基本信息
书名：电子电路设计与实践
定价：35.00元
作者：周文良
出版社：国防工业出版社
出版日期：2011-01-01
ISBN：9787118071559
字数：
页码：
版次：1
装帧：平装
开本：16开
商品重量：0.481kg
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内容提要
本书属于电子电路设计与应用类教材，共分为5个部分：部分对电子电路设计的内涵作简单描述；第二部分介绍常用电子元器件；第三部分则介绍电子电路的具体实现过程；第四部分是本书的重要成分，主要介绍常用电子电路设计，其中包括电源电路的设计、放大与控制电路的设计、数字电路设计、综合应用性设计；后为附录部分，在这个部分中采用简形式给出电子电路设计所需的常用基础知识资料和常用元器件型号、参数以及部分数字集成电路功能索引等资料，供读者设计电路时查阅和参考。
本书可作为工科院校和相关院校的工科电气类、自控类、电子类、计算机类以及非电类各相关专业的技能实训、工艺实习、课程设计等实践教学的教材，也可以作为电子产品开发与设计工作人员的参考书。
目录
作者介绍
文摘
序言
《数字集成电路设计与物理实现》 内容简介： 本书深入剖析了现代数字集成电路（IC）的设计流程、关键技术及其物理实现方法。内容覆盖了从概念到最终版图的完整周期，旨在为读者提供扎实的理论基础和实用的工程技能，帮助他们在快速发展的半导体行业中脱颖而出。 第一部分：数字集成电路设计基础 第一章：引言与背景 集成电路（IC）的发展历程与重要性。 摩尔定律及其对设计的影响。 数字IC设计面临的挑战：功耗、性能、面积（PPA）。 现代数字IC设计方法学概述。 本书结构与学习路线图。 第二章：CMOS器件与电路基础 MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）的工作原理：nMOS和pMOS。 CMOS工艺基础：掺杂、离子注入、光刻、刻蚀、薄膜沉积等。 基本CMOS门电路（NOT, NAND, NOR）的结构与特性。 CMOS逻辑的优势：低功耗、高集成度。 开关模型与延迟分析。 短路电流与漏电流。 第三章：组合逻辑电路设计 逻辑门级电路的表示与简化：卡诺图、Quine-McCluskey算法。 组合逻辑电路的基本功能模块：译码器、编码器、多路选择器、数据选择器、加法器、比较器等。 标准单元库（Standard Cell Library）的概念与应用。 组合逻辑的时序问题：竞争（Race Condition）与冒险（Hazard）。 冒险的产生原因与消除方法。 第四章：时序逻辑电路设计 触发器（Flip-Flop）与锁存器（Latch）的原理与实现：D触发器、JK触发器、T触发器。 寄存器（Register）与移位寄存器（Shift Register）。 计数器（Counter）的设计：同步计数器、异步计数器、移位寄存器计数器。 有限状态机（FSM）的设计：状态图、状态表、状态分配。 Mealy型和Moore型FSM的区别与设计。 时序逻辑的时序约束：建立时间（Setup Time）、保持时间（Hold Time）。 亚稳态（Metastability）现象及其避免。 第二部分：数字集成电路综合与优化 第五章：硬件描述语言（HDL） Verilog HDL简介：语法、数据类型、运算符、行为建模。 Verilog HDL中的模块、实例化、赋值语句。 Verilog HDL中的过程块（`always`块）。 Verilog HDL中的时序控制与阻塞/非阻塞赋值。 Verilog HDL中的层次化设计。 VHDL简介（简要介绍，或与Verilog进行对比）。 HDL在IC设计流程中的作用。 第六章：逻辑综合 逻辑综合的定义、目标与流程。 高层次综合（HLS）与寄存器传输级（RTL）综合。 逻辑综合的输入：HDL代码。 逻辑综合的输出：网表（Netlist）。 综合工具的工作原理：逻辑优化、寄存器优化、面积/速度/功耗权衡。 综合约束（Synthesis Constraints）：时钟频率、输入输出延迟、时钟倾斜（Clock Skew）等。 代码风格对综合结果的影响。 常用综合工具介绍（如Synopsys Design Compiler, Cadence Genus）。 第七章：行为级建模与仿真 行为级建模在设计验证中的作用。 Verilog HDL中的行为模型：过程、任务、函数。 仿真器的基本工作原理。 测试平台（Testbench）的设计：激励生成、响应检查。 功能覆盖率（Functional Coverage）和代码覆盖率（Code Coverage）。 仿真工具的使用（如Cadence Incisive/Xcelium, Synopsys VCS）。 第三部分：数字集成电路布局布线与物理实现 第八章：物理设计概述 物理设计的概念与目标：将逻辑网表转化为物理版图。 物理设计的关键步骤：综合、布局（Placement）、时钟树综合（CTS）、布线（Routing）、时序修复、版图检查。 物理设计流程工具链（如Cadence Innovus, Synopsys IC Compiler II）。 半定制（Standard Cell）与全定制（Full Custom）设计流。 第九章：布局（Placement） 布局的目标：最小化连线长度，平衡布局密度，便于时钟和电源分配。 全局布局（Global Placement）与详细布局（Detailed Placement）。 布局过程中的主要考虑因素：门密度、功耗分布、时序收敛。 标准单元的放置策略。 IO（输入/输出）单元的布局。 第十章：时钟树综合（Clock Tree Synthesis, CTS） 时钟信号的特性与挑战：高扇出、低延迟、低偏斜（Skew）。 时钟树（Clock Tree）的结构：缓冲器（Buffer）、多路分配器（Multiplexer）。 CTS的目标：减小时钟偏斜，保证时钟信号的完整性。 CTS的算法与优化。 时钟门控（Clock Gating）技术及其在CTS中的应用。 第十一章：布线（Routing） 布线的目标：连接所有逻辑单元和IO引脚，满足时序和功耗要求。 布线步骤：全局布线（Global Routing）与详细布线（Detailed Routing）。 布线规则（Design Rules）：间距（Spacing）、宽度（Width）、连接（Via）等。 布线算法：MST（Minimum Spanning Tree）、Steiner Tree等。 布线中的挑战：拥塞（Congestion）、最短路径问题、最短距离问题。 多金属层布线。 第十二章：静态时序分析（Static Timing Analysis, STA） 静态时序分析的原理与方法。 时序路径的识别：寄存器到寄存器、输入到寄存器、寄存器到输出、输入到输出。 时序约束的定义：时钟周期、建立时间、保持时间。 建立时间裕量（Setup Slack）与保持时间裕量（Hold Slack）。 时序报告的解读与时序修复策略。 STA工具的使用（如Synopsys PrimeTime, Cadence Tempus）。 第十三章：电源完整性与功耗分析 电源分配网络（Power Delivery Network, PDN）的设计。 电压下降（IR Drop）与电源噪声。 去耦电容（Decoupling Capacitor）的放置与作用。 功耗的分类：动态功耗与静态功耗。 低功耗设计技术：时钟门控、功耗门控、动态电压频率调节（DVFS）。 功耗分析工具的使用。 第四部分：版图验证与后处理 第十四章：版图规则检查（DRC）与版图与原理图一致性检查（LVS） DRC（Design Rule Check）的重要性：确保版图符合制造工艺的要求。 DRC规则的类别：间距、宽度、重叠等。 LVS（Layout Versus Schematic）的重要性：验证版图是否准确地实现了逻辑网表。 DRC和LVS工具的使用。 第十五章：寄生参数提取与时序分析 寄生参数（Parasitic Parameters）：电阻（Resistance）、电容（Capacitance）。 寄生参数提取（Extraction）的过程：从版图中计算出连接线和器件的寄生参数。 寄生参数对电路性能的影响：延迟、串扰（Crosstalk）。 基于寄生参数的后仿真（Post-Layout Simulation）与时序分析。 时序修复与优化。 第十六章：可靠性与可制造性设计（DFM/DFT） 可靠性问题：电迁移（Electromigration）、热效应（Thermal Effects）、静电放电（ESD）。 可制造性设计（DFM）：优化版图以提高良率。 可测试性设计（DFT）：为芯片添加测试电路，便于功能测试和故障诊断。 扫描链（Scan Chain）技术。 内建自测试（BIST）技术。 第五部分：高级主题与未来趋势 第十七章：低功耗设计技术 多电压域设计（Multi-Voltage Domain）。 动态电压频率调节（DVFS）。 低功耗缓存（Low-Power Cache）。 多模式功耗优化。 第十八章：先进工艺下的设计挑战 纳米级工艺的挑战：量子效应、漏电流、制造变异。 3D ICs（三维集成电路）的机遇与挑战。 新兴技术：FinFET、GAAFET等。 第十九章：片上系统（SoC）设计流程 SoC的架构与组成。 IP（Intellectual Property）核的集成。 互联总线（Interconnect Bus）技术：AMBA（Advanced Microcontroller Bus Architecture）。 SoC的验证方法学。 第二十章：未来趋势与展望 人工智能（AI）在IC设计中的应用。 高性能计算（HPC）与AI芯片设计。 异构集成（Heterogeneous Integration）。 持续演进的设计工具与方法。 本书结构清晰，从基础理论到实际应用，循序渐进地带领读者掌握数字集成电路设计的全貌。每章内容深入浅出，结合图示和实例，使读者能够更好地理解抽象概念。通过对本书的学习，读者将能够独立完成中等规模数字集成电路的设计任务，并为进一步深入研究更复杂的IC设计领域打下坚实基础。
语言风格方面，这本书展现出一种独特的、成熟的专业人士的口吻。它既不像某些学术专著那样佶屈聱牙，充满了生僻的术语和复杂的长句，让人望而生畏；也不像一些普及读物那样过于口语化、轻浮随意。作者的文字表达精确、简洁有力，用词考究且地道，充分展现了作者深厚的专业功底和文字驾驭能力。在阐述复杂原理时，作者擅长使用精准的比喻，能迅速抓住核心要害，让读者迅速理解其内在逻辑。比如，描述反馈机制时所用的类比，非常形象地描绘了正反馈和负反馈的本质区别，这种恰到好处的文字处理，极大地提升了阅读的愉悦感和效率。通读下来，感觉就像是与一位经验丰富的行业前辈进行了一次深入而高效的交流，他既有严谨的学术态度，又不失清晰易懂的沟通能力，使得学习过程既充实又轻松，丝毫没有枯燥乏味的感觉。