數字電路實驗與EDA技術 9787564124274 東南大學齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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郭永貞 著

圖書標籤:

• 數字電路
• EDA
• 實驗
• 東南大學
• 電子工程
• 電路分析
• 數字邏輯
• Verilog
• Quartus
• FPGA

店鋪： 花晨月夕圖書專營店

齣版社： 東南大學齣版社

ISBN：9787564124274

商品編碼：29430800638

包裝：平裝

齣版時間：2010-10-01

基本信息

書名：數字電路實驗與EDA技術

定價：30.00元

作者：郭永貞

齣版社：東南大學齣版社

齣版日期：2010-10-01

ISBN：9787564124274

字數：390000

頁碼：233

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.359kg

編輯推薦

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內容提要

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該書是《數字電子技術》、《電子技術》等課程的實踐教學指導教材。書中除瞭有一般常用電子測量儀器和數字電子技術常規實驗內容外，還有multisim 10軟件的介紹及其仿真實驗，可編程邏輯電路編程軟件MAx plusⅡ的應用，數字電路課程設計的一般教學過程舉例以及多個課程設計題選。並在實驗項目中安排瞭基礎型和設計應用型等類彆，課程設計的課題類型盡可能做到量多麵廣，以求適應麵更廣。該書可作為工科專業電子技術基礎課程的實踐教學指導用書，也可作為工程技術人員的參考書。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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《數字集成電路設計與驗證：理論、方法與實踐》 一、 書籍概述 本書旨在全麵深入地探討數字集成電路設計與驗證的各個方麵，從基礎理論到前沿技術，從設計流程到實際應用，力求為讀者提供一個係統、完整且與時俱進的學習框架。本書內容覆蓋瞭數字集成電路設計的完整生命周期，包括邏輯設計、綜閤、物理設計、驗證以及低功耗設計等關鍵環節。本書的特色在於理論與實踐相結閤，既有紮實的理論基礎講解，也提供瞭大量的實例分析和工具使用指導，幫助讀者將理論知識轉化為實際的設計能力。 二、 內容詳述 第一部分：數字集成電路設計基礎 本部分將為讀者打下堅實的數字電路基礎，為後續深入學習數字集成電路設計奠定基石。 第一章：數字電路基礎迴顧 二進製數係統與邏輯運算： 深入講解二進製、十進製、十六進製之間的轉換，以及AND、OR、NOT、XOR、NAND、NOR等基本邏輯門的功能和特性。 布爾代數與邏輯化簡： 係統梳理布爾代數的基本定理、定律和公式，介紹卡諾圖、奎因-麥剋拉斯基算法等常用的邏輯化簡方法，旨在使讀者能夠有效地簡化邏輯錶達式，降低電路復雜度。 組閤邏輯電路設計： 講解編碼器、譯碼器、多路選擇器、數據選擇器、全加器、減法器等基本組閤邏輯電路的原理、結構和設計流程，通過實例分析加深理解。 時序邏輯電路基礎： 詳細介紹觸發器（D觸發器、JK觸發器、T觸發器、SR觸發器）的工作原理、狀態轉移圖和狀態錶。講解寄存器、計數器（同步計數器、異步計數器、移位寄存器）的設計方法和應用。 第二章：數字集成電路基礎理論 CMOS器件物理原理： 介紹MOSFET（NMOS和PMOS）的結構、工作原理、電流-電壓特性和開關特性，重點講解CMOS反相器、CMOS傳輸門等基本CMOS電路的構造和工作原理。 CMOS邏輯門電路： 講解CMOS結構下與非門、或非門、異或門等基本邏輯門的實現方式，分析其電路特性、傳播延遲和功耗。 傳播延遲與功耗分析： 深入分析CMOS電路的傳播延遲（上升時間、下降時間、單位延遲）的形成原因，介紹電容負載、驅動能力對傳播延遲的影響。詳細闡述CMOS電路的動態功耗（開關功耗）和靜態功耗（漏電流功耗）的産生機製，並給齣降低功耗的基本策略。 時序約束與亞穩態： 講解時序邏輯電路中的時鍾信號作用，定義建立時間（setup time）和保持時間（hold time），闡述違背時序約束可能導緻的亞穩態現象及其危害，並介紹避免亞穩態的方法。 第二部分：數字集成電路設計流程與方法 本部分將係統介紹現代數字集成電路設計所遵循的流程和常用的設計方法。 第三章：硬件描述語言（HDL） Verilog HDL入門： 介紹Verilog HDL的基本語法，包括數據類型、運算符、賦值語句、過程語句（always塊）、模塊定義、端口聲明等。講解如何使用Verilog描述組閤邏輯和時序邏輯。 Verilog HDL進階： 深入講解Verilog HDL的並發性、時序控製、實例化、參數化等高級特性。介紹常用的編碼風格和良好編程習慣，強調可綜閤性。 SystemVerilog簡介（可選，可作為擴展）： 簡要介紹SystemVerilog相較於Verilog的優勢，如麵嚮對象、約束隨機驗證、斷言等，為讀者接觸更現代的驗證語言做鋪墊。 第四章：邏輯綜閤 邏輯綜閤概述： 介紹邏輯綜閤的概念、目的和重要性，闡述綜閤工具如何將HDL代碼轉化為網錶（netlist）。 綜閤流程與約束： 講解邏輯綜閤的基本流程，包括前綜閤（HDL代碼編寫）、約束文件編寫（時鍾頻率、I/O端口約束、時序例外等）以及綜閤工具的執行。 綜閤工具的應用： 介紹業界常用的邏輯綜閤工具（如Synopsys Design Compiler、Cadence Genus等）的基本使用方法，講解如何生成優化的網錶，以及如何根據設計需求進行優化。 綜閤後的分析： 講解如何分析綜閤後的網錶，包括邏輯門數量、麵積、時序和功耗等指標，並解釋如何根據分析結果調整HDL代碼或綜閤約束以達到設計目標。 第五章：物理設計 物理設計流程： 詳細介紹物理設計的各個階段，包括布局（placement）、布綫（routing）、時鍾樹綜閤（clock tree synthesis - CTS）、時序優化（timing optimization）和電源網格設計（power grid design）。 布局（Placement）： 講解標準單元布局、宏單元布局、I/O端口布局的策略和考量因素，以及如何優化布局以減少綫長和綫擁塞。 布綫（Routing）： 介紹全局布綫和詳細布綫的概念，講解布綫算法的原理，以及如何處理布綫擁塞和時序違例。 時鍾樹綜閤（CTS）： 闡述時鍾信號在芯片中的重要性，講解時鍾樹的目的（減少時鍾偏斜和抖動），介紹不同的時鍾樹結構（H樹、S樹等）和優化方法。 物理驗證： 介紹設計規則檢查（DRC）、版圖與原理圖一緻性檢查（LVS）等物理驗證的重要性，以及如何使用相關工具進行驗證。 第三部分：數字集成電路驗證 驗證是數字集成電路設計中至關重要的一環，本部分將深入探討驗證的技術與方法。 第六章：驗證方法學 驗證的重要性與挑戰： 強調驗證在確保芯片功能正確性和可靠性方麵的重要作用，以及現代SoC設計的驗證復雜度。 功能驗證的策略： 介紹不同的驗證策略，包括仿真（simulation）、形式驗證（formal verification）、以及混閤模式驗證（hybrid verification）。 測試平颱的構建： 講解如何構建高效的測試平颱，包括測試激勵生成器（stimulus generator）、被測設計（DUT）的實例化、響應檢查器（checker）和覆蓋率收集器（coverage collector）。 第七章：仿真驗證技術 事件驅動仿真： 講解事件驅動仿真模型及其工作原理，介紹不同的仿真器（如VCS, Incisive/Xcelium, QuestaSim）。 HDL仿真與調試： 講解如何使用HDL進行仿真，包括波形查看、斷點設置、變量監視等調試技術。 測試嚮量（Testbench）編寫： 演示如何使用HDL編寫測試嚮量，生成各種輸入激勵，並對輸齣結果進行檢查。 第八章：先進驗證技術 覆蓋率驅動驗證（Coverage-Driven Verification - CDV）： 講解不同類型的覆蓋率（代碼覆蓋率、功能覆蓋率、事務覆蓋率），以及如何使用覆蓋率來指導驗證過程，發現遺漏的測試場景。 約束隨機驗證（Constrained Random Verification - CRV）： 介紹CRV的思想，如何定義約束和隨機生成器來産生海量的、有意義的測試激勵。 形式驗證基礎： 介紹形式驗證的基本概念，如模型檢測（model checking）和等價性檢查（equivalence checking），以及它們在驗證中的應用。 斷言（Assertions）： 介紹如何使用SystemVerilog的斷言來描述設計中的屬性和時序關係，以便在仿真或形式驗證中自動檢查這些屬性。 第四部分：低功耗設計與EDA工具 本部分將關注現代集成電路設計中日益重要的低功耗設計技術，並介紹常用的EDA工具。 第九章：低功耗設計技術 功耗的來源與挑戰： 再次強調動態功耗和靜態功耗，以及在移動設備和高性能計算中降低功耗的迫切需求。 門控時鍾（Clock Gating）： 詳細介紹門控時鍾的原理，如何通過選擇性地關閉時鍾信號來降低動態功耗。 多電壓域（Multi-Voltage Domains）： 介紹在同一芯片上使用不同電壓域來降低功耗的設計方法。 電源門控（Power Gating）： 講解如何通過關閉某些電路塊的電源來消除靜態功耗。 動態電壓頻率調節（DVFS）： 介紹根據計算負載動態調整電壓和頻率以優化功耗和性能的技術。 第十章：EDA工具與設計流程整閤 EDA工具鏈概述： 介紹典型的數字集成電路設計EDA工具鏈，包括前端設計工具（HDL編輯器、仿真器、綜閤工具）、後端設計工具（布局布綫工具、時序分析工具）和驗證工具。 設計流程整閤： 講解如何將各個EDA工具無縫地整閤到完整的設計流程中，實現從RTL設計到GDSII文件的全過程自動化。 常用EDA工具介紹（非深入教程，但需提及）： 簡要介紹Synopsys, Cadence, Mentor Graphics等廠商提供的業界主流EDA工具，以及它們在各自設計環節中的作用（例如，DC/Genus用於綜閤，ICC2/Innovus用於布局布綫，VCS/Incisive/Questa用於仿真，Formality用於形式驗證）。 三、 目標讀者 本書適閤於高等院校電子工程、微電子學、計算機科學與技術等專業的本科生、研究生，以及從事集成電路設計、驗證、FPGA開發等相關工作的工程師。本書也可作為相關領域從業人員的參考手冊。 四、 學習方法建議 讀者在學習本書時，建議： 1. 掌握基礎： 紮實掌握第一部分的數字邏輯基礎和CMOS電路原理。 2. 動手實踐： 積極動手編寫Verilog HDL代碼，並使用EDA工具進行仿真和綜閤。 3. 理解流程： 深入理解並模仿第二部分的數字集成電路設計流程。 4. 注重驗證： 投入足夠精力學習和實踐第三部分的驗證技術，這是保證設計質量的關鍵。 5. 關注前沿： 瞭解第四部分介紹的低功耗設計技術及其在實際應用中的重要性。 6. 結閤案例： 在學習過程中，積極查找和分析實際的電路設計案例，加深對理論知識的理解。 7. 持續學習： EDA技術發展迅速，應保持持續學習的態度，關注行業最新動態和工具更新。 五、 結語 《數字集成電路設計與驗證：理論、方法與實踐》力求為讀者提供一條清晰的學習路徑，幫助其全麵掌握數字集成電路設計與驗證的核心知識和技能。通過理論的學習與實踐的結閤，期望讀者能夠獨立完成高質量的數字集成電路設計項目，並為我國集成電路産業的發展貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和插圖，真是讓人提不起興趣。首先，字體大小和行距都有些不協調，閱讀起來總有一種擁擠感，長時間看容易疲勞。雖然書中有些圖錶，但大部分都過於簡化，或者說不夠清晰，很多細節都模糊不清，尤其是那些原理示意圖，看得我一頭霧水，完全無法從中獲得直觀的理解。我本來是想通過圖示來輔助理解那些晦澀的理論，結果這些圖反倒成瞭新的障礙。還有一些錶格，數據排列得雜亂無章，關鍵信息被淹沒在大量的文字中，很難快速找到自己需要的內容。更讓人失望的是，書中的代碼示例，雖然有，但數量不多，而且往往是那種“寫瞭等於沒寫”的片段，沒有完整的項目展示，也沒有對代碼進行詳細的解釋，讓人不知道如何將這些片段整閤起來，也不知道它們在實際應用中起什麼作用。我嘗試著跟著書中的示例去實踐，但發現根本無從下手，因為缺少瞭關鍵的引導和說明。總的來說，這本書在視覺呈現和實踐指導上都做得不夠好，對讀者的友好度很低。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的整體感受是，它過於理論化，而忽視瞭實際應用中的細節和技巧。作為一名對數字電路和EDA技術感興趣的讀者，我期待能夠學到一些實用的知識，能夠指導我在實踐中進行電路設計和仿真。然而，這本書的內容更多地集中在理論推導和概念講解上，對於如何將這些理論轉化為實際的産品，或者如何使用EDA工具來完成設計流程，幾乎沒有涉及。例如，在講到某個芯片設計流程時，書中隻是泛泛地介紹瞭一些概念，但卻沒有提供具體的操作步驟和注意事項，這對於想要動手實踐的讀者來說，無疑是一個巨大的遺憾。我希望作者能夠多一些工程實踐的案例，多一些針對具體EDA工具的指導，讓讀者能夠真正地掌握這項技術，而不是僅僅停留在理論層麵。這本書更像是一本學術研究的參考書，而非一本麵嚮廣大實踐者的入門或進階教程。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，這本書的邏輯結構和敘述方式讓我感到非常睏惑。它似乎沒有一個清晰的主綫，章節之間的銜接也顯得生硬。有時候，內容會突然跳躍到另一個完全不相關的領域，讓人措手不及，完全跟不上作者的思路。而且，對於一些重要的概念，作者並沒有進行深入的闡述，隻是淺嘗輒止，然後就匆匆帶過，留下瞭一堆疑問。我反復閱讀瞭好幾遍，試圖找到其中的邏輯脈絡，但始終不得要領。更讓我感到沮喪的是，書中很多地方的錶述都比較含糊不清，缺乏準確性和嚴謹性，有時候甚至會齣現自相矛盾的說法，這讓我對書中的內容産生瞭懷疑。我本以為這會是一本循序漸進、條理清晰的書籍，能夠帶領我逐步深入數字電路和EDA技術的領域，但它卻像是一盤散沙，很難將零散的知識點串聯起來，形成一個完整的知識體係。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的感覺，就像是在堆砌學術名詞，而缺乏實際的價值。我是一名正在學習數字電路和EDA技術的學生，希望通過這本書能夠提升我的實踐能力和理論理解。然而，這本書的內容更像是為已經有一定基礎的專傢準備的，充滿瞭各種高深的理論和晦澀的術語，對於新手來說，簡直就是一本“天書”。它很少從實際工程應用的角度去講解概念，而是上來就講一些抽象的數學模型和算法，讓人感覺脫離瞭實際。我希望能夠看到更多關於如何將理論知識應用於實際電路設計和EDA工具使用的內容，例如具體的案例分析、常用的EDA工具操作指南、調試技巧等等。但是，這本書在這方麵的內容非常匱乏，就像是隻講“是什麼”，而不講“怎麼做”。這種“隻講不練”的風格，讓我感覺這本書更多的是一種理論上的“擺設”，而不是一本真正能夠幫助我成長的實踐教材。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容，怎麼說呢，確實是讓我摸不著頭腦。書的封麵和標題都挺光鮮亮麗的，什麼“數字電路實驗與EDA技術”，聽起來就挺高大上的，我也滿懷期待地翻開瞭。結果呢？開頭部分講得那些基礎概念，像是羅列知識點一樣，沒頭沒尾的，雖然字麵上都認識，但組閤在一起就感覺像是在看一本翻譯腔濃重的技術說明書，生硬得很。好不容易翻到後麵，以為能看到點實際操作的東西，結果又是各種抽象的理論推導，公式一大堆，看得我頭暈眼花，完全不知道這些公式是為瞭解決什麼具體問題服務的。實驗部分更是讓人崩潰，所謂的實驗步驟就像是隱藏起來瞭一樣，隻給瞭一堆模糊的指令，然後就讓你自己去摸索，這對於初學者來說簡直就是一場噩夢。更彆提那EDA技術瞭，本來以為會講點具體的EDA工具怎麼使用，結果講的都是些原理性的東西，對實際操作的指導少之又少，感覺這本書就像是隔靴搔癢，抓不住重點。我花瞭很長時間試圖理解書裏的內容，但總感覺隔著一層窗戶紙，怎麼也捅不破。