数字电路实验与EDA技术 9787564124274 东南大学出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 在线阅读 2026

基本信息

书名：数字电路实验与EDA技术

定价：30.00元

作者：郭永贞

出版社：东南大学出版社

出版日期：2010-10-01

ISBN：9787564124274

字数：390000

页码：233

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.359kg

编辑推荐

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内容提要

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该书是《数字电子技术》、《电子技术》等课程的实践教学指导教材。书中除了有一般常用电子测量仪器和数字电子技术常规实验内容外，还有multisim 10软件的介绍及其仿真实验，可编程逻辑电路编程软件MAx plusⅡ的应用，数字电路课程设计的一般教学过程举例以及多个课程设计题选。并在实验项目中安排了基础型和设计应用型等类别，课程设计的课题类型尽可能做到量多面广，以求适应面更广。该书可作为工科专业电子技术基础课程的实践教学指导用书，也可作为工程技术人员的参考书。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《数字集成电路设计与验证：理论、方法与实践》 一、 书籍概述 本书旨在全面深入地探讨数字集成电路设计与验证的各个方面，从基础理论到前沿技术，从设计流程到实际应用，力求为读者提供一个系统、完整且与时俱进的学习框架。本书内容覆盖了数字集成电路设计的完整生命周期，包括逻辑设计、综合、物理设计、验证以及低功耗设计等关键环节。本书的特色在于理论与实践相结合，既有扎实的理论基础讲解，也提供了大量的实例分析和工具使用指导，帮助读者将理论知识转化为实际的设计能力。 二、 内容详述 第一部分：数字集成电路设计基础 本部分将为读者打下坚实的数字电路基础，为后续深入学习数字集成电路设计奠定基石。 第一章：数字电路基础回顾 二进制数系统与逻辑运算： 深入讲解二进制、十进制、十六进制之间的转换，以及AND、OR、NOT、XOR、NAND、NOR等基本逻辑门的功能和特性。 布尔代数与逻辑化简： 系统梳理布尔代数的基本定理、定律和公式，介绍卡诺图、奎因-麦克拉斯基算法等常用的逻辑化简方法，旨在使读者能够有效地简化逻辑表达式，降低电路复杂度。 组合逻辑电路设计： 讲解编码器、译码器、多路选择器、数据选择器、全加器、减法器等基本组合逻辑电路的原理、结构和设计流程，通过实例分析加深理解。 时序逻辑电路基础： 详细介绍触发器（D触发器、JK触发器、T触发器、SR触发器）的工作原理、状态转移图和状态表。讲解寄存器、计数器（同步计数器、异步计数器、移位寄存器）的设计方法和应用。 第二章：数字集成电路基础理论 CMOS器件物理原理： 介绍MOSFET（NMOS和PMOS）的结构、工作原理、电流-电压特性和开关特性，重点讲解CMOS反相器、CMOS传输门等基本CMOS电路的构造和工作原理。 CMOS逻辑门电路： 讲解CMOS结构下与非门、或非门、异或门等基本逻辑门的实现方式，分析其电路特性、传播延迟和功耗。 传播延迟与功耗分析： 深入分析CMOS电路的传播延迟（上升时间、下降时间、单位延迟）的形成原因，介绍电容负载、驱动能力对传播延迟的影响。详细阐述CMOS电路的动态功耗（开关功耗）和静态功耗（漏电流功耗）的产生机制，并给出降低功耗的基本策略。 时序约束与亚稳态： 讲解时序逻辑电路中的时钟信号作用，定义建立时间（setup time）和保持时间（hold time），阐述违背时序约束可能导致的亚稳态现象及其危害，并介绍避免亚稳态的方法。 第二部分：数字集成电路设计流程与方法 本部分将系统介绍现代数字集成电路设计所遵循的流程和常用的设计方法。 第三章：硬件描述语言（HDL） Verilog HDL入门： 介绍Verilog HDL的基本语法，包括数据类型、运算符、赋值语句、过程语句（always块）、模块定义、端口声明等。讲解如何使用Verilog描述组合逻辑和时序逻辑。 Verilog HDL进阶： 深入讲解Verilog HDL的并发性、时序控制、实例化、参数化等高级特性。介绍常用的编码风格和良好编程习惯，强调可综合性。 SystemVerilog简介（可选，可作为扩展）： 简要介绍SystemVerilog相较于Verilog的优势，如面向对象、约束随机验证、断言等，为读者接触更现代的验证语言做铺垫。 第四章：逻辑综合 逻辑综合概述： 介绍逻辑综合的概念、目的和重要性，阐述综合工具如何将HDL代码转化为网表（netlist）。 综合流程与约束： 讲解逻辑综合的基本流程，包括前综合（HDL代码编写）、约束文件编写（时钟频率、I/O端口约束、时序例外等）以及综合工具的执行。 综合工具的应用： 介绍业界常用的逻辑综合工具（如Synopsys Design Compiler、Cadence Genus等）的基本使用方法，讲解如何生成优化的网表，以及如何根据设计需求进行优化。 综合后的分析： 讲解如何分析综合后的网表，包括逻辑门数量、面积、时序和功耗等指标，并解释如何根据分析结果调整HDL代码或综合约束以达到设计目标。 第五章：物理设计 物理设计流程： 详细介绍物理设计的各个阶段，包括布局（placement）、布线（routing）、时钟树综合（clock tree synthesis - CTS）、时序优化（timing optimization）和电源网格设计（power grid design）。 布局（Placement）： 讲解标准单元布局、宏单元布局、I/O端口布局的策略和考量因素，以及如何优化布局以减少线长和线拥塞。 布线（Routing）： 介绍全局布线和详细布线的概念，讲解布线算法的原理，以及如何处理布线拥塞和时序违例。 时钟树综合（CTS）： 阐述时钟信号在芯片中的重要性，讲解时钟树的目的（减少时钟偏斜和抖动），介绍不同的时钟树结构（H树、S树等）和优化方法。 物理验证： 介绍设计规则检查（DRC）、版图与原理图一致性检查（LVS）等物理验证的重要性，以及如何使用相关工具进行验证。 第三部分：数字集成电路验证 验证是数字集成电路设计中至关重要的一环，本部分将深入探讨验证的技术与方法。 第六章：验证方法学 验证的重要性与挑战： 强调验证在确保芯片功能正确性和可靠性方面的重要作用，以及现代SoC设计的验证复杂度。 功能验证的策略： 介绍不同的验证策略，包括仿真（simulation）、形式验证（formal verification）、以及混合模式验证（hybrid verification）。 测试平台的构建： 讲解如何构建高效的测试平台，包括测试激励生成器（stimulus generator）、被测设计（DUT）的实例化、响应检查器（checker）和覆盖率收集器（coverage collector）。 第七章：仿真验证技术 事件驱动仿真： 讲解事件驱动仿真模型及其工作原理，介绍不同的仿真器（如VCS, Incisive/Xcelium, QuestaSim）。 HDL仿真与调试： 讲解如何使用HDL进行仿真，包括波形查看、断点设置、变量监视等调试技术。 测试向量（Testbench）编写： 演示如何使用HDL编写测试向量，生成各种输入激励，并对输出结果进行检查。 第八章：先进验证技术 覆盖率驱动验证（Coverage-Driven Verification - CDV）： 讲解不同类型的覆盖率（代码覆盖率、功能覆盖率、事务覆盖率），以及如何使用覆盖率来指导验证过程，发现遗漏的测试场景。 约束随机验证（Constrained Random Verification - CRV）： 介绍CRV的思想，如何定义约束和随机生成器来产生海量的、有意义的测试激励。 形式验证基础： 介绍形式验证的基本概念，如模型检测（model checking）和等价性检查（equivalence checking），以及它们在验证中的应用。 断言（Assertions）： 介绍如何使用SystemVerilog的断言来描述设计中的属性和时序关系，以便在仿真或形式验证中自动检查这些属性。 第四部分：低功耗设计与EDA工具 本部分将关注现代集成电路设计中日益重要的低功耗设计技术，并介绍常用的EDA工具。 第九章：低功耗设计技术 功耗的来源与挑战： 再次强调动态功耗和静态功耗，以及在移动设备和高性能计算中降低功耗的迫切需求。 门控时钟（Clock Gating）： 详细介绍门控时钟的原理，如何通过选择性地关闭时钟信号来降低动态功耗。 多电压域（Multi-Voltage Domains）： 介绍在同一芯片上使用不同电压域来降低功耗的设计方法。 电源门控（Power Gating）： 讲解如何通过关闭某些电路块的电源来消除静态功耗。 动态电压频率调节（DVFS）： 介绍根据计算负载动态调整电压和频率以优化功耗和性能的技术。 第十章：EDA工具与设计流程整合 EDA工具链概述： 介绍典型的数字集成电路设计EDA工具链，包括前端设计工具（HDL编辑器、仿真器、综合工具）、后端设计工具（布局布线工具、时序分析工具）和验证工具。 设计流程整合： 讲解如何将各个EDA工具无缝地整合到完整的设计流程中，实现从RTL设计到GDSII文件的全过程自动化。 常用EDA工具介绍（非深入教程，但需提及）： 简要介绍Synopsys, Cadence, Mentor Graphics等厂商提供的业界主流EDA工具，以及它们在各自设计环节中的作用（例如，DC/Genus用于综合，ICC2/Innovus用于布局布线，VCS/Incisive/Questa用于仿真，Formality用于形式验证）。 三、 目标读者 本书适合于高等院校电子工程、微电子学、计算机科学与技术等专业的本科生、研究生，以及从事集成电路设计、验证、FPGA开发等相关工作的工程师。本书也可作为相关领域从业人员的参考手册。 四、 学习方法建议 读者在学习本书时，建议： 1. 掌握基础： 扎实掌握第一部分的数字逻辑基础和CMOS电路原理。 2. 动手实践： 积极动手编写Verilog HDL代码，并使用EDA工具进行仿真和综合。 3. 理解流程： 深入理解并模仿第二部分的数字集成电路设计流程。 4. 注重验证： 投入足够精力学习和实践第三部分的验证技术，这是保证设计质量的关键。 5. 关注前沿： 了解第四部分介绍的低功耗设计技术及其在实际应用中的重要性。 6. 结合案例： 在学习过程中，积极查找和分析实际的电路设计案例，加深对理论知识的理解。 7. 持续学习： EDA技术发展迅速，应保持持续学习的态度，关注行业最新动态和工具更新。 五、 结语 《数字集成电路设计与验证：理论、方法与实践》力求为读者提供一条清晰的学习路径，帮助其全面掌握数字集成电路设计与验证的核心知识和技能。通过理论的学习与实践的结合，期望读者能够独立完成高质量的数字集成电路设计项目，并为我国集成电路产业的发展贡献力量。