BF-数字芯核电路版权保护技术与应用-梁伟 东南大学出版社 9787564155858 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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梁伟 著

图书标签:

• 数字电路
• 版权保护
• 芯片安全
• 信息安全
• 集成电路
• BF-数字芯核
• 梁伟
• 东南大学出版社
• 电路设计
• 知识产权

店铺： 华裕京通图书专营店

出版社： 东南大学出版社

ISBN：9787564155858

商品编码：29766228061

包装：平装

出版时间：2015-04-01

图书基本信息
图书名称	数字芯核电路版权保护技术与应用	作者	梁伟
定价	32.0元	出版社	东南大学出版社
ISBN	9787564155858	出版日期	2015-04-01
字数	205000	页码
版次	1	装帧	平装

内容简介

数字芯核水印技术通常也称为IP水印技术，它是一门运用芯核电路载体冗余信息来隐藏秘密信息的新技术，目前在数字芯核水印系统设计中，合法IP模块的复用设计可以保证IP设计更高的研发效率和减少上市周期。

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目录

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文摘

《数字芯核电路版权保护技术与应用》： 　　Castillo等人提出了在行为级HDL描述中嵌入水印，其本质思想还是利用FPGA的特殊物理结构，在未用查找表和已用查找表的空隙中写入水印数据。主要的硬件开销是要增加水印提取的逻辑，在检测到特定的输入序列后，此逻辑将顺次给出水印的存放地址，并路由水印数据到输出端口。 　　QU提出的约束水印方案主要分为公开的和秘密的两个部分。公开水印可以公开检测到，并引入一个第三方机构执行芯核认证，而秘密水印则只能被少数授权用户检测到。这解决了水印检测认证困难的问题。 　　A.K.Jain等人提出一种零开销的FPGA水印方案，在保证路径延时特性不受太大影响的前提下，修改路径时间约束来嵌入水印信息。另外，还出现了一些基于FPGA芯核水印技术，该方法的基本思想是通过不同的用户得到不同的标记信息，然后将这些用户的标记信息通过各种约束方法嵌入到芯核电路中。这些方法的大优点是可以有效地辅助产权水印的保护，方便IP的侵权跟踪。但在设计时会产生大量的功耗开销和电路路径延时，这样将导致芯核水印嵌入时的资源开销剧增。 　　从以上的研究成果可知：在芯核约束水印设计方案中，大部分的方案主要是利用FPGA中LUT结构中约束问题的求解来实现水印嵌入的。这些方法尽管能使非法用户难以攻击版权拥有者的水印信息，但可能会在程度上对电路的功耗、面积以及延时等性能造成的影响。 　　为了使得芯核水印方法达到电路功能影响小、电路路径延时小及安全性能较高的特点，本章采用一种混沌映射序列的方法来进行芯核水印设计。这种方法的主要特点在于设计了一种特殊的LUT水印嵌入结构。该结构可通过混沌映射生成的序列来控制水印信息嵌入的空闲LUT地址和待嵌LUT的比特信息数目。实验结果证明，本章的方法将不仅具有额外开销低和性能影响小的优点，而且具有较高的安全性，终可实现为原始的版权提供更强有力的证明。 　　3.2混沌理论数学模型 　　在芯核水印设计过程中，基于SoC技术的芯核可复用技术设计流程为：首先是SoC系统级的设计，根据实际需要确定设计规格以及设计结构，构建系统级模型；然后对设计行为进行描述，进行仿真并生成设计布局版图，终形成比特流文件下载至目标器件进行验证‘100]。结合系统的设计流程，芯核水印嵌入可以在不同层次进行，从高到低分别为算法级、行为级、结构级和物理级，而水印提取可在水印嵌入的同一层次或较低层次中进行。因此，如何将芯核水印信息地隐藏在SoC设计过程中的不同抽象层次中，这才是解决芯核水印安全嵌入的关键所在。为了能够使得水印嵌入过程中的密钥信息具有性和可靠性的特点，我们发现混沌映射可以很好地解决这个问题。 　　混沌映射是在非线性动力系统中出现的确定性的、类似的过程，这种过程既非周期又不收敛，并且对初始值有极其敏感的依赖性，基于混沌的保密技术已经涉及网络安全、保密通讯以及芯核版权保护等众多研究领域。对于混沌映射系统在芯核复用技术的版权保护应用中，其产生的混沌序列主要是一种纯伪序列，它具有生成形式简单、对初始条件极其敏感的特性，这些特性正好能够满足芯核复用技术中对水印的安全性和性的要求。 　　为了进一步提高芯核水印的安全性能，我们引入了混沌映射理论。本节首先给出相关定义，然后将引出一种新型的芯核水印数学模型。 　　……

序言

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《数字电路设计与时序分析实战指南》 内容简介 本书是一本面向数字集成电路设计与验证领域从业者和研究生的实战指南，深入剖析了数字电路设计的核心理论、方法与最新技术，并结合丰富的实际案例，旨在帮助读者快速掌握现代数字电路的设计、分析和优化能力。全书结构清晰，内容循序渐进，从基础概念的梳理到复杂设计的实现，再到性能优化的策略，力求为读者构建一个全面而深入的知识体系。 第一部分：数字电路设计基础与建模 本部分将从最基本的数字逻辑原理出发，回顾和巩固数字电路设计的基石。内容包括： 二进制与逻辑运算回顾： 简要回顾二进制数制、逻辑门（AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR）的功能和真值表，以及布尔代数的基本定律和化简方法。 组合逻辑电路设计： 详细介绍组合逻辑电路的设计流程，包括需求分析、逻辑抽象、真值表/卡诺图化简、逻辑门实现等。重点讲解常用组合逻辑模块，如加法器（半加器、全加器）、减法器、多路选择器、译码器、编码器、比较器等的设计原理和 Verilog/VHDL 描述。 时序逻辑电路设计： 深入讲解时序逻辑电路的基本概念，包括触发器（D, T, JK, SR 触发器）、锁存器、寄存器、计数器、移位寄存器等。重点阐述时序逻辑电路的状态转移图和状态表的设计方法，以及如何将其转化为 Verilog/VHDL 代码。 有限状态机（FSM）设计： 详细讲解摩尔型和米利型有限状态机的设计原理、状态编码方法、时序逻辑电路实现方式。通过多个实际案例，如交通灯控制器、串行数据接收器等，演示 FSM 的设计与调试过程。 硬件描述语言（HDL）入门与进阶： 重点介绍 Verilog 和 VHDL 两种主流硬件描述语言，包括语言的基本语法、数据类型、运算符、结构语句（`assign`, `always`, `initial`）、模块实例化、端口连接等。针对进阶内容，将深入讲解过程语句（`procedural blocks`）、参数化设计（`parameters`）、生成语句（`generate`）、覆盖组（`covergroups`）等高级特性，以及如何编写可综合（synthesizable）和可仿（testbench）的代码。 第二部分：数字电路设计流程与工具链 本部分将聚焦于现代数字集成电路设计所依赖的标准化流程和关键EDA（Electronic Design Automation）工具，带领读者实践一个典型的数字IC设计项目。 设计流程概览： 详细介绍 ASIC 和 FPGA 设计的全流程，包括需求规格、RTL 设计、功能仿真、综合、静态时序分析（STA）、布局布线、时序仿真、物理验证、可制造性设计（DFM）等关键阶段。 RTL 设计与仿真： 重点讲解如何基于前一部分的知识，编写高质量的 RTL 代码。深入介绍仿真工具（如 VCS, QuestaSim, Xcelium）的使用，包括 testbench 的编写策略、激励生成、波形分析、代码覆盖率收集等，确保 RTL 设计的正确性。 逻辑综合： 讲解逻辑综合（Logic Synthesis）的概念、目标和约束。介绍主流综合工具（如 Synopsys Design Compiler, Cadence Genus）的基本操作，包括设置约束文件（SDC）、选择工艺库、执行综合命令，以及如何评估综合结果（门数、面积、功耗、时序）。 静态时序分析（STA）： 深入讲解 STA 的核心概念，包括时钟定义、时序路径、建立时间（Setup Time）、保持时间（Hold Time）、时序约束（Constraints）、时序报告的解读（例如，slack, critical path）。重点介绍 STA 工具（如 Synopsys PrimeTime, Cadence Tempus）的使用，以及如何基于 STA 报告进行设计优化。 布局与布线（Place & Route）： 详细介绍布局布线的基本流程和算法。讲解主流 P&R 工具（如 Synopsys IC Compiler, Cadence Innovus）的流程，包括引脚分配、标准单元放置、布线、时钟树综合（CTS）等。重点关注 P&R 对时序的影响，以及如何通过调整 P&R 选项来满足时序要求。 物理验证与可制造性设计： 介绍物理验证（Physical Verification）的重要性，包括设计规则检查（DRC）、版图与原理图一致性检查（LVS）。讲解可制造性设计（DFM）的基本概念，以及如何在设计中考虑可制造性。 FPGA 设计流程： 针对 FPGA 设计，介绍其特有的流程，包括高层次综合（HLS）、综合、映射、布局布线、比特流生成、硬件调试等。讲解主流 FPGA 厂商的开发工具（如 Xilinx Vivado, Intel Quartus Prime）的使用。 第三部分：现代数字电路设计的高级主题与挑战 本部分将探讨在当前先进工艺节点下，数字电路设计所面临的挑战，以及应对这些挑战的高级技术和方法。 功耗管理技术： 随着集成度的提高和移动设备的普及，功耗成为关键的设计指标。本部分将介绍多种功耗管理技术，包括时钟门控（Clock Gating）、功率门控（Power Gating）、动态电压频率调整（DVFS）、低功耗状态（Sleep Mode）等，以及如何在设计中实现和验证这些技术。 抗干扰与可靠性设计： 探讨数字电路在各种干扰下的行为，如电迁移（Electromigration）、IR Drop、串扰（Crosstalk）、噪声（Noise）、软错误（Soft Errors）等。介绍提高电路可靠性的设计方法，如冗余设计、纠错码（ECC）、扫描链（Scan Chain）设计等。 时钟网络设计与优化： 深入分析时钟信号在复杂电路中的传输特性，讲解时钟树综合（CTS）的原理和目标。介绍如何减少时钟偏斜（Clock Skew）和占空比失真（Duty Cycle Distortion），以保证电路的时序收敛。 低功耗设计（LPDDR）与高能效设计（HED）： 结合最新的技术趋势，探讨如何设计低功耗、高能效的数字模块，例如在物联网（IoT）、移动设备、可穿戴设备等领域的应用。 高速接口设计： 介绍当前主流的高速串行接口技术，如 DDR、PCIe、USB、SerDes 等的基本原理、信号完整性（SI）和电源完整性（PI）的挑战，以及相应的EDA工具和设计方法。 可重用IP核（IP Core）的设计与集成： 讲解IP核的概念、分类，以及如何设计和集成可重用的IP核，以提高设计效率和加快产品上市速度。 验证方法学： 强调验证的重要性，介绍高级验证技术，如断言（Assertions）、形式验证（Formal Verification）、事务级建模（TLM）、UVM（Universal Verification Methodology）等，以及它们在复杂SoC（System-on-Chip）验证中的应用。 第四部分：案例分析与实践指导 本部分通过一系列精心挑选的实际案例，将前面章节所学的理论知识付诸实践，帮助读者加深理解并掌握解决实际问题的能力。 案例一：带片上调试接口的CPU控制器设计 需求分析与架构设计 RTL模块划分与Verilog/VHDL实现 testbench设计与功能验证 时序约束的制定与STA分析 综合与P&R流程演示 案例二：低功耗DMA控制器设计 DMA工作原理与接口定义 低功耗设计技巧的应用（时钟门控、功率门控） 功耗分析与验证 与CPU的集成与验证 案例三：高速AXI总线接口IP设计 AXI协议详解 RTL实现与总线连接 事务级建模（TLM）验证 时序收敛与接口信号完整性考虑 本书特色 实战导向： 强调理论与实践相结合，提供大量代码示例和案例分析，帮助读者将知识转化为实际技能。 全面深入： 涵盖从基础到高级的数字电路设计全流程，并对当前热门技术和挑战进行深入探讨。 工具链整合： 介绍主流EDA工具的使用，并引导读者理解工具在设计流程中的作用。 前沿技术： 关注先进工艺节点下的设计挑战，如功耗、可靠性、高速接口等。 语言支持： 主要以 Verilog 和 VHDL 为例，覆盖两种主流硬件描述语言。 适用对象 高等院校电子工程、微电子学、计算机科学等相关专业本科生和研究生 从事数字集成电路设计、验证、前端/后端工程师 对数字电路设计感兴趣的行业从业者 希望提升数字设计实践能力的研究人员 通过本书的学习，读者将能够系统地掌握现代数字电路设计的方法和技术，为从事复杂SoC、ASIC、FPGA等项目的设计与开发打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我已经收藏了许多关于集成电路设计和信息安全的书籍，但真正能将“版权保护”这个主题，如此聚焦于“数字芯核”这一特定领域进行深度挖掘的，确实不多见。这本书的结构设计让我感受到了作者对知识体系的整体把控力，它似乎不仅仅是一本教材，更像是一份行业标准或白皮书的雏形。我尤其注意到书中对于不同阶段的知识点都进行了明确的标注，比如哪些是基础必备，哪些是前沿探索，这对于读者制定学习路径非常有帮助。它不像那种为了凑字数而堆砌内容的书籍，每一章、每一节都感觉是经过深思熟虑、有所指代的。这种精炼和专注，使得阅读过程的效率非常高，几乎没有浪费时间的段落。对于一个时间宝贵的专业人士来说，这种“干货满满”的体验是衡量一本技术书价值的最重要标准。我期待这本书能够为我国在高端芯片自主可控的道路上，提供坚实的理论和技术支撑。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计着实让人眼前一亮，那种深邃的蓝色调，配上精准的几何图形，一下子就抓住了我的注意力。我本来就对电路设计和底层技术抱有浓厚的兴趣，所以看到这本书的名字时，那种“硬核”的气息扑面而来，感觉这就是我一直在寻找的那种能深入骨髓的专业书籍。我拿到书后，首先翻阅了目录，排版清晰，逻辑分明，从基础理论到实际应用，循序渐进地展开，让人感觉作者对整个知识体系的把握非常到位。尤其是看到一些关于“数字芯核”和“版权保护”的章节标题时，我内心那个技术宅的小火苗立刻就被点燃了。这本书的结构似乎是为那种渴望钻研技术细节的读者量身定制的，它不像市面上很多那种浅尝辄止的科普读物，而是那种需要你沉下心来，拿着笔和草稿纸才能啃下来的“硬骨头”。我特别期待它在理论深度上的表现，希望它不仅仅是概念的罗列，而是能提供扎实的数学推导和工程实践的案例。这本书的装帧质量也很不错，纸张厚实，印刷清晰，长时间阅读也不会感到眼睛疲劳，这对于一本技术参考书来说至关重要。

评分☆☆☆☆☆

我最近一直在尝试将理论知识应用到实际的项目中，但总感觉在某些关键环节上缺乏一个权威的指导。市面上关于集成电路设计方面的资料浩如烟海，但真正能系统性地讲解如何在高集成度的芯片中嵌入版权保护机制的，却凤毛麟角。这本书的出现，简直是为我解了一个大大的疑惑。我最欣赏它的地方在于那种将安全性和功能性完美结合的思路。很多时候，我们为了保护知识产权，可能会牺牲一定的性能或者增加不必要的复杂性，但这本书似乎提供了一条优雅的解决方案，如何在不明显影响芯片运行效率的前提下，构建起坚固的壁垒。我特别关注它对各种攻击向量的分析，以及相应的防御策略，这才是检验一本技术书籍真功夫的地方。如果它能提供一些实际的测试平台或者仿真结果作为佐证，那就更完美了。从作者的背景来看，东南大学出版社的出品也让这本书的学术严谨性有了保障，希望它能成为我未来研究路上的一个重要里程碑，帮助我跨越那些看似难以逾越的技术鸿沟。

评分☆☆☆☆☆

说实话，当我刚开始翻阅这本书时，我做好了要和一堆晦涩难懂的公式和代码打交道的心理准备。然而，这本书的叙述方式比我预想的要流畅得多，这让我感到非常惊喜。作者在讲解那些高度抽象的概念时，总能巧妙地穿插一些形象的比喻或者生活化的例子，这极大地降低了初学者的理解门槛。举个例子，在解释某个加密算法的工作原理时，作者并没有直接丢出一串数学符号，而是先用一个类似“锁和钥匙”的模型来构建读者的直观认知，然后再逐步深入到背后的数学原理。这种“先知其然，再知其所以然”的教学方法，非常符合人类的学习规律。对于那些想要转行进入这个细分领域的工程师来说，这本书无疑提供了一条高效的快速通道。它不是那种只适合研究生或资深专家的“天书”，而更像是一位经验丰富的老前辈，耐心且细致地为你解剖每一个技术难点。

评分☆☆☆☆☆

这本书的篇幅相当可观，这从侧面反映了作者在内容深度上的投入。我关注的重点在于其对于“芯核”层面的保护，这涉及到非常底层的硬件设计和固件交互。我非常好奇作者是如何处理不同制造工艺节点下的兼容性问题的，毕竟半导体行业的技术迭代速度极快，一本优秀的参考书必须考虑到前瞻性。我希望书中能详细探讨诸如物理不可克隆函数（PUF）在数字电路中的具体实现细节，以及如何通过硬件描述语言（HDL）来实现这些保护逻辑。如果它能提供一些关于功耗分析和侧信道攻击的防御机制的深入讨论，那就太棒了。因为在实际的芯片部署中，软件层面的保护很容易被绕过，而真正可靠的防御往往是嵌入在硬件结构中的。这本书的气场很强，它不满足于停留在理论层面，而是直接指向了工程实践中的“痛点”，这种务实精神是当前很多学术著作所欠缺的。