集成電路設計CAD/EDA工具實用教程 機械工業齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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韓雁，韓曉霞，丁扣寶著 著

圖書標籤:

• 集成電路設計
• CAD
• EDA
• 實用教程
• 機械工業齣版社
• 電子工程
• 模擬電路
• 數字電路
• Verilog
• VHDL
• 電路設計

店鋪： 北京群洲文化專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111318194

商品編碼：29481442782

包裝：平裝

齣版時間：2010-09-01

基本信息

書名：集成電路設計CAD/EDA工具實用教程

定價：42.00元

作者：韓雁,韓曉霞,丁扣寶著

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2010-09-01

ISBN：9787111318194

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.422kg

編輯推薦

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內容提要

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本書基於IC設計實例，係統全麵地介紹瞭模擬集成電路設計和數字集成電路設計所需CAD/EDA工具的基礎知識和使用方法。
模擬集成電路設計以Cadence工具為主，同時也介紹瞭業界常用的Hspice電路仿真工具、Calibre版圖驗證工具以及Laker版圖繪製軟件等的使用。數字集成電路設計則介紹瞭從使用Matlab進行係統級建模、使用ModelSim和NC-Verilog進行仿真、使用Xilinx ISE進行FPGA硬件驗證、使用Design Compiler進行邏輯綜閤直至使用Astro進行布局布綫的完整設計過程，以及數字IC設計的驗證方法學及可測性設計的基本概念和流程。
本書可作為微電子及相關專業的高年級本科生和研究生的集成電路設計課程的教材，也可供集成電路領域科研人員和工程師參考。

目錄

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部分　模擬集成電路設計工具及使用
　章　典型電路仿真工具軟件
　　1.1　Cadence電路仿真工具包
　　　1.1.1　設計環境簡介
　　　1.1.2　電路圖輸入工具Virtuoso Schematic Composer
　　　1.1.3　仿真環境工具Analog Design Environment
　　　1.1.4　仿真結果的顯示及處理
　　　1.1.5　建立子模塊
　　　1.1.6　設計實例——D觸發器
　　1.2　Hspice電路仿真工具
　　　1.2.1　Hspice簡介
　　　1.2.2　*.sp文件的生成
　　　1.2.3　運行與仿真
　　1.3　UltraSim仿真技術
　　　1.3.1　UltraSim簡介
　　　1.3.2　仿真環境設置
　　1.4　芯片封裝的建模與帶封裝信息的仿真
　　　1.4.1　射頻IC封裝簡介
　　　1.4.2　PKG軟件的具體使用
　第2章　模擬集成電路設計及仿真實例
　第3章　版圖繪製及其工具軟件
　第4章　版圖驗證與後仿真
　第5章　設計所需規則文件的詳細說明
第二部分　數字集成電路設計工具及使用
　第6章　係統級建模與數模混閤仿真
　第7章　數字電路設計與Verilog
　第8章　硬件描述語言的軟件仿真與FPGA硬件驗證
　第9章　邏輯綜閤與Design Compiler
　0章　自動布局布綫及Astro
　1章　數字集成電路設計的驗證方法學
　2章　可測性設計及可測性設計軟件使用
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《集成電路設計EDA工具高級應用與實戰》 內容簡介 在日新月異的電子技術浪潮中，集成電路（IC）的設計與製造已成為推動科技進步的核心引擎。隨著芯片復雜度的指數級增長，傳統的純手動設計方法早已無法滿足現代IC工程的需求。電子設計自動化（EDA）工具因此應運而生，並發展成為IC設計流程中不可或缺的關鍵支柱。本書《集成電路設計EDA工具高級應用與實戰》旨在深入探討當前主流EDA工具在集成電路設計各個環節中的高級應用技巧，並結閤大量實戰案例，幫助讀者構建紮實的設計理論基礎，掌握精湛的工具操作技能，從而高效、高質量地完成復雜集成電路的設計任務。 本書並非對基礎概念的簡單羅列，而是聚焦於資深工程師和高級研究者在實際項目中所麵臨的挑戰與解決方案。我們將從驗證、綜閤、布局布綫、物理驗證等核心EDA流程齣發，層層遞進，講解那些往往在入門教程中被一帶而過的關鍵細節和高級策略。 第一部分：高級驗證技術與方法學 在集成電路設計流程中，驗證的地位舉足輕重。一個設計能否順利流片，甚至能否在後期産品中穩定可靠地運行，很大程度上取決於驗證的充分性。本部分將重點介紹現代IC驗證中的前沿技術和最佳實踐。 係統級驗證與UVM（Universal Verification Methodology）深入解析： 我們將從UVM的架構設計、組件（component）的構建、配置（configuration）、測試平颱（testbench）的搭建等基礎之上，深入探討如何利用UVM實現更高效、更具可擴展性的驗證環境。重點講解序列（sequence）的設計模式、約束隨機（constraint random）技術的巧妙運用、覆蓋率驅動驗證（coverage-driven verification）的策略製定以及斷言（assertion）在驗證中的高級應用。本書將提供實用的UVM設計模式和代碼示例，幫助讀者構建健壯且易於維護的驗證平颱。 形式驗證（Formal Verification）的應用場景與技巧： 形式驗證作為一種強大的無模擬器驗證技術，在功能正確性、屬性檢查、等價性驗證等方麵展現齣獨特優勢。我們將詳細介紹不同形式驗證工具的功能，如模型檢查（model checking）和定理證明（theorem proving），並結閤實際案例講解如何針對特定設計模塊，如總綫協議、控製邏輯等，進行形式驗證。重點在於如何有效地約束設計空間，提高驗證效率，並解讀形式驗證工具産生的報告，準確判斷設計缺陷。 性能驗證與功耗驗證： 隨著芯片性能需求的不斷攀升和功耗限製日益嚴格，如何有效地進行性能和功耗驗證變得至關重要。本部分將介紹如何利用專門的EDA工具進行性能建模、性能瓶頸分析，以及如何利用仿真和靜態分析技術進行功耗估算和功耗優化。我們將探討功耗模式的管理、動態功耗與靜態功耗的分析方法，並介紹如何將這些驗證活動集成到整體設計流程中。 軟硬件協同驗證（Hardware-Software Co-Verification）： 隨著SoC（System-on-Chip）設計的普及，軟件與硬件的協同驗證變得不可或缺。本書將介紹如何搭建軟硬件協同驗證環境，包括使用仿真器、模擬器、以及利用FPGA原型驗證等多種手段。重點講解如何有效地管理軟件和硬件的交互，如何調試跨越軟硬件邊界的問題，以及如何通過協同驗證來加速整體産品上市周期。 第二部分：邏輯綜閤與優化的高級策略 邏輯綜閤是將高層次的 RTL（Register-Transfer Level）描述轉化為門級網錶（gate-level netlist）的關鍵步驟。高效的綜閤不僅能滿足時序、麵積和功耗的目標，更能為後續的布局布綫打下堅實基礎。 RTL代碼風格對綜閤結果的影響： 本部分將深入分析不同RTL代碼風格（如同步時序邏輯、異步邏輯、狀態機設計等）對綜閤結果的潛在影響。我們將探討如何編寫易於綜閤、能夠産生高質量門級網錶的RTL代碼。重點講解如何避免綜閤工具的誤判，如何有效地利用綜閤工具的優化能力，以及如何根據設計目標（如低功耗、高性能）來調整代碼編寫策略。 約束（Constraints）的精細化設置與應用： 約束是指導綜閤工具進行優化的核心。本書將詳細介紹各種時序約束（clock constraints, input/output delays, false paths, multi-cycle paths）、麵積約束、功耗約束以及區域約束的設置方法。我們將深入講解如何根據芯片的具體需求，為不同模塊設定最優的約束，並探討如何通過迭代式約束調整來逐步優化綜閤結果。 綜閤工具的底層算法與優化技術： 為瞭更好地利用綜閤工具，理解其底層的優化算法至關重要。我們將對邏輯優化（如布爾代數優化、邏輯提取）、寄存器復製（register duplication）、資源共享（resource sharing）等關鍵算法進行簡要介紹，並講解如何通過配置綜閤工具的參數來影響這些算法的執行，從而達到預期的設計目標。 低功耗邏輯綜閤技術： 隨著移動設備和物聯網的興起，低功耗設計已成為IC設計的重中之重。本部分將介紹各種低功耗邏輯綜閤技術，包括時鍾門控（clock gating）、電源門控（power gating）、多電壓域設計（multi-voltage domain）等。我們將講解如何在RTL設計階段就考慮功耗問題，以及如何通過綜閤工具的特殊優化來進一步降低芯片的功耗。 第三部分：布局布綫與物理設計的深度探索 布局布綫是IC設計流程中最具挑戰性的環節之一，它直接決定瞭芯片的性能、功耗和可靠性。本部分將聚焦於現代布局布綫工具的高級功能和優化策略。 先進的布局（Placement）技術： 我們將深入探討各種布局算法，如基於全局優化的布局、基於局部優化的布局、以及針對特定技術的布局技術（如針對大電容負載、關鍵路徑的優化）。重點講解如何通過閤理地放置宏單元（macro cells）、內存單元，以及如何優化標準單元（standard cells）的布局，以達到時序、功耗和布綫可達性的平衡。 布綫（Routing）策略與優化： 布綫是連接芯片內部各個單元的關鍵。本書將詳細介紹不同布綫算法（如全局布綫、詳細布綫），以及它們在不同場景下的應用。我們將講解如何處理擁塞（congestion）問題，如何優化布綫延遲（routing delay），如何進行多金屬層布綫（multi-layer routing）以提高布綫密度和可達性，以及如何利用信號完整性（signal integrity）和功耗感知（power-aware）布綫技術來提升芯片整體性能。 功耗感知布局布綫（Power-Aware Place & Route）： 功耗是現代IC設計的關鍵考量因素。本部分將深入講解功耗感知布局布綫技術，包括如何通過功耗建模來指導布局布綫，如何優化電源網絡的分配，如何利用門控和電源門控策略來降低動態和靜態功耗。我們將介紹如何有效地平衡功耗與時序、麵積之間的關係。 時序收斂（Timing Closure）與修復： 時序收斂是布局布綫階段的核心任務。本書將詳細介紹各種時序分析工具的使用，如何解讀靜態時序分析（STA）報告，如何定位時序違例（timing violations），以及如何采用各種時序修復技術，如邏輯優化、門控插入、寄存器重定時（resynthesis）、緩衝器插入（buffer insertion）等，來達到設計目標。我們將提供一套係統性的時序收斂流程和方法論。 第四部分：物理驗證與可製造性設計（DFM） 物理驗證是確保芯片設計能夠成功製造的關鍵步驟。本部分將深入講解物理驗證的各個方麵，以及如何通過設計可製造性（Design for Manufacturability, DFM）來提高芯片的良率。 設計規則檢查（DRC）與版圖與原理圖一緻性檢查（LVS）： 我們將詳細介紹DRC和LVS工具的工作原理和高級用法。重點講解如何解讀DRC報告中的各種違例信息，如何有效地修復DRC問題，以及如何確保版圖（layout）與原理圖（schematic）之間的一緻性。我們將討論如何針對不同的工藝節點（process node），調整DRC規則集，以及如何自動化DRC/LVS流程。 版圖後仿真（Post-Layout Simulation）與寄生參數提取（Parasitic Extraction）： 版圖後仿真能夠更準確地反映芯片的實際性能。本書將介紹寄生參數提取的原理，包括電阻（resistance）和電容（capacitance）的提取，以及如何利用提取的寄生參數進行精確的時序和功耗仿真。我們將講解如何選擇閤適的寄生參數提取模式，以及如何處理大規模設計中的寄生參數提取問題。 可製造性設計（DFM）技術： 提高芯片的良率是IC設計中的重要目標。本部分將介紹各種DFM技術，包括金屬填充（metal filling）、間距規則（spacing rules）、形狀規則（shape rules）的優化。我們將講解如何利用DFM工具來識彆潛在的製造缺陷，並提供相應的修復建議。重點在於如何將DFM考慮納入到設計流程的早期階段，從而避免後期齣現不可預見的製造問題。 版圖優化與修飾（Layout Optimization and Virtuoso Customization）： 對於某些特定模塊或全定製設計，版圖的精細化優化至關重要。本書將介紹一些高級版圖編輯和優化技巧，以及如何利用Cadence Virtuoso等工具進行高度定製化的版圖設計和管理。我們將探討如何進行跨越式版圖（stitching）的優化，以及如何處理復雜的版圖結構。 第五部分：EDA工具鏈集成與自動化 在實際的IC設計項目中，多個EDA工具需要協同工作，形成完整的工具鏈。本部分將探討如何有效地集成和自動化這些工具。 腳本編程與流程自動化： 掌握腳本編程（如Tcl, Python）是提高EDA工具使用效率的關鍵。我們將介紹如何在Tcl和Python中編寫腳本，以實現EDA工具的批量運行、參數配置、結果分析和流程自動化。重點在於如何設計模塊化、可復用的腳本，以及如何構建完整的自動化設計流程。 IP（Intellectual Property）集成與管理： 在復雜的SoC設計中，IP核的集成是常見的設計模式。本書將介紹如何有效地集成第三方或內部開發的IP核，包括IP的接口適配、約束的兼容性處理、以及IP的驗證策略。我們將討論IP的參數化配置和版本管理。 版本控製與協同設計： 在團隊協同設計的環境中，版本控製和代碼管理至關重要。本書將介紹如何利用Git等版本控製係統來管理RTL代碼、約束文件、仿真腳本和版圖文件。我們將討論如何進行分支管理、代碼閤並，以及如何實現高效的團隊協作。 高級調試技巧與故障排除： 麵對復雜的設計問題，掌握高級的調試技巧至關重要。本書將介紹如何利用仿真器、調試器（debugger）和跨工具調試技術來定位和解決設計中的各種問題，包括功能錯誤、時序違例、功耗異常等。我們將分享一些實用的故障排除策略和案例。 目標讀者 本書適閤於以下讀者群體： 在校本科生和研究生： 希望深入理解IC設計流程，掌握主流EDA工具高級應用，為未來從事IC設計工作打下堅實基礎的學生。 IC設計初級工程師： 渴望提升自身技能，從入門級用戶轉嚮高級用戶，能夠獨立解決復雜設計問題的工程師。 IC設計資深工程師： 希望瞭解最新的EDA技術和方法學，優化現有設計流程，解決更具挑戰性設計問題的工程師。 對集成電路設計感興趣的軟硬件開發工程師： 希望瞭解芯片設計背後的技術細節，提升軟硬件協同設計能力的工程師。 本書特色 內容前沿且深入： 聚焦於現代IC設計中的高級話題，涵蓋瞭驗證、綜閤、布局布綫、物理驗證等核心環節的最新技術和最佳實踐。 注重實戰與案例： 大量結閤實際工程項目中的典型案例，提供可操作性強的解決方案和代碼示例。 方法論與技巧並重： 不僅講解工具的使用，更強調設計方法論和解決問題的思路，幫助讀者構建全麵的工程能力。 跨越工具與平颱： 介紹主流EDA工具（如Synopsys, Cadence, Mentor Graphics等）的核心功能和通用設計理念，具有廣泛的適用性。 理論與實踐的完美結閤： 在講解高級工具應用的同時，輔以必要的理論知識，幫助讀者知其然，更知其所以然。 通過閱讀本書，讀者將能夠更自信、更高效地駕馭復雜的集成電路設計項目，在快速發展的半導體行業中脫穎而齣。

評分☆☆☆☆☆

這本書，我真的想瞭好久纔決定該怎麼下筆，畢竟它在我書架上的位置挺特彆的。我買這本書的初衷，其實挺功利的，當時工作上遇到一個棘手的問題，急需找到一個能快速上手、解決實際問題的方案。翻遍瞭網上各種資料，又谘詢瞭一些前輩，最終鎖定瞭這本《集成電路設計CAD/EDA工具實用教程》。拿到書的時候，我確實是抱著一種“試試看”的心態，畢竟市麵上這類書籍很多，質量參差不齊。然而，當我翻開第一頁，看到它那清晰的目錄和排版時，心裏就踏實瞭不少。這本書的結構設計得非常閤理，從基礎的概念講起，然後逐步深入到各個EDA工具的使用，感覺作者在編寫的時候，是真的站在讀者角度思考的。而且，它不僅僅是羅列命令和操作步驟，更重要的是，它會解釋為什麼這麼做，背後的原理是什麼，這對於我這種喜歡刨根問底的人來說，簡直是福音。我尤其喜歡書中關於某個特定工具在實際項目中的應用案例，那些例子非常貼近實際工作場景，讓我能很快地將理論知識轉化為實踐能力。每次遇到疑難雜癥，翻開這本書，總能找到一些啓發，或者直接找到解決方案。它就像一個經驗豐富的導師，靜靜地在那裏，隨時準備為你指點迷津。

評分☆☆☆☆☆

我是一名剛剛踏入集成電路設計領域的研究生，對這個行業充滿瞭好奇和學習的熱情。在導師的推薦下，我開始閱讀這本《集成電路設計CAD/EDA工具實用教程》。一開始，我對於EDA工具的概念和使用感到有些茫然，但這本書的齣現，徹底改變瞭我的看法。它以一種非常友好的方式，將復雜的EDA工具變得觸手可及。從最基礎的原理介紹，到具體的軟件操作，再到實際的設計案例，每一步都講解得清晰明瞭，讓我這個新手也能很快地理解並上手。我特彆喜歡書中關於設計流程的介紹，它讓我看到瞭一個完整的集成電路是如何從概念一步步變成現實的，這對於我建立全局觀非常重要。而且，書中提供的許多實踐性練習，也幫助我鞏固瞭所學的知識，並在實際操作中發現瞭自己的不足。這本書就像一位循循善誘的老師，不僅教會瞭我“做什麼”，更教會瞭我“為什麼這麼做”，這對我未來的學術研究和職業發展都將産生深遠的影響。我真的非常感謝作者的辛勤付齣，為我們這些新人提供瞭一本如此優質的學習資料。

評分☆☆☆☆☆

最近一直在鑽研模擬集成電路設計，尤其是低功耗的設計技術。市麵上的書籍多如牛毛，但真正能夠深入淺齣，並且提供切實可行方法的卻不多。我偶然間發現瞭這本《集成電路設計CAD/EDA工具實用教程》，一開始抱著試一試的心態，沒想到它帶給我的驚喜是如此之大。這本書在講解EDA工具的使用時，不僅僅停留在錶麵操作，更重要的是深入挖掘瞭工具背後的設計理念和優化策略。我尤其對書中關於電源管理和低功耗設計的章節印象深刻，作者結閤實際的電路設計場景，詳細介紹瞭如何利用EDA工具進行功耗分析、優化布局布綫，以及如何通過腳本自動化一些重復性的工作，這些內容對我而言，簡直是“及時雨”。而且，書中提供的許多實用技巧，都是經過實踐檢驗的，能夠幫助我快速提升設計效率，避免一些常見的“坑”。它不僅僅是一本工具書，更像是一位經驗豐富的設計師，在手把手地教你如何在這個復雜而精妙的領域裏遊刃有餘。讀完這本書，我對低功耗模擬電路設計的理解又上瞭一個颱階，也對如何更有效地運用EDA工具充滿瞭信心。

評分☆☆☆☆☆

作為一個在集成電路行業摸爬滾打多年的老兵，我見過太多的技術書籍，但真正能讓我眼前一亮，並且願意反復翻閱的，並不多。這本《集成電路設計CAD/EDA工具實用教程》絕對是其中之一。我最初接觸這本書，是因為公司在引入新的EDA工具鏈，而我作為技術骨乾，需要盡快掌握其精髓。這本書的齣現，可以說是恰逢其時。它不僅僅是對單一工具的簡單介紹，更重要的是，它提供瞭一個宏觀的視角，將不同的EDA工具在整個設計流程中的作用和聯係梳理得一清二楚。我特彆欣賞書中對於不同設計階段所對應EDA工具的選擇和應用策略的詳細論述，這對於我這種需要統籌全局的設計師來說，非常有價值。而且，書中提供的很多調試和驗證方法，都非常實用，能夠有效地幫助我縮短産品開發周期，提高設計質量。它就像一位經驗豐富的“領航員”，指引我在集成電路設計的浩瀚海洋中，找到最有效率的航綫。這本書的價值，遠不止於提供操作指南，更在於它所蘊含的設計智慧和工程經驗。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，當初選擇這本《集成電路設計CAD/EDA工具實用教程》，更多的是一種“機緣巧閤”。我當時正在準備一項非常重要的學術研究，需要對集成電路的設計流程有一個全麵而深入的瞭解，尤其是EDA工具在其中的作用。市麵上相關的書籍汗牛充棟，但大多數要麼過於理論化，要麼過於零散，很難找到一本能係統性地梳理清楚整個流程的書。在朋友的推薦下，我接觸到瞭這本書。初看之下，它的標題可能顯得有些“硬核”，但實際翻閱之後，我纔發現它深藏的“內秀”。作者在內容組織上，並沒有一味地堆砌技術細節，而是巧妙地將理論與實踐相結閤，從宏觀的設計流程，到微觀的工具操作，都進行瞭詳實的闡述。我最欣賞的是它對於不同EDA工具的比較和選擇建議，這對於初學者或者對工具不甚瞭解的研究者來說，無疑提供瞭寶貴的參考。書中穿插的插圖和圖錶也非常精煉，能夠直觀地幫助理解復雜的設計概念。在我的研究過程中，這本書充當瞭“知識寶庫”的角色，很多關鍵性的概念和技術細節，都是從這裏找到答案的。它讓我對集成電路設計這個看似龐雜的領域，有瞭更加清晰和係統的認識，也為我的研究提供瞭堅實的技術支撐。