来的一个重要发展方向。总而言之，这本书为我提供了一个全面、深入的低功耗CMOS电路设计框架，帮助我不断提升在这一领域的专业能力。
评分这本书以一种非常“实战”的方式，让我对低功耗CMOS电路设计有了全新的认识。我一直觉得，理论知识很重要，但如果不能转化为实际可行的设计方案，那就是纸上谈兵。这本书，恰恰填补了这一鸿沟。在阅读关于“门控时钟”（Clock Gating）的章节时，我被书中详细的分析所折服。它不仅讲解了不同类型的门控时钟（例如，组合逻辑门控、顺序逻辑门控），还深入剖析了门控时钟插入所带来的功耗节省和潜在的时序问题。更重要的是，书中提供了如何通过自动化工具实现高效门控时钟插入的指导，以及如何验证其有效性和正确性。这对于我们团队在项目后期遇到功耗瓶颈时，提供了非常直接的解决方案。我特别关注了书中关于“动态电压和频率调整”（DVFS）部分的讲解。在过去，我常常在性能和功耗之间做非此即彼的选择，而DVFS技术则提供了一种动态调整的思路，让系统可以在保证基本性能的前提下，最大限度地降低功耗。书中详细解释了DVFS的实现原理，包括如何根据应用的需求动态地调整电压和频率，以及如何设计相应的控制逻辑。我期待书中能够有更多关于如何利用FPGA或ASIC原型平台来实现DVFS的实例，这样我就可以在实际硬件上验证这些技术的效果。此外，书中对“功耗建模与分析”的详细介绍也让我受益匪浅。它讲解了如何使用各种EDA工具，从RTL到门级网表，进行不同粒度的功耗分析，包括静态功耗、动态功耗、瞬态功耗等。书中提供的功耗分析报告解读方法，以及如何根据分析结果来优化设计，都非常有指导意义。我希望这本书能够帮助我建立起一套完整的低功耗设计流程，从概念设计到最终实现，都能将功耗作为关键的考量因素。
评分这本书的价值，在于其将“逻辑设计”和“CAD工具”这两条线索巧妙地融合在一起，形成了一个完整的低功耗CMOS电路设计体系。我之前在学习低功耗设计时，常常觉得理论和实践之间存在一道鸿沟，理论知识虽然扎实，但到了实际应用时，却不知如何下手。这本书恰恰弥补了这一不足。在讲解“门控时钟”（Clock Gating）时，书中不仅阐述了其原理和优点，还结合了Synopsys的Design Compiler等工具，演示了如何通过自动化的指令插入门控时钟，以及如何通过时序分析工具来检查门控时钟引入的时序问题。这让我深刻体会到，理论与工具的结合，是实现高效低功耗设计的关键。我特别关注了书中关于“电源门控”（Power Gating）的章节。它不仅详细讲解了电源门控的原理、实现方式，还深入分析了电源门控带来的挑战，例如，断电和上电时的时序恢复、电感效应等，并提供了相应的解决方案。这让我意识到，低功耗设计是一个需要全面考虑各个方面因素的复杂工程。此外，书中对“功耗建模与分析”的详细介绍，也让我受益匪浅。它讲解了如何利用各种EDA工具，从RTL到门级网表，进行不同粒度的功耗分析，包括静态功耗、动态功耗、瞬态功耗等。书中提供的功耗分析报告解读方法，以及如何根据分析结果来优化设计，都非常有指导意义。这本书，真正让我看到了低功耗CMOS电路设计的“道”与“术”，让我能够更好地将其应用于实际项目中。
评分翻开这本书，最令我印象深刻的是其清晰的逻辑结构和循序渐进的讲解方式。作者并没有上来就抛出复杂的公式和晦涩的理论，而是从最基础的CMOS器件特性入手，逐步深入到更高级的低功耗设计技术。对于我这样需要系统性梳理知识的读者来说，这种编排方式无疑是极大的福音。我尤其喜欢其中关于亚阈值导通（Subthreshold Conduction）和漏电流（Leakage Current）的章节。过去，我总觉得漏电流是不可避免的“杂音”，影响性能，却不知道如何从根本上控制它。这本书详细解释了漏电流产生的物理机制，以及如何在设计层面通过选择合适的晶体管尺寸、偏置电压等来最小化漏电流。这让我意识到，低功耗设计并非仅仅是后期优化的任务，而是需要贯穿于整个设计生命周期的。书中对各种低功耗设计技术，如多阈值电压（Multi-Vt）CMOS、动态体偏置（Dynamic Body Biasing）等，都进行了详尽的阐述。我特别关注了其对这些技术在不同应用场景下的优缺点分析，这有助于我根据实际的项目需求，选择最合适的设计方案。例如，书中在介绍多阈值电压技术时，不仅解释了高Vt和低Vt晶体管的功耗和速度权衡，还给出了如何在综合阶段通过工具实现多Vt分配的具体指导。这让我觉得，书中所讲的内容都是可以直接应用到实际工程中的。此外，书中对CAD工具的介绍也十分接地气。它不仅仅罗列了工具的功能，更通过案例分析，展示了如何使用这些工具来检查电路的功耗，如何进行功耗仿真，以及如何针对性地改进设计。这种“手把手”的教学模式，对于我这种动手能力相对较弱的读者来说，非常有帮助。我希望通过这本书的学习，能够真正掌握低功耗CMOS电路设计的核心技术，并且能够熟练运用各种EDA工具来实现这些技术，从而在实际工作中，能够设计出性能优越、功耗卓越的集成电路。
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