PET成像前端集成电路设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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高武 著

图书标签:

• PET成像
• 正电子发射断层扫描
• 集成电路设计
• 前端电路
• 医学影像
• 射频电路
• 低噪声放大器
• 模数转换器
• 信号处理
• 核医学

店铺： 妙语书言图书专营店

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121311253

商品编码：29489909375

包装：平装

出版时间：2017-04-01

基本信息

书名：PET成像前端集成电路设计

定价：69.00元

作者：高武

出版社：电子工业出版社

出版日期：2017-04-01

ISBN：9787121311253

字数：

页码：184

版次：01

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书针对正电子发射断层成像系统的需求，系统地介绍了辐射探测器前端集成电路的电路结构和设计方法学。全书分为三部分：部分主要介绍正电子发射断层成像前端读出电路的研究进展和发展动态分析、低噪声前端读出电路设计技术和电流模式前端读出电路设计技术等，第二部分主要介绍时间/数字转换器技术综述、低抖动延迟锁相环设计技术和多通道大动态范围时间/数字转换器设计技术等；第三部分给出多通道低功耗模拟/数字转换器的设计技术。全书后给出对下一代正电子发射断层成像前端集成电路的展望。本书适合集成电路设计领域的专业人员使用。

目录

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作者介绍

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西北工业大学教授，法国斯特拉斯堡大学科学博士、西北工业大学工学博士，主要从事低噪声前端读出集成电路、抗辐射集成电路和空间嵌入式系统的设计与开发。承担本科生'模拟集成电路设计”、研究所'前端微电子系统”等课程。

文摘

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序言

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PET成像前端集成电路设计：一项技术革新与未来展望 本书并非直接探讨“PET成像前端集成电路设计”这一具体学科，而是从更广阔的视角，深入剖析了现代科学技术发展中，集成电路设计所扮演的关键角色，以及其如何深刻地影响着包括医学影像在内的多个前沿领域。我们旨在揭示集成电路的演进脉络、设计理念的迭代更新，以及其在推动技术突破、实现复杂功能中所蕴含的巨大潜能。 第一章：集成电路的黎明与辉煌 集成电路，这一微小却无比强大的发明，彻底改变了人类信息处理和技术应用的面貌。本章将带领读者回顾集成电路从萌芽到蓬勃发展的历史。我们将追溯晶体管的发明，以及集成电路概念的提出，理解其为何能够将海量电子元件集成于一“片”硅基板之上。我们会详细介绍早期集成电路的发展，例如TTL、CMOS等逻辑家族，它们各自的特点、优势以及在不同应用场景下的表现。 同时，本章也将聚焦于集成电路设计的关键里程碑事件，例如摩尔定律的提出及其对行业发展的深远影响。我们将探讨微处理器、存储器等基础集成电路的出现，如何奠定了现代计算技术的基础。此外，还会触及半导体制造工艺的进步，从早期的平面工艺到如今的三维集成，这些制造技术的突破是如何为集成电路的设计提供可能，并不断拓展其性能极限的。 本章将深入分析集成电路设计所依赖的基础理论，例如半导体物理、器件模型、数字逻辑设计原理、模拟电路分析等。我们将解释这些理论知识如何被转化为具体的电路结构和设计方案。对于读者而言，理解这些基础理论是进一步深入探讨高级设计技术的前提。 第二章：复杂系统的设计艺术——从概念到实现 现代集成电路设计早已超越了简单的元件堆砌，而是成为一项复杂的系统工程。本章将侧重于复杂系统集成电路的设计方法论。我们将探讨如何将一个宏大的系统概念，通过分层设计、模块化设计等方法，逐步分解为可管理的子系统和功能模块。 读者将了解到自顶向下（Top-Down）和自底向上（Bottom-Up）两种主要的设计流程。自顶向下设计强调从系统功能出发，逐步细化至逻辑门和物理实现；而自底向上设计则更侧重于利用已有的IP核（Intellectual Property Core）和标准单元库，快速构建复杂功能。我们将详细分析这两种方法的优缺点，以及在实际设计中如何根据项目需求进行选择和融合。 本章还将深入探讨硬件描述语言（HDL），如Verilog和VHDL，在现代集成电路设计中的核心地位。我们将介绍HDL的语法、语义以及如何使用HDL来描述数字电路的功能和结构。通过具体的实例，读者将理解如何利用HDL进行功能仿真、逻辑综合，以及最终生成可制造的网表（Netlist）。 此外，我们还将介绍EDA（Electronic Design Automation）工具在集成电路设计流程中的不可或缺的作用。从逻辑综合、布局布线（Place and Route）、时序分析（Timing Analysis）到物理验证（Physical Verification），EDA工具极大地提高了设计的效率和可靠性。我们将对这些关键的EDA工具进行介绍，并分析其在加速设计周期、优化电路性能方面所起的关键作用。 第三章：面向特定应用的集成电路设计——性能与创新的平衡 集成电路设计的最终目标是服务于特定的应用需求。本章将聚焦于面向高性能、低功耗、高可靠性等特定应用场景的集成电路设计策略。我们将探讨不同应用领域对集成电路提出的独特挑战，以及集成电路设计者如何应对这些挑战。 例如，在高性能计算领域，我们将分析如何通过架构优化、并行处理、流水线技术等手段，设计出能够处理海量数据、执行复杂算法的芯片。这可能涉及到对处理器架构的深入理解，例如RISC-V、ARM等指令集架构，以及其在不同应用中的权衡。 在低功耗设计方面，我们将探讨各种省电技术，包括动态电压频率调整（DVFS）、门控时钟（Clock Gating）、电源门控（Power Gating）等。这些技术对于电池供电设备，如移动通信设备、物联网传感器等至关重要。 对于高可靠性应用，如航空航天、医疗设备等，我们将分析如何通过冗余设计、纠错码、抗辐射加固等技术，确保集成电路在恶劣环境下也能稳定可靠地工作。 本章还将特别关注专用集成电路（ASIC）和现场可编程门阵列（FPGA）这两种主流的集成电路实现方式。我们将详细比较ASIC和FPGA的设计流程、性能特点、成本效益以及适用的应用场景。读者将了解何时选择ASIC以获得最佳性能和最低单位成本，何时选择FPGA以实现快速原型开发和灵活性。 第四章：集成电路设计的未来趋势与前沿探索 集成电路技术的发展永无止境。本章将展望集成电路设计的未来趋势，并探讨当前正在涌现的前沿技术和研究方向。 我们将讨论异构集成（Heterogeneous Integration）和三维集成（3D Integration）如何通过将不同功能、不同工艺的芯片堆叠或封装在一起，突破传统二维平面设计的物理极限，实现更高的集成密度和更优异的性能。 人工智能（AI）和机器学习（ML）在集成电路设计领域的应用将是本章的重点。我们将探讨AI如何被用于自动优化设计流程、发现设计瓶颈、生成电路布局、甚至是辅助逻辑综合和验证。AI驱动的设计工具将极大地提升设计的效率和智能化水平。 此外，我们还将关注新兴的半导体材料，如III-V族化合物、二维材料（如石墨烯、二硫化钼）等，以及它们在下一代高性能、低功耗集成电路设计中的潜力。 最后，本章将探讨量子计算、神经形态计算等颠覆性技术对未来集成电路设计的可能影响。这些新兴的计算范式将需要全新的集成电路架构和设计理念。 结语：技术革新的驱动力 集成电路设计是现代科技发展的核心驱动力之一。它不仅支撑着信息技术的飞速发展，也在不断渗透到各个领域，催生出新的应用和解决方案。本书希望通过对集成电路设计各个层面的深入剖析，帮助读者构建起完整的知识体系，理解这项技术的深邃魅力，并为未来在相关领域进行技术创新和研究提供坚实的基础。本书旨在激发读者对集成电路设计的兴趣，鼓励他们参与到这场永不停止的技术革新浪潮中。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，对于我这个在PET成像领域摸爬滚打多年的研究者来说，无疑是及时雨。过去的很长一段时间，我一直在探索如何将高性能的探测器信号转化为准确的数字信息，在这个过程中，遇到的瓶颈往往集中在前端集成电路的设计上。这本书以一种非常全面的视角，为我打开了新的思路。书中对不同类型的探测器（如闪烁体、盖革计数管等）与前端电子学接口的匹配问题进行了深入探讨，并且详细介绍了如何设计低噪声、高速度的前置放大电路，以最大限度地捕获微弱的信号。更让我惊喜的是，书中对时间测量单元（TDC）和能量测量单元（TDC）的设计原理和实现细节进行了详尽的介绍，这对于提高PET图像的信噪比和空间分辨率至关重要。我印象深刻的是，书中不仅讲解了理论公式，还提供了大量的实际电路图和仿真结果，这使得理论与实践的结合变得非常紧密。对于那些希望深入理解PET成像核心技术，并着手设计高性能前端电子系统的工程师和学生来说，这本书无疑是不可或缺的参考。它帮助我理清了许多模糊的概念，也为我提供了切实可行的设计思路和方法。

评分☆☆☆☆☆

这本书填补了我对PET成像前端集成电路设计领域理解上的一个重要空白。我一直在思考如何将最新的半导体技术应用于PET成像，以提升成像速度和分辨率。这本书的出现，让我看到了将理论知识转化为实际产品的可行路径。书中详细介绍了各种前端电子器件的性能指标和选择原则，例如跨导、带宽、噪声系数等，这些对于设计出高性能的放大器至关重要。我印象深刻的是，书中还深入探讨了TDC的设计，这是PET成像中实现精确时间测量的关键。书中对不同TDC架构的比较分析，以及对误差源的分析和抑制方法，为我提供了宝贵的参考。此外，书中还对数字信号处理的算法和硬件实现进行了介绍，这使得前端电子学的设计能够与后端的数据处理更有效地结合。对于那些希望在PET成像领域实现技术创新，并开发新一代PET系统的研究者和工程师来说，这本书无疑是一部具有里程碑意义的著作。它不仅提供了扎实的理论基础，还提供了丰富的实践经验和前沿技术。

评分☆☆☆☆☆

对于我而言，这本书的价值在于它提供了一种全新的视角来看待PET成像的前端集成电路设计。我过去更多地是从系统整体的角度来理解PET成像，而这本书则将我带入了电子学设计的微观世界。书中对模拟前端和数字前端的有机结合进行了深入的剖析，尤其是在低功耗、高集成度的设计理念上，给我留下了深刻的印象。书中详细讲解了如何通过优化电路拓扑、选择合适的半导体器件，以及运用先进的布线技巧，来降低功耗并提高系统的整体性能。我特别喜欢书中对各种设计挑战的分析，例如串扰、地弹、电源噪声等，这些都是在实际芯片设计中必须面对的问题，而书中提供了许多行之有效的解决方案。此外，书中还对实时数据采集和处理的数字后端设计也进行了初步的介绍，这使得前端设计与后端的配合更加紧密，从而能够实现更高效的PET成像系统。对于那些渴望在PET成像领域做出突破性贡献的研究人员，以及希望掌握核心技术的设计工程师来说，这本书无疑是一本极具启发性和指导意义的参考书。

评分☆☆☆☆☆

这本书对我来说，更像是一本“实战手册”，而不是枯燥的理论教科书。我一直对PET成像设备是如何从捕捉到的微弱粒子信号转化为可视化的图像感到好奇。这本书以一种非常直观和实用的方式，揭示了隐藏在设备内部的“秘密”。书中对低噪声放大器、高精度ADC、以及快速TDC的设计细节进行了生动详尽的描述，让我在阅读过程中仿佛置身于一个真实的电子设计实验室。我尤其欣赏书中对不同设计方案的权衡和选择的讨论，例如在速度、精度、功耗和成本之间的取舍，这对于理解实际工程中的决策过程至关重要。书中还提及了如何进行电路的仿真和验证，以及如何在PCB设计中避免信号干扰等实际问题，这些内容对于初学者来说尤其有帮助。这本书不仅帮助我理解了PET成像前端的原理，更重要的是，它教会了我如何去“设计”和“实现”这些复杂的电路。对于任何希望深入了解PET成像硬件，并愿意动手实践的工程师、技术人员或者发烧友来说，这本书都是一个绝佳的起点。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是为PET成像领域的工程师和研究者量身打造的宝藏！我之前一直在寻找一本能够系统梳理PET成像前端集成电路设计这一复杂而精妙课题的权威参考书，而这本书恰好满足了我的需求。它不仅涵盖了从基础理论到前沿技术的方方面面，更重要的是，它以一种非常接地气的方式，深入剖析了实际设计过程中可能遇到的各种挑战和解决方案。从光电探测器的选择与优化，到低噪声放大器、时间测量单元（TDC）和数模转换器（ADC）等关键模块的设计细节，书中都进行了详尽的阐述。作者的讲解清晰易懂，即使是对于那些对某些特定子领域了解不深的研究者，也能通过这本书快速建立起完整的知识体系。我尤其欣赏书中对各种电路架构的比较分析，以及对不同设计选择所带来的权衡和优劣势的深入讨论。这对于指导实际项目开发，避免走弯路具有极高的价值。同时，书中还提及了一些最新的技术趋势，比如数字化前端、低功耗设计等，这让我对PET成像技术的未来发展有了更清晰的认识。总而言之，这是一本集理论深度、实践指导和前瞻性于一体的优秀著作，强烈推荐给所有从事PET成像前端开发的相关人员。