具體描述
基本信息
書名：低功耗CMOS電路設計--邏輯設計與CAD工具
定價：65.00元
作者：(瑞士)Christian Piguet,陳力穎
齣版社：科學齣版社
齣版日期：2011-07-01
ISBN：9787030315687
字數：
頁碼：
版次：1
裝幀：平裝
開本：16開
商品重量：0.663kg
編輯推薦
《低功耗CMOS電路設計》著重敘述低功耗電路設計，包括工藝與器件、邏輯電路以及CAD設計工具三個方麵的內容。在工藝器件方麵，描述瞭低功耗電子學的曆史、深亞微米體矽SOI技術的進展、CMOS納米工藝中的漏電、納米電子學與未來發展趨勢、以及光互連技術；在低功耗電路方麵，描述瞭深亞微米設計建模、低功耗標準單元、高速低功耗動態邏輯與運算電路、以及在結構、電路、器件的各個層麵上的低功耗設計技術，包括時鍾、互連、弱反型超低功耗設計和絕熱電路；在低功耗CAD設計工具方麵，描述瞭功耗模型與高層次功耗估計，國際上主要CAD公司的功耗設計工具以及低功耗設計流程。本書由(瑞士)christianPiguet主編。
內容提要
《低功耗CMOS電路設計》著重敘述低功耗電路設計，部分概述低功耗電子技術和深亞微米下體矽sOI技術的進展、CMOS納米技術中的漏電流及光互連技術等；第二部分闡述深亞微米設計模型、低功耗標準單元、低功耗超高速動態邏輯與運算電路，以及在結構、電路、器件的各個層麵上的低功耗設計技術；第三部分主要針對CAD設計工具及低功耗設計流程進行闡述。本書的內容來自低功耗集成電路設計領域三十多位學者和專傢的具體實踐，包括學術界與工業界多年來的研究設計成果與經驗，所介紹的技術可以直接應用於産品設計。
《低功耗CMOS電路設計》可以作為微電子、電子科學與技術、集成電路等領域的研發、設計人員及工科院校相關專業師生的實用參考資料。本書由(瑞士)christianPiguet主編。
目錄
作者介紹
ChristianPiguet，瑞士Nyon人，分彆在1974年和1981年獲得洛桑聯邦瑞士大學(EPFL)的電子工程碩士與博士學位。Piguet博士於1974年加入瞭瑞士納沙泰爾Centre Electronique HorlogerS.A.實驗室。主要研究鍾錶業的CMOS數字集成電路和嵌入式低功耗微處理器，以及基於門陣列方法的CAD工具。他目前是納沙泰爾CSEMCentre Suisse d'Electronique et de MicrotechniqueS.A.實驗室超低功耗部門的負責人，並參與低功耗和高速CMOS集成電路的設計與管理。他的主要興趣包括低功耗微處理器與DSP、低功耗標準單元庫、門控時鍾和低功耗技術及異步設計。
文摘
序言
用戶評價
這本書的價值，在於其將“邏輯設計”和“CAD工具”這兩條綫索巧妙地融閤在一起，形成瞭一個完整的低功耗CMOS電路設計體係。我之前在學習低功耗設計時，常常覺得理論和實踐之間存在一道鴻溝，理論知識雖然紮實，但到瞭實際應用時，卻不知如何下手。這本書恰恰彌補瞭這一不足。在講解“門控時鍾”（Clock Gating）時，書中不僅闡述瞭其原理和優點，還結閤瞭Synopsys的Design Compiler等工具，演示瞭如何通過自動化的指令插入門控時鍾，以及如何通過時序分析工具來檢查門控時鍾引入的時序問題。這讓我深刻體會到，理論與工具的結閤，是實現高效低功耗設計的關鍵。我特彆關注瞭書中關於“電源門控”（Power Gating）的章節。它不僅詳細講解瞭電源門控的原理、實現方式，還深入分析瞭電源門控帶來的挑戰，例如，斷電和上電時的時序恢復、電感效應等，並提供瞭相應的解決方案。這讓我意識到，低功耗設計是一個需要全麵考慮各個方麵因素的復雜工程。此外，書中對“功耗建模與分析”的詳細介紹，也讓我受益匪淺。它講解瞭如何利用各種EDA工具，從RTL到門級網錶，進行不同粒度的功耗分析，包括靜態功耗、動態功耗、瞬態功耗等。書中提供的功耗分析報告解讀方法，以及如何根據分析結果來優化設計，都非常有指導意義。這本書，真正讓我看到瞭低功耗CMOS電路設計的“道”與“術”，讓我能夠更好地將其應用於實際項目中。
評分這本書對於我這樣的資深芯片架構師來說，最大的價值在於其前瞻性和係統性。在多年的設計實踐中，我深刻體會到，低功耗設計已經不再是錦上添花，而是核心競爭力。而如何實現低功耗，則需要一個係統性的方法論。這本書恰恰提供瞭這樣一個係統性的視角。它不僅涵蓋瞭從邏輯設計到CAD工具應用的各個環節，更重要的是，它將各種低功耗設計技術有機地結閤在一起，形成瞭一個完整的生態係統。我尤其欣賞書中對“電源管理”（Power Management）這一宏觀概念的深入探討。它不僅僅局限於具體的電路設計，更是從係統層麵，探討瞭如何通過精細化的電源管理策略，實現整個芯片的功耗優化。例如，書中關於“多電壓域”（Multi-Voltage Domain）的設計，以及如何通過電源開關和穩壓器來實現不同電壓域之間的隔離和切換，都給我留下瞭深刻的印象。這不僅僅是技術上的創新，更是架構上的革新。此外，書中對“功耗的權衡與優化”（Power Trade-offs and Optimization）的詳細分析，也為我提供瞭寶貴的參考。在實際設計中，我們常常麵臨性能、麵積、功耗之間的權衡。這本書通過對各種設計選項的優劣勢進行量化分析，幫助我更清晰地理解各種權衡背後的原因，以及如何做齣最優的選擇。我希望通過這本書的學習，能夠不斷提升我在芯片架構設計中對低功耗的掌控能力，為公司開發齣更具競爭力的下一代産品。
評分這本書的封麵設計，那種簡潔的藍色和銀色搭配，在眾多技術書籍中顯得尤為沉靜而專業。我一開始是被它的標題吸引的，"低功耗CMOS電路設計——邏輯設計與CAD工具"，這幾個關鍵詞精準地擊中瞭我在當前工作中所麵臨的瓶頸。作為一名剛剛接觸數字集成電路設計不久的初級工程師，我深知低功耗設計的重要性，尤其是在移動設備和物聯網領域，電池續航能力直接關係到産品的市場競爭力。然而，在實際工作中，我發現自己往往隻停留在功能實現的層麵，對於如何從根本上優化功耗，尤其是CMOS電路層麵的低功耗設計策略，瞭解得非常有限。這本書的標題承諾瞭一個係統的講解，從邏輯設計的角度齣發，再到CAD工具的應用，這正是我所需要的，一個能夠理論聯係實際，指導我如何去實踐的工具。我預想這本書會詳細介紹各種低功耗CMOS電路的架構，比如門控時鍾（Clock Gating）、電源門控（Power Gating）、動態電壓和頻率調整（DVFS）等技術，並且會深入剖析這些技術背後的原理，說明它們是如何有效降低靜態功耗和動態功耗的。我更期待的是，書中能夠通過大量的實例，演示如何在具體的邏輯設計流程中應用這些技術，例如，在 RTL 編碼階段就考慮功耗的優化，或者在綜閤和布局布綫階段如何利用工具來約束功耗。CAD工具的介紹也是我非常看重的一點，因為脫離瞭實際工具的應用，理論知識終究難以轉化為生産力。我希望能看到關於主流EDA工具，如Synopsys、Cadence、Mentor Graphics等，在低功耗設計方麵的具體功能和操作方法，包括功耗分析工具的使用，如何設定功耗目標，以及如何根據分析結果來調整設計。這本書，在我心中，不僅僅是一本技術手冊，更像是一位經驗豐富的導師，能夠引領我在低功耗CMOS電路設計的道路上，少走彎路，快速成長。我希望它能幫助我建立起一套完整的低功耗設計思維，理解不同技術之間的權衡，並最終能夠獨立完成具有競爭力的低功耗CMOS電路設計。
評分在我看來，這本書最大的亮點在於它對“邏輯設計”與“CAD工具”的深度融閤。很多書籍在介紹低功耗設計時，要麼是停留在概念層麵，要麼就是簡單羅列工具的功能，而這本書則將兩者緊密結閤，讓我看到瞭理論是如何指導實踐，實踐又是如何反哺理論的。例如，在講解“電源門控”（Power Gating）技術時，書中不僅詳細介紹瞭其基本原理、實現方式（例如，如何插入斷電開關，如何設計保留邏輯），還結閤瞭實際的EDA工具（如Synopsys的Power Compiler）來演示如何進行電源門控區域的劃分、如何優化斷電開關的尺寸、以及如何進行功耗和時序的協同優化。這讓我明白，低功耗設計不僅僅是選擇一種技術，更是要將技術與工具相結閤，進行精細化的設計和驗證。書中對“亞閾值功耗”（Subthreshold Power）的分析也讓我印象深刻。過去，我往往隻關注動態功耗，而低功耗設備在待機狀態下，亞閾值功耗可能會成為一個不容忽視的能耗大戶。書中詳細闡述瞭亞閾值功耗的來源，以及如何通過選擇閤適的工藝、設計閤適的電路結構來降低亞閾值功耗。我尤其欣賞書中關於“多閾值電壓”（Multi-Vt）CMOS技術的講解。它不僅解釋瞭高Vt和低Vt晶體管在速度和漏電流上的權衡，還提供瞭在綜閤階段如何自動分配多Vt晶體管的指導，以及如何通過功耗分析工具來驗證Vt分配策略的有效性。這本書讓我感覺到，低功耗CMOS電路設計是一個需要係統性思考和精細化操作的領域，而這本書，恰恰為我提供瞭這樣一個全麵的視角和實用的工具。
評分這本書的語言風格非常接地氣，沒有過於冗長和空洞的理論堆砌，而是直擊要點，用清晰的邏輯和具體的例子來闡述復雜的概念。我作為一名初學者，最害怕的就是那些晦澀難懂的書籍，往往看瞭半天也抓不住重點。這本書在這方麵做得非常好。它從最基本的CMOS電路的功耗特性講起，比如開關功耗、漏電流等，然後逐步引齣各種低功耗設計技術。我特彆喜歡書中關於“門控時鍾”（Clock Gating）的講解，它不僅僅給齣瞭門控時鍾的原理，還深入分析瞭門控時鍾引入的時序約束和時鍾信號的抖動問題，以及如何通過自動化工具來解決這些問題。這讓我意識到，一項看似簡單的技術，在實際應用中也需要考慮很多細節。書中對“動態電壓和頻率調整”（DVFS）的介紹也讓我耳目一新。我之前隻知道DVFS是一個提高能效的技術，但具體如何實現，如何在軟件和硬件層麵協同工作，一直是個模糊的概念。這本書通過詳細的框圖和流程圖，讓我清晰地理解瞭DVFS的實現機製，以及如何在邏輯設計中為其預留接口和設計控製邏輯。更重要的是，書中對CAD工具的介紹，並不是泛泛而談，而是提供瞭具體的工具名稱和功能描述，甚至還有一些操作示例。這讓我覺得，這本書不僅僅是理論知識的傳授，更是實操指導。我希望通過這本書的學習，能夠真正掌握低功耗CMOS電路設計的方法論，並且能夠熟練運用相關的CAD工具，在實際項目中設計齣更節能的電路。
評分翻開這本書，最令我印象深刻的是其清晰的邏輯結構和循序漸進的講解方式。作者並沒有上來就拋齣復雜的公式和晦澀的理論，而是從最基礎的CMOS器件特性入手，逐步深入到更高級的低功耗設計技術。對於我這樣需要係統性梳理知識的讀者來說，這種編排方式無疑是極大的福音。我尤其喜歡其中關於亞閾值導通（Subthreshold Conduction）和漏電流（Leakage Current）的章節。過去，我總覺得漏電流是不可避免的“雜音”，影響性能，卻不知道如何從根本上控製它。這本書詳細解釋瞭漏電流産生的物理機製，以及如何在設計層麵通過選擇閤適的晶體管尺寸、偏置電壓等來最小化漏電流。這讓我意識到，低功耗設計並非僅僅是後期優化的任務，而是需要貫穿於整個設計生命周期的。書中對各種低功耗設計技術，如多閾值電壓（Multi-Vt）CMOS、動態體偏置（Dynamic Body Biasing）等，都進行瞭詳盡的闡述。我特彆關注瞭其對這些技術在不同應用場景下的優缺點分析，這有助於我根據實際的項目需求，選擇最閤適的設計方案。例如，書中在介紹多閾值電壓技術時，不僅解釋瞭高Vt和低Vt晶體管的功耗和速度權衡，還給齣瞭如何在綜閤階段通過工具實現多Vt分配的具體指導。這讓我覺得，書中所講的內容都是可以直接應用到實際工程中的。此外，書中對CAD工具的介紹也十分接地氣。它不僅僅羅列瞭工具的功能，更通過案例分析，展示瞭如何使用這些工具來檢查電路的功耗，如何進行功耗仿真，以及如何針對性地改進設計。這種“手把手”的教學模式，對於我這種動手能力相對較弱的讀者來說，非常有幫助。我希望通過這本書的學習，能夠真正掌握低功耗CMOS電路設計的核心技術，並且能夠熟練運用各種EDA工具來實現這些技術，從而在實際工作中，能夠設計齣性能優越、功耗卓越的集成電路。
評分作為一名資深的硬件工程師，我在數字電路設計領域已經摸爬滾打瞭十餘年，見過不少技術書籍，但能讓我眼前一亮的卻不多。這本書，絕對算得上其中之一。它的價值，首先體現在其對“邏輯設計”和“CAD工具”這兩個關鍵環節的有機結閤上。很多同類書籍，要麼過於偏重理論，要麼過於依賴工具的“黑箱”操作，而這本書則做到瞭很好的平衡。它深入淺齣地講解瞭各種低功耗邏輯設計風格，比如如何通過精簡邏輯、減少狀態轉移、優化時序等方式來降低動態功耗。我尤其欣賞其中關於“時鍾樹綜閤”（Clock Tree Synthesis, CTS）和“電源網格設計”（Power Grid Design）的章節。在以往的設計中，我對這些模塊的理解往往停留在“怎麼用”的層麵，而這本書則深入剖析瞭它們如何影響功耗，以及在低功耗設計中應該遵循的原則。例如，它詳細闡述瞭如何通過選擇閤適的時鍾分配策略，減少時鍾樹的麵積和功耗，以及如何設計一個高效且魯棒的電源網格，以保證電路在不同工作模式下的電壓穩定性，從而減少功耗波動。更讓我驚喜的是，書中對CAD工具的介紹，並非簡單的功能羅列，而是將其融入到實際的設計流程中。它詳細介紹瞭如何使用 Synopsis 的 Power Compiler, Cadence 的 Innovus 等工具，從 RTL 階段就開始進行功耗的建模和分析，如何利用這些工具進行門控時鍾插入、電源門控區域劃分，以及如何進行功耗的優化和收斂。書中提供的很多命令和腳本示例，對於我這樣的資深工程師來說，也是非常寶貴的參考資料。它幫助我重新審視瞭我們團隊在低功耗設計流程中的一些不足，並提供瞭改進的方嚮。總而言之，這本書不僅僅是為初學者準備的入門指南，更是為我們這些有經驗的設計師提供瞭一個係統性、前瞻性的視角，幫助我們更深入地理解低功耗CMOS電路設計的精髓，並在實際工作中不斷提升設計水平。
評分這本書以其獨特的設計理念，為我打開瞭低功耗CMOS電路設計的新視野。我一直認為，低功耗設計是一個“細節決定成敗”的領域，需要對電路的每一個環節都有深入的理解。這本書恰恰滿足瞭我的這一需求。它並沒有局限於宏觀的功耗策略，而是深入到每一個具體的邏輯單元和電路結構，進行詳細的功耗分析和優化。我特彆喜歡書中關於“門控功耗”（Gate Power）和“時鍾功耗”（Clock Power）的章節。它不僅講解瞭這些功耗的來源，還提供瞭非常具體的優化方法，例如，如何通過優化組閤邏輯的深度來減少開關功耗，如何通過精簡時鍾樹來降低時鍾功耗。這些看似細微的優化，纍積起來卻能帶來顯著的功耗節省。書中對“亞閾值功耗”（Subthreshold Power）的深入分析，也讓我受益匪淺。我之前對於亞閾值功耗的認識比較淺顯，僅僅知道它與漏電流有關。而這本書則詳細講解瞭亞閾值功耗的物理機製，以及如何通過選擇閤適的工藝和設計閤適的電路結構來降低亞閾值功耗。這讓我意識到，低功耗設計並非僅僅是關注動態功耗，而是需要從各個角度進行全方位的考慮。此外，書中對CAD工具的應用講解，也非常實用。它不僅僅是羅列工具的功能，而是將工具的應用融入到實際的設計流程中，通過案例分析，展示瞭如何利用這些工具來完成功耗分析、功耗優化等任務。這讓我覺得，這本書不僅僅是理論知識的傳授，更是實操指南。
評分這本書以一種非常“實戰”的方式，讓我對低功耗CMOS電路設計有瞭全新的認識。我一直覺得，理論知識很重要，但如果不能轉化為實際可行的設計方案，那就是紙上談兵。這本書，恰恰填補瞭這一鴻溝。在閱讀關於“門控時鍾”（Clock Gating）的章節時，我被書中詳細的分析所摺服。它不僅講解瞭不同類型的門控時鍾（例如，組閤邏輯門控、順序邏輯門控），還深入剖析瞭門控時鍾插入所帶來的功耗節省和潛在的時序問題。更重要的是，書中提供瞭如何通過自動化工具實現高效門控時鍾插入的指導，以及如何驗證其有效性和正確性。這對於我們團隊在項目後期遇到功耗瓶頸時，提供瞭非常直接的解決方案。我特彆關注瞭書中關於“動態電壓和頻率調整”（DVFS）部分的講解。在過去，我常常在性能和功耗之間做非此即彼的選擇，而DVFS技術則提供瞭一種動態調整的思路，讓係統可以在保證基本性能的前提下，最大限度地降低功耗。書中詳細解釋瞭DVFS的實現原理，包括如何根據應用的需求動態地調整電壓和頻率，以及如何設計相應的控製邏輯。我期待書中能夠有更多關於如何利用FPGA或ASIC原型平颱來實現DVFS的實例，這樣我就可以在實際硬件上驗證這些技術的效果。此外，書中對“功耗建模與分析”的詳細介紹也讓我受益匪淺。它講解瞭如何使用各種EDA工具，從RTL到門級網錶，進行不同粒度的功耗分析，包括靜態功耗、動態功耗、瞬態功耗等。書中提供的功耗分析報告解讀方法，以及如何根據分析結果來優化設計，都非常有指導意義。我希望這本書能夠幫助我建立起一套完整的低功耗設計流程，從概念設計到最終實現，都能將功耗作為關鍵的考量因素。
評分這本書的整體風格嚴謹而不失靈活，既有深入的理論分析，又不乏生動的實例演示。作為一名在功耗優化領域深耕多年的工程師，我常常在工作中遇到各種復雜的設計挑戰，而這本書恰恰為我提供瞭一個係統性的解決方案。我尤其贊賞書中對“功耗建模與仿真”（Power Modeling and Simulation）的詳細介紹。它不僅講解瞭不同功耗模型的原理，還深入闡述瞭如何利用各種EDA工具（如Synopsys的PrimeTime PX, Cadence的Joules）進行功耗的建模、仿真和分析。書中提供的功耗分析報告解讀方法，以及如何根據分析結果來調整設計，都非常有指導意義。這讓我意識到，精確的功耗建模和仿真，是實現高效功耗優化的前提。此外，書中關於“動態功耗優化”（Dynamic Power Optimization）的講解也讓我受益匪淺。它不僅涵蓋瞭傳統的門控時鍾、多電壓域等技術，還深入探討瞭如何通過更精細化的邏輯優化，例如，選擇更優的算法、優化數據通路、減少不必要的計算等方式來降低動態功耗。我期待書中能夠有更多關於如何利用人工智能或機器學習等技術來輔助功耗優化的內容，這將是未來的一個重要發展方嚮。總而言之，這本書為我提供瞭一個全麵、深入的低功耗CMOS電路設計框架，幫助我不斷提升在這一領域的專業能力。
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