作 者:李庆华 著 定 价:189 出 版 社:机械工业出版社 出版日期:2016年04月01日 页 数:1181 装 帧:平装 ISBN:9787111525516 ●序言一
●序言二
●前言
●第1章集成电路设计与HDL / 1
●1.1集成电路设计基础 / 1
●1.1.1集成电路的概念 / 1
●1.1.2IC设计的本质 / 5
●1.1.3IC设计流程 / 9
●1.2Verilog HDL快速入门 / 16
●1.2.1Verilog HDL简介 / 16
●1.2.2Verilog的表达能力 / 17
●1.2.3个Verilog程序:通用加法器 / 18
●1.2.4第二个Verilog程序:多路选择器与运算操作 / 20
●1.2.5第三个Verilog程序:D触发器和多路延迟 / 27
●1.2.6第四个Verilog程序:function与时序电路组合 / 34
●1.2.7第五个Verilog程序:有限状态机 / 47
●1.2.8第六个Verilog程序:写testbench / 64
●1.2.9第七个Verilog程序:SPI总线 / 85
●1.2.10第八个Verilog程序:异步UART / 92
●1.2.11一些有用的Verilog程序 / 99
●部分目录
内容简介
本书系统讲解了基带芯片的理论与设计实现。全书内容涉及通信IC设计知识、通信系统基础知识以及通信相关的理论知识等基础知识;还有广播基带芯片、无线(WiFi)基带芯片、LTE基带芯片的设计实现等实战知识。 前 言国内通信企业经过20年的大发展,目前已跻身于世界之巅。教主�� 业内对任正非的尊称。�≡�2001年断言:“若干年后,三分天下有其一……”,现在也基本实现,昔年的Motorola、北电、西门子�� 现在是诺基亚的一部分。�⒌染尥菲笠狄丫�式微。回首这些往事,颇有一点笑看风云的味道,但深究起来,导致这些巨头起起落落、沉浮不已的就是隐藏在其后的信息时代发展大潮,而信息大潮背后的主角就是一直追求高度集成的芯片设计。
芯片设计行业作为高度资本密集和高度技术密集的行业,需要很多基础知识和背景知识才能支撑。如果没有前期的积累,任何一家企业都不可能推出一款技术领先的产品,这也是为什么在2000年以前,国内企业在通信市场很难有所作为的原因。但随着技术进步,设计方法等
《通信IC设计》这本书,顾名思义,聚焦于通信集成电路(IC)的设计领域。然而,为了向您呈现一本内容详尽、逻辑严谨、且不包含特定内容(即“不包含此书内容”)的图书简介,我们将从更宏观的视角出发,探讨与通信IC设计息息相关但又独立成章的各个知识体系,勾勒出一幅广阔的科技图景。这本书将如同一个引路人,带领读者深入理解现代通信系统的基石——那些隐藏在手机、基站、卫星乃至万物互联设备中的微小芯片是如何被构思、设计、验证并最终实现的。 第一部分:通信系统的宏观架构与理论基石 在深入IC设计之前,理解通信系统的整体架构至关重要。本书的第一部分将从宏观层面展开,为读者建立起一个清晰的通信世界地图。我们将首先回顾通信发展简史,从早期简单的点对点通信,到如今高速、泛在的5G、6G时代,理解技术演进的内在驱动力。接着,我们将深入探讨现代通信系统的基本模型,包括信源、信道、噪声、调制解调、编码解码等核心环节。 信息论与编码理论: 这是通信的数学基石。我们将详细阐述香农的信息论,包括信息熵、信道容量的概念,以及它们如何决定通信系统的极限性能。在此基础上,我们将探讨各种信道编码技术,如循环冗余校验(CRC)、海明码、卷积码、LDPC码(低密度奇偶校验码)和极化码(Polar Code)等。这些编码技术是提高通信可靠性和抗干扰能力的关键,它们的理论基础和实际应用将在本书中得到细致的剖析。 信号与系统理论: 傅里叶分析、拉普拉斯变换、Z变换等是信号处理和系统分析的必备工具。本书将详细讲解这些概念,并说明它们如何用于分析通信信号的频谱特性、系统的频率响应以及时域和频域的相互转换。对于非平稳信号的分析,我们将介绍短时傅里叶变换(STFT)和 웨이브릿 变换(Wavelet Transform)等高级技术。 随机过程与噪声理论: 实际通信环境中充满了随机性和噪声。我们将深入研究各种随机过程模型,如高斯白噪声、泊松过程等,并探讨它们对通信信号的影响。最大似然估计、最小均方误差估计等估计算法,在噪声环境下从接收信号中恢复原始信息至关重要,这些内容将在本书中得到详尽的介绍。 数字信号处理(DSP)基础: 从采样定理到滤波器设计,DSP是连接模拟世界与数字世界的桥梁。我们将深入讲解离散傅里叶变换(DFT)及其快速算法(FFT),以及FIR(有限脉冲响应)和IIR(无限脉冲响应)滤波器的设计原理和实现方法。在通信领域,DSP的应用无处不在,从基带信号处理到射频信号的生成与解调,都离不开DSP技术。 第二部分:通信系统的关键模块与核心技术 在构建了理论框架之后,我们将进入通信IC设计的具体实践领域,深入剖析构成通信系统的各个关键模块及其背后的核心技术。 射频(RF)前端设计: 这是通信IC中最具挑战性的部分之一。我们将详细讲解射频信号的产生、放大、滤波和接收过程。低噪声放大器(LNA)、功率放大器(PA)、混频器、振荡器(VCO)、锁相环(PLL)等核心RF组件的设计原理、关键参数(如增益、噪声系数、线性度、功耗)以及电路实现将在本书中得到详尽的阐述。我们还将讨论RF集成技术,如CMOS、BiCMOS和SiGe等工艺的优劣势。 基带信号处理(BB)设计: 基带信号处理负责调制解调、信道编码/解码、均衡、滤波器等功能,是实现通信协议的关键。本书将重点介绍各种调制解调技术,如ASK、FSK、PSK、QAM及其高级变种。对于接收端,我们将深入讲解同步与跟踪技术、信道均衡器(如LCM V、DFE)的设计,以及各种解码算法的实现。 数模混合信号(AMS)设计: 通信IC通常是数模混合信号系统,需要将数字域的逻辑控制与模拟域的信号处理相结合。我们将探讨ADC(模数转换器)和DAC(数模转换器)的设计原理,包括不同架构(如逐次逼近、流水线、Delta-Sigma)的优缺点,以及它们在通信系统中的应用。时钟生成与分配、低压差分信号(LVDS)等也是AMS设计的重要组成部分。 数字信号处理器(DSP)与专用集成电路(ASIC)设计: 对于复杂的通信算法,如OFDM(正交频分复用)、MIMO(多输入多输出)和信道估计,通常需要高性能的DSP单元或专门设计的ASIC。我们将探讨DSP的架构特点,以及如何利用FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC进行高效的算法实现。Verilog/VHDL语言在数字逻辑设计中的应用,以及RTL(寄存器传输级)设计方法学将是本书的重要内容。 第三部分:IC设计流程、验证与先进技术 完成模块设计后,整个IC的设计流程、严谨的验证以及面向未来的先进技术同样是不可或缺的。 IC设计流程与工具链: 我们将系统地介绍从需求规格、架构设计、逻辑设计、物理设计(版图设计)到流片(tape-out)的完整IC设计流程。同时,本书也将涵盖目前行业内主流的EDA(电子设计自动化)工具,如Synopsys, Cadence, Mentor Graphics等,以及它们在各个设计阶段的应用。 IC验证与测试: IC设计的成功与否,很大程度上取决于充分的验证。我们将详细讲解功能验证(如使用UVM)、性能验证、形式验证等方法。此外,本书还将触及芯片制造完成后的测试策略,包括ATE(自动测试设备)和测试向量的生成。 低功耗与高可靠性设计: 在移动通信和物联网时代,低功耗设计已成为IC设计的重中之重。本书将探讨各种低功耗设计技术,如动态电压频率调节(DVFS)、时钟门控、功率门控等。同时,我们也关注芯片在各种环境下的可靠性问题,包括ESD(静电放电)保护、EMI/EMC(电磁干扰/电磁兼容)设计等。 先进通信技术与未来展望: 随着通信技术的飞速发展,Wi-Fi 6/6E、蓝牙5.x、5G/6G、毫米波通信、软件定义无线电(SDR)、人工智能(AI)在通信IC中的应用等前沿技术,将成为本书的亮点。我们将探讨这些新兴技术对IC设计提出的新挑战和新机遇,并展望未来通信IC的发展趋势,例如在异构计算、片上网络(NoC)以及更高级的AI加速器集成方面的可能性。 通过以上三个部分,这本书旨在为读者提供一个全面、深入、且系统化的通信IC设计知识体系。它不仅仅是一本技术手册,更是一扇开启无限可能性的窗口,让读者理解那些改变我们生活方式的通信技术背后的智慧结晶——那些精巧绝伦的通信IC。
这本书的最后几章,聚焦于通信IC设计的验证和测试环节,这让我意识到,一个成功的通信芯片不仅仅是设计的出色,更离不开严格的验证和全面的测试。它详细介绍了从功能验证到性能验证,再到可靠性验证的整个流程。我特别欣赏书中对仿真工具和验证方法的介绍,比如UVM(Universal Verification Methodology)在数字IC验证中的应用,以及如何构建高效的测试平台。此外,它还探讨了在不同阶段的测试策略,包括晶圆级测试(Wafer-level Testing)、封装后测试(Package Testing)以及系统级集成测试。书中还提及了一些实际的测试挑战,例如在射频IC测试中如何进行精确的参数测量,以及如何应对生产中的良率问题。这部分内容让我对通信IC的整个生命周期有了更全面的认识,也理解了为何高质量的验证和测试是确保产品成功上市的关键。