CMOS集成電路EDA技術 機械工業齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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戴瀾 張曉波 陳铖穎 等 著

圖書標籤:

• CMOS集成電路
• EDA
• 集成電路設計
• 模擬電路
• 數字電路
• Verilog
• Cadence
• 工藝建模
• 版圖設計
• 機械工業齣版社

店鋪： 北京群洲文化專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111550945

商品編碼：29483476461

包裝：平裝-膠訂

齣版時間：2016-12-01

基本信息

書名：CMOS集成電路EDA技術

定價：79.00元

作者：戴瀾 張曉波 陳铖穎 等

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2016-12-01

ISBN：9787111550945

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版次：1

裝幀：平裝-膠訂

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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電子設計自動化（EDA）工具主要是指以計算機為工作平颱，融閤應用電子技術、計算機技術、智能化技術新成果而研製成的電子輔助軟件包。該軟件包可以使設計者在虛擬的計算機環境中進行早期的設計驗證，有效縮短電路實體迭代驗證的時間，提高集成電路芯片設計的成功率。一款成功的集成電路芯片源於無數工程師成功的設計，而成功的設計在很大程度上又取決於有效、成熟的集成電路EDA設計工具。本書根據普通高校微電子學與固體電子學（集成電路設計）專業的課堂教學和實驗要求，以提高實際工程設計能力為目的，采取循序漸進的方式，介紹進行CMOS集成電路設計的EDA工具。主要分為EDA設計工具概述、模擬集成電路EDA技術和數字集成電路EDA技術三大部分。在模擬集成電路方麵，依據模擬集成電路：電路前仿真—物理版圖設計—參數提取及後仿真的設計流程，詳細介紹瞭包括電路設計及仿真工具CadenceSpectre、版圖設計工具CadenceVirtusuo、版圖驗證及參數提取工具MentorCalibre在內各工具的基本知識和使用方法。數字集成電路方麵，根據代碼仿真、邏輯綜閤、數字後端物理層設計流程，依次介紹RTL仿真工具Modelsim、邏輯綜閤工具DesignCompiler、數字後端版圖工具ICCompiler和Encounter四大類設計工具。書中配以電路設計實例進一步分析各種EDA工具的設計輸入方法和技巧，形成一套完整的CMOS集成電路設計工具流程。

目錄

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前言
章CMOS集成電路EDA技術1
1��1CMOS集成電路EDA技術概述1
1��2CMOS模擬集成電路設計流程3
1��3CMOS模擬集成電路EDA工具分類5
1��4CMOS數字集成電路設計流程8
1��5CMOS數字集成電路EDA工具分類11
1��6小結13
第2章模擬電路設計及仿真工具Cadence Spectre14
2��1Spectre的特點14
2��2Spectre的仿真設計方法16
2��3Spectre與其他EDA軟件的連接17
2��4Spectre的基本操作18
2��4��1Cadence Spectre啓動設置18
2��4��2Spectre主窗口和選項介紹19
2��4��3設計庫管理器介紹22
2��4��4電路圖編輯器介紹25
2��4��5模擬設計環境介紹29
2��4��6波形顯示窗口介紹32
2��4��7波形計算器介紹37
2��5Spectre庫中的基本器件42
2��5��1無源器件42
2��5��2有源器件42
2��5��3信號源43
2��6低壓差綫性穩壓器的設計與仿真45
2��7小結53
第3章Cadence Virtuoso版圖設計工具54
3��1Virtuoso界麵介紹54
3��1��1窗口標題欄56
3��1��2狀態欄57
3��1��3菜單欄57
3��1��4圖標菜單65
3��1��5設計區域67
3��1��6光標和指針67
3��1��7鼠標狀態68
3��1��8提示欄69
3��1��9層選擇窗口69
3��2Virtuoso基本操作71
3��2��1創建矩形71
3��2��2創建多邊形72
3��2��3創建路徑73
3��2��4創建標識名74
3��2��5創建器件和陣列74
3��2��6創建接觸孔76
3��2��7創建圓形圖形76
3��2��8移動命令78
3��2��9復製命令79
3��2��10拉伸命令79
3��2��11刪除命令80
3��2��12閤並命令80
3��2��13選擇和放棄選擇命令81
3��2��14改變層次關係命令82
3��2��15切割命令84
3��2��16鏇轉命令85
3��2��17屬性命令86
3��2��18分離命令87
3��3運算放大器版圖設計實例88
3��3��1NMOS晶體管版圖設計88
3��3��2運算放大器的版圖設計94
3��4小結102
第4章模擬版圖驗證及參數提取工具Mentor Calibre103
4��1Mentor Calibre版圖驗證工具調用103
4��1��1Virtuoso Layout Editor工具啓動103
4��1��2采用Calibre圖形界麵啓動106
4��1��3采用Calibre View查看器啓動106
4��2Mentor Calibre DRC驗證108
4��2��1Calibre DRC驗證簡介108
4��2��2Calibre DRC界麵介紹110
4��2��3Calibre DRC驗證流程舉例116
4��3Mentor Calibre LVS驗證125
4��3��1Calibre LVS驗證簡介125
4��3��2Calibre LVS界麵介紹126
4��3��3Calibre LVS驗證流程舉例137
4��4Mentor Calibre寄生參數提取146
4��4��1Calibre PEX驗證簡介146
4��4��2Calibre PEX界麵介紹147
4��4��3Calibre PEX流程舉例157
4��5小結163
第5章數字電路設計及仿真工具 Modelsim164
5��1數字電路設計及仿真概述164
5��2數字電路設計方法164
5��2��1硬件描述語言Verilog的特點及規範165
5��2��2硬件描述語言Verilog的可綜閤設計173
5��2��3硬件描述語言設計實例174
5��3數字電路仿真工具Modelsim179
5��3��1Modelsim特點與應用179
5��3��2Modelsim的基本使用182
5��3��3Modelsim的進階使用192
5��4小結207
第6章數字邏輯綜閤及Design Compiler208
6��1邏輯綜閤概述208
6��1��1邏輯綜閤的定義及發展曆程208
6��1��2邏輯綜閤的流程209
6��2Design Compiler簡介210
6��2��1Design Compiler的功能210
6��2��2Design Compiler的使用模式211
6��2��3DC-Tcl簡介212
6��3Design Compiler綜閤設計216
6��3��1啓動工具及初始環境配置216
6��3��2綜閤庫218
6��3��3Design Compiler綜閤流程219
6��4靜態時序分析與設計約束227
6��4��1靜態時序分析227
6��4��2亞穩態229
6��4��3時鍾的約束229
6��4��4輸入輸齣路徑的約束231
6��4��5組閤邏輯路徑的約束232
6��4��6時間預算233
6��4��7設計環境約束234
6��4��8多時鍾同步設計約束237
6��4��9異步設計約束239
6��4��10多時鍾的時序約束240
6��5基於狀態機的交通燈綜閤242
6��6小結246
第7章數字電路物理層設計工具IC Compiler247
7��1IC Compiler簡介247
7��2ICC物理層設計的數據準備249
7��2��1邏輯層數據249
7��2��2物理層數據250
7��2��3設計數據250
7��3創建設計數據庫與後端數據的設置251
7��3��1邏輯庫設置251
7��3��2物理庫設置251
7��3��3其他文件設置252
7��3��4創建設計數據庫252
7��3��5庫文件檢查252
7��3��6網錶導入252
7��3��7Tlu 文件設置與檢查253
7��3��8電源網絡設置253
7��3��9TIE單元設置254
7��3��10導入SDC文件並進行時序約束檢查254
7��3��11定時序優化參數255
7��4不同PVT角下綜閤優化的設置方法257
7��4��1scenario的建立258
7��4��2PVT角設定258
7��5宏單元與IO布局260
7��5��1IO布局與芯片布局空間創建260
7��5��2宏單元的擺放261
7��6電源網絡的設計與分析262
7��6��1設計電源和地環262
7��6��2設計電源和地條262
7��6��3連接宏單元和標準單元263
7��7標準單元的布局與優化264
7��7��1檢查是否需要添加tap cell265
7��7��2spare cell的標識265
7��7��3檢查設計輸入文件與約束265
7��7��4確認所有路徑已經被正確地設置265
7��8時鍾樹綜閤與優化267
7��8��1綜閤前的檢查267
7��8��2時鍾樹綜閤設置267
7��8��3執行時鍾樹綜閤核心命令270
7��9芯片布綫與優化271
7��9��1布綫前的檢查271
7��9��2ICC布綫相關設置271
7��9��3天綫效應簡介與設置273
7��9��4執行布綫命令274
7��10芯片ECO與設計文件導齣275
7��10��1Freeze silicon ECO275
7��10��2unconstrained ECO275
7��10��3設計結果導齣276
7��11小結276
第8 章數字電路物理層設計工具Encounter277
8��1Encounter工具發展曆史277
8��2Encounter設計流程介紹278
8��3數據準備279
8��3��1設計數據279
8��3��2邏輯庫數據280
8��3��3物理庫數據281
8��3��4數據準備常用的指令與流程281
8��4布圖規劃與布局285
8��4��1布圖與IO排布285
8��4��2電源網絡設計287
8��4��3標準單元的布局與優化 287
8��4��4布圖規劃與布局常用指令與流程288
8��5時鍾樹綜閤295
8��5��1時鍾樹綜閤簡介295
8��5��2時鍾樹流程與優化297
8��6芯片布綫299
8��6��1芯片布綫工具簡介299
8��6��2特殊布綫299
8��6��3一般布綫300
8��6��4芯片布綫流程與優化300
8��7芯片ECO與DFM302
8��7��1ECO流程與優化302
8��7��2DFM流程與優化305
8��8小結305

作者介紹

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戴瀾，男，畢業於中科院微電子研究所，獲博士學位，目前為北方工業大學微電子係係主任。熟悉模擬集成電路和數字集成電路相關內容，熟悉電子綫路和信號處理方麵相關內容。具有較高的英語撰寫、閱讀能力。

文摘

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序言

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《電子設計自動化：從概念到芯片製造的深度探索》 內容簡介： 在當今信息爆炸的時代，電子産品的更新換代速度令人驚嘆，而這一切的背後，離不開強大的電子設計自動化（EDA）技術的支撐。從智能手機、高性能服務器到精密醫療設備、自動駕駛汽車，每一個成功的電子産品都凝聚著無數工程師在EDA領域辛勤耕耘的智慧。本書旨在為廣大電子工程領域的學生、研究人員以及從業者提供一個全麵、深入的視角，係統性地介紹電子設計自動化的核心理念、關鍵技術、發展曆程及其在現代電子産業中的重要地位。 本書並非僅僅羅列枯燥的理論知識，而是將EDA技術置於整個電子産品設計與製造的宏觀框架下進行闡述，力求讓讀者理解EDA的“為什麼”和“怎麼樣”。我們從最基礎的電子元件建模與仿真入手，逐步深入到復雜的係統級設計、邏輯綜閤、物理實現以及芯片製造的各個環節。每一個階段都將結閤實際應用案例和前沿技術發展趨勢，展現EDA工具在解決實際工程問題中的強大能力。 第一部分：電子設計自動化的基石——建模與仿真 本部分將帶領讀者走進EDA世界的“細胞”——元器件建模與仿真。我們將從晶體管的物理特性和電學行為齣發，介紹各種晶體管模型（如SPICE模型、Verilog-A模型等）的建立和應用。理解這些模型是準確預測電路性能的基礎。隨後，我們將深入探討電路仿真技術，包括直流分析、瞬態分析、交流分析、噪聲分析以及寄生參數分析等。通過對不同類型仿真器的介紹，如SPICE傢族仿真器（HSPICE, Spectre等）和更高級的係統級仿真器，讀者將瞭解如何選擇閤適的仿真工具來驗證電路設計。我們將重點討論如何通過仿真來發現和解決電路中的潛在問題，例如信號完整性、功耗、可靠性等，為後續更復雜的邏輯設計打下堅實基礎。 第二部分：從抽象到邏輯——硬件描述語言與邏輯綜閤 硬件描述語言（HDL）是連接抽象設計理念與具體硬件實現的橋梁。本部分將重點介紹業界主流的HDL，如Verilog和VHDL。我們將從語言的基本語法、數據類型、行為建模、結構建模、時序建模等方麵進行詳細講解，並結閤大量實例，演示如何使用HDL來描述數字電路的功能。在此基礎上，我們將深入探討邏輯綜閤技術。邏輯綜閤是將高層次的HDL描述轉化為低層次的門級網錶的過程，是自動化設計流程中的關鍵一步。我們將介紹邏輯綜閤的原理，包括邏輯優化、寄存器分配、狀態機優化等，以及常用的綜閤工具（如Synopsys Design Compiler, Cadence Genus等）的工作流程。理解邏輯綜閤的目標和約束（如時序、麵積、功耗）對於生成高效、符閤要求的門級網錶至關重要。 第三部分：實現高性能的藝術——布局布綫與物理驗證 門級網錶隻是邏輯層麵的描述，距離最終的物理芯片還有很長的路要走。本部分將聚焦於物理設計，包括布局（Placement）和布綫（Routing）。布局是將邏輯門和觸發器放置在芯片的物理區域內，而布綫則是連接這些元件的金屬導綫。我們將詳細介紹布局布綫算法的原理，如標準單元布局、引腳分配、全局布綫、詳細布綫等，以及如何通過這些技術來優化電路的時序、功耗和麵積。同時，我們將深入探討物理驗證（Physical Verification）的重要性。物理驗證是確保芯片設計符閤製造規則（Design Rule Checking, DRC）以及版圖與原理圖一緻性（Layout Versus Schematic, LVS）的關鍵步驟。我們將介紹DRC和LVS的基本概念、檢查項以及相關工具的使用。本部分還將涉及時鍾樹綜閤（Clock Tree Synthesis, CTS）和功耗分析（Power Analysis），這些都是實現高性能、低功耗芯片設計不可或缺的環節。 第四部分：超越傳統——先進EDA技術與發展趨勢 隨著摩爾定律的推進和半導體技術的不斷演進，EDA技術也麵臨著新的挑戰和機遇。本部分將介紹一些先進的EDA技術，如： 高層綜閤（High-Level Synthesis, HLS）： 將C/C++等高級語言直接綜閤成RTL代碼，極大地提高瞭設計效率，尤其適用於復雜算法和係統級設計。 低功耗設計技術（Low Power Design）： 隨著移動設備和物聯網的普及，低功耗設計成為關鍵。我們將介紹電源門控、動態電壓頻率調整（DVFS）、多電壓域等技術。 先進的驗證方法學（Advanced Verification Methodologies）： 隨著芯片規模和復雜度的增加，傳統的功能驗證方法已難以滿足需求。本部分將介紹形式驗證、覆蓋率驅動驗證、基於約束的隨機驗證（UVM）等先進驗證技術。 片上係統（System-on-Chip, SoC）設計： 介紹SoC的架構、IP集成、總綫協議等，以及EDA工具在SoC設計流程中的應用。 人工智能在EDA中的應用： 探討機器學習和深度學習如何賦能EDA工具，例如在布局布綫優化、仿真加速、異常檢測等方麵。 先進工藝節點的設計挑戰： 介紹7nm、5nm及更先進工藝節點在寄生效應、可靠性、製造可控性等方麵帶來的新問題，以及EDA工具如何應對這些挑戰。 第五部分：EDA的生態係統與未來展望 本部分將從更宏觀的視角審視EDA技術。我們將介紹EDA産業的生態係統，包括EDA工具供應商、IP供應商、Foundry（晶圓廠）以及設計服務公司之間的協作關係。我們將探討EDA工具的授權模式、發展趨勢以及對整個電子産業的驅動作用。最後，我們將對EDA技術的未來發展方嚮進行展望，包括更智能化的設計流程、更高效的驗證方法、更深入的人工智能融閤以及對新興應用領域（如AI芯片、量子計算硬件等）的支持。 目標讀者： 本書適閤以下人群閱讀： 高校電子工程、微電子、計算機科學等相關專業的本科生和研究生： 作為課程學習的參考教材或課外拓展讀物，幫助建立紮實的EDA理論基礎和實踐能力。 集成電路設計工程師： 無論是初學者還是有經驗的工程師，都能從本書中獲得對EDA技術的係統性認識，瞭解新的技術和方法，提升工作效率和設計水平。 硬件開發人員： 對硬件設計流程感興趣的軟件工程師或嵌入式係統開發者，可以通過本書瞭解硬件實現的底層邏輯和自動化工具。 對電子産品設計製造流程感興趣的讀者： 任何希望深入瞭解現代電子産品是如何從概念轉化為實物的讀者。 學習方法建議： 本書提供瞭豐富的理論知識和技術細節，建議讀者在閱讀過程中： 1. 結閤實際工具操作： 如果條件允許，嘗試使用EDA工具（如Cadence Virtuoso, Synopsys VCS/Design Compiler/ICC, Xilinx Vivado等）來實踐書中的概念，例如進行簡單的電路仿真、HDL綜閤和布局布綫。 2. 深入研究案例： 書中提供的案例是理解抽象概念的絕佳途徑，務必仔細分析案例的設計思路和工具應用。 3. 關注行業動態： EDA技術發展迅速，建議關注主流EDA廠商的新聞發布和技術白皮書，瞭解最新的工具和技術進展。 4. 參與綫上社區： 加入相關的技術論壇和在綫社區，與其他學習者和從業者交流心得，解決疑難問題。 本書的編寫宗旨是成為讀者在EDA領域探索之旅中的可靠嚮導，希望通過詳實的內容和清晰的講解，幫助讀者掌握電子設計自動化的核心技能，為創造下一代顛覆性電子産品貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的感覺是，它更像是一本“工具手冊”或者“操作指南”，而非一本深入探討CMOS集成電路設計“原理”的書籍。從讀者的角度來說，我希望能在閱讀過程中，除瞭學習如何使用EDA工具完成某個設計任務，更能理解“為什麼”要這樣做，以及不同選擇背後的權衡。比如，在介紹版圖設計時，書中詳細講解瞭 DRC (Design Rule Check) 和 LVS (Layout Versus Schematic) 的具體步驟和可能齣現的錯誤，但對於這些規則的由來，它們是如何與CMOS器件的物理特性和製造工藝緊密關聯的，就沒有太多深入的探討。同樣，在時序分析部分，雖然列舉瞭各種時序約束的寫法和影響，但如果能結閤更具體的CMOS時序模型，解釋時序路徑上的延遲是如何産生的，以及如何從器件層麵去優化，那將更加理想。總而言之，這本書在“如何做”上做得不錯，但在“為何如此”的深度上，還有提升空間。

評分☆☆☆☆☆

我是一位對數字邏輯和電路綜閤比較感興趣的業餘愛好者，購買這本書的初衷是想瞭解CMOS集成電路的完整設計流程，並希望從中獲得一些實踐性的指導。這本書在EDA工具的使用和流程介紹方麵確實提供瞭非常詳盡的信息，尤其是在數字邏輯綜閤和布局布綫方麵，提供瞭很多具體的操作步驟和需要注意的細節。我特彆喜歡其中關於如何設置綜閤約束（SDC文件）的章節，這對我理解如何指導工具進行邏輯優化非常有幫助。但是，在CMOS器件本身的特性方麵，比如不同工藝下NMOS和PMOS的遷移率差異、閾值電壓的變化，以及這些特性如何影響邏輯門的開關速度和功耗，書中著墨不多。雖然這本不是專門講器件的書，但對這些基礎知識的簡單介紹，能幫助讀者更好地理解EDA工具生成的各種參數的含義，以及進行設計決策時所依據的物理基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容質量可以說是參差不齊，部分章節講解得非常清晰透徹，能夠快速幫助讀者掌握相關的EDA工具和設計技巧，例如關於布局布綫過程中功耗和麵積優化的部分，提供瞭不少實用的建議。然而，也有一些章節感覺比較晦澀，可能是由於直接引用瞭大量的專業術語和工具命令，缺乏必要的鋪墊和解釋，導緻初學者難以理解。我尤其覺得在處理版圖寄生效應的提取和後仿真方麵，講解的深度和廣度還有待加強。寄生效應對高速CMOS電路的時序和信號完整性有著至關重要的影響，如何準確地提取這些效應，以及如何在後仿真中有效地分析和解決由此帶來的問題，是許多工程師在實際工作中麵臨的挑戰。這本書在這方麵的案例和分析略顯不足，未能完全滿足我對這部分內容的期待。

評分☆☆☆☆☆

這本書我看瞭有一段時間瞭，說實話，作為一名對模擬電路設計一直抱有濃厚興趣的在讀研究生，我一開始是被其“CMOS”這個關鍵詞吸引過來的。我期待著能夠深入瞭解CMOS器件的物理特性、工藝流程以及如何在EDA工具中實現高效的設計和仿真。然而，在翻閱過程中，我發現本書更多地聚焦於EDA工具本身的功能介紹和操作流程，對於CMOS器件更底層的物理原理和更前沿的工藝技術涉及得相對較少。雖然EDA工具是現代集成電路設計不可或缺的環節，但如果能有更多篇幅深入剖析CMOS器件的特性如何影響EDA工具的選擇和使用，例如不同工藝參數下器件模型參數的提取與驗證，或者不同EDA工具在處理亞微米乃至納米級彆CMOS器件的精度差異，那樣我會覺得收獲更大。當然，本書對EDA工具的講解細緻入微，對於初學者來說，熟悉這些工具的基本操作和流程是必要的，但對於希望在CMOS器件層麵進行更深入研究的讀者，可能需要補充其他更偏嚮器件物理和模型方麵的資料。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本書，我最大的感受是它在“技術”二字上做得非常紮實，尤其是在EDA的流程和方法論方麵。作為一名在工業界摸爬滾打多年的IC設計工程師，我深知一個成熟的設計流程對於項目成功至關重要。這本書詳細地梳理瞭從規格定義、架構設計、邏輯綜閤、布局布綫到時序分析、功耗優化、物理驗證等一係列EDA流程中的關鍵環節，並提供瞭大量的實例和技巧。例如，在布局布綫章節，書中對不同布綫算法的優劣分析，以及如何針對特定IP進行優化，都具有很強的實踐指導意義。不過，我也注意到，在涉及一些最新的EDA技術，比如AI在EDA中的應用、或者針對Chiplet設計的EDA解決方案等方麵，本書的內容更新可能略顯滯後。這些新興技術正在深刻地改變著IC設計的格局，如果未來版本能夠有所側重，相信會更能滿足行業快速發展的需求。