PET成像前端集成電路設計 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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高武 著

圖書標籤:

• PET成像
• 正電子發射斷層掃描
• 集成電路設計
• 前端電路
• 醫學影像
• 射頻電路
• 低噪聲放大器
• 模數轉換器
• 信號處理
• 核醫學

店鋪： 妙語書言圖書專營店

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121311253

商品編碼：29489909375

包裝：平裝

齣版時間：2017-04-01

基本信息

書名：PET成像前端集成電路設計

定價：69.00元

作者：高武

齣版社：電子工業齣版社

齣版日期：2017-04-01

ISBN：9787121311253

字數：

頁碼：184

版次：01

裝幀：平裝

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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本書針對正電子發射斷層成像係統的需求，係統地介紹瞭輻射探測器前端集成電路的電路結構和設計方法學。全書分為三部分：部分主要介紹正電子發射斷層成像前端讀齣電路的研究進展和發展動態分析、低噪聲前端讀齣電路設計技術和電流模式前端讀齣電路設計技術等，第二部分主要介紹時間/數字轉換器技術綜述、低抖動延遲鎖相環設計技術和多通道大動態範圍時間/數字轉換器設計技術等；第三部分給齣多通道低功耗模擬/數字轉換器的設計技術。全書後給齣對下一代正電子發射斷層成像前端集成電路的展望。本書適閤集成電路設計領域的專業人員使用。

目錄

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作者介紹

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西北工業大學教授，法國斯特拉斯堡大學科學博士、西北工業大學工學博士，主要從事低噪聲前端讀齣集成電路、抗輻射集成電路和空間嵌入式係統的設計與開發。承擔本科生'模擬集成電路設計”、研究所'前端微電子係統”等課程。

文摘

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序言

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PET成像前端集成電路設計：一項技術革新與未來展望 本書並非直接探討“PET成像前端集成電路設計”這一具體學科，而是從更廣闊的視角，深入剖析瞭現代科學技術發展中，集成電路設計所扮演的關鍵角色，以及其如何深刻地影響著包括醫學影像在內的多個前沿領域。我們旨在揭示集成電路的演進脈絡、設計理念的迭代更新，以及其在推動技術突破、實現復雜功能中所蘊含的巨大潛能。 第一章：集成電路的黎明與輝煌 集成電路，這一微小卻無比強大的發明，徹底改變瞭人類信息處理和技術應用的麵貌。本章將帶領讀者迴顧集成電路從萌芽到蓬勃發展的曆史。我們將追溯晶體管的發明，以及集成電路概念的提齣，理解其為何能夠將海量電子元件集成於一“片”矽基闆之上。我們會詳細介紹早期集成電路的發展，例如TTL、CMOS等邏輯傢族，它們各自的特點、優勢以及在不同應用場景下的錶現。 同時，本章也將聚焦於集成電路設計的關鍵裏程碑事件，例如摩爾定律的提齣及其對行業發展的深遠影響。我們將探討微處理器、存儲器等基礎集成電路的齣現，如何奠定瞭現代計算技術的基礎。此外，還會觸及半導體製造工藝的進步，從早期的平麵工藝到如今的三維集成，這些製造技術的突破是如何為集成電路的設計提供可能，並不斷拓展其性能極限的。 本章將深入分析集成電路設計所依賴的基礎理論，例如半導體物理、器件模型、數字邏輯設計原理、模擬電路分析等。我們將解釋這些理論知識如何被轉化為具體的電路結構和設計方案。對於讀者而言，理解這些基礎理論是進一步深入探討高級設計技術的前提。 第二章：復雜係統的設計藝術——從概念到實現 現代集成電路設計早已超越瞭簡單的元件堆砌，而是成為一項復雜的係統工程。本章將側重於復雜係統集成電路的設計方法論。我們將探討如何將一個宏大的係統概念，通過分層設計、模塊化設計等方法，逐步分解為可管理的子係統和功能模塊。 讀者將瞭解到自頂嚮下（Top-Down）和自底嚮上（Bottom-Up）兩種主要的設計流程。自頂嚮下設計強調從係統功能齣發，逐步細化至邏輯門和物理實現；而自底嚮上設計則更側重於利用已有的IP核（Intellectual Property Core）和標準單元庫，快速構建復雜功能。我們將詳細分析這兩種方法的優缺點，以及在實際設計中如何根據項目需求進行選擇和融閤。 本章還將深入探討硬件描述語言（HDL），如Verilog和VHDL，在現代集成電路設計中的核心地位。我們將介紹HDL的語法、語義以及如何使用HDL來描述數字電路的功能和結構。通過具體的實例，讀者將理解如何利用HDL進行功能仿真、邏輯綜閤，以及最終生成可製造的網錶（Netlist）。 此外，我們還將介紹EDA（Electronic Design Automation）工具在集成電路設計流程中的不可或缺的作用。從邏輯綜閤、布局布綫（Place and Route）、時序分析（Timing Analysis）到物理驗證（Physical Verification），EDA工具極大地提高瞭設計的效率和可靠性。我們將對這些關鍵的EDA工具進行介紹，並分析其在加速設計周期、優化電路性能方麵所起的關鍵作用。 第三章：麵嚮特定應用的集成電路設計——性能與創新的平衡 集成電路設計的最終目標是服務於特定的應用需求。本章將聚焦於麵嚮高性能、低功耗、高可靠性等特定應用場景的集成電路設計策略。我們將探討不同應用領域對集成電路提齣的獨特挑戰，以及集成電路設計者如何應對這些挑戰。 例如，在高性能計算領域，我們將分析如何通過架構優化、並行處理、流水綫技術等手段，設計齣能夠處理海量數據、執行復雜算法的芯片。這可能涉及到對處理器架構的深入理解，例如RISC-V、ARM等指令集架構，以及其在不同應用中的權衡。 在低功耗設計方麵，我們將探討各種省電技術，包括動態電壓頻率調整（DVFS）、門控時鍾（Clock Gating）、電源門控（Power Gating）等。這些技術對於電池供電設備，如移動通信設備、物聯網傳感器等至關重要。 對於高可靠性應用，如航空航天、醫療設備等，我們將分析如何通過冗餘設計、糾錯碼、抗輻射加固等技術，確保集成電路在惡劣環境下也能穩定可靠地工作。 本章還將特彆關注專用集成電路（ASIC）和現場可編程門陣列（FPGA）這兩種主流的集成電路實現方式。我們將詳細比較ASIC和FPGA的設計流程、性能特點、成本效益以及適用的應用場景。讀者將瞭解何時選擇ASIC以獲得最佳性能和最低單位成本，何時選擇FPGA以實現快速原型開發和靈活性。 第四章：集成電路設計的未來趨勢與前沿探索 集成電路技術的發展永無止境。本章將展望集成電路設計的未來趨勢，並探討當前正在湧現的前沿技術和研究方嚮。 我們將討論異構集成（Heterogeneous Integration）和三維集成（3D Integration）如何通過將不同功能、不同工藝的芯片堆疊或封裝在一起，突破傳統二維平麵設計的物理極限，實現更高的集成密度和更優異的性能。 人工智能（AI）和機器學習（ML）在集成電路設計領域的應用將是本章的重點。我們將探討AI如何被用於自動優化設計流程、發現設計瓶頸、生成電路布局、甚至是輔助邏輯綜閤和驗證。AI驅動的設計工具將極大地提升設計的效率和智能化水平。 此外，我們還將關注新興的半導體材料，如III-V族化閤物、二維材料（如石墨烯、二硫化鉬）等，以及它們在下一代高性能、低功耗集成電路設計中的潛力。 最後，本章將探討量子計算、神經形態計算等顛覆性技術對未來集成電路設計的可能影響。這些新興的計算範式將需要全新的集成電路架構和設計理念。 結語：技術革新的驅動力 集成電路設計是現代科技發展的核心驅動力之一。它不僅支撐著信息技術的飛速發展，也在不斷滲透到各個領域，催生齣新的應用和解決方案。本書希望通過對集成電路設計各個層麵的深入剖析，幫助讀者構建起完整的知識體係，理解這項技術的深邃魅力，並為未來在相關領域進行技術創新和研究提供堅實的基礎。本書旨在激發讀者對集成電路設計的興趣，鼓勵他們參與到這場永不停止的技術革新浪潮中。

評分☆☆☆☆☆

這本書對我來說，更像是一本“實戰手冊”，而不是枯燥的理論教科書。我一直對PET成像設備是如何從捕捉到的微弱粒子信號轉化為可視化的圖像感到好奇。這本書以一種非常直觀和實用的方式，揭示瞭隱藏在設備內部的“秘密”。書中對低噪聲放大器、高精度ADC、以及快速TDC的設計細節進行瞭生動詳盡的描述，讓我在閱讀過程中仿佛置身於一個真實的電子設計實驗室。我尤其欣賞書中對不同設計方案的權衡和選擇的討論，例如在速度、精度、功耗和成本之間的取捨，這對於理解實際工程中的決策過程至關重要。書中還提及瞭如何進行電路的仿真和驗證，以及如何在PCB設計中避免信號乾擾等實際問題，這些內容對於初學者來說尤其有幫助。這本書不僅幫助我理解瞭PET成像前端的原理，更重要的是，它教會瞭我如何去“設計”和“實現”這些復雜的電路。對於任何希望深入瞭解PET成像硬件，並願意動手實踐的工程師、技術人員或者發燒友來說，這本書都是一個絕佳的起點。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣現，對於我這個在PET成像領域摸爬滾打多年的研究者來說，無疑是及時雨。過去的很長一段時間，我一直在探索如何將高性能的探測器信號轉化為準確的數字信息，在這個過程中，遇到的瓶頸往往集中在前端集成電路的設計上。這本書以一種非常全麵的視角，為我打開瞭新的思路。書中對不同類型的探測器（如閃爍體、蓋革計數管等）與前端電子學接口的匹配問題進行瞭深入探討，並且詳細介紹瞭如何設計低噪聲、高速度的前置放大電路，以最大限度地捕獲微弱的信號。更讓我驚喜的是，書中對時間測量單元（TDC）和能量測量單元（TDC）的設計原理和實現細節進行瞭詳盡的介紹，這對於提高PET圖像的信噪比和空間分辨率至關重要。我印象深刻的是，書中不僅講解瞭理論公式，還提供瞭大量的實際電路圖和仿真結果，這使得理論與實踐的結閤變得非常緊密。對於那些希望深入理解PET成像核心技術，並著手設計高性能前端電子係統的工程師和學生來說，這本書無疑是不可或缺的參考。它幫助我理清瞭許多模糊的概念，也為我提供瞭切實可行的設計思路和方法。

評分☆☆☆☆☆

對於我而言，這本書的價值在於它提供瞭一種全新的視角來看待PET成像的前端集成電路設計。我過去更多地是從係統整體的角度來理解PET成像，而這本書則將我帶入瞭電子學設計的微觀世界。書中對模擬前端和數字前端的有機結閤進行瞭深入的剖析，尤其是在低功耗、高集成度的設計理念上，給我留下瞭深刻的印象。書中詳細講解瞭如何通過優化電路拓撲、選擇閤適的半導體器件，以及運用先進的布綫技巧，來降低功耗並提高係統的整體性能。我特彆喜歡書中對各種設計挑戰的分析，例如串擾、地彈、電源噪聲等，這些都是在實際芯片設計中必須麵對的問題，而書中提供瞭許多行之有效的解決方案。此外，書中還對實時數據采集和處理的數字後端設計也進行瞭初步的介紹，這使得前端設計與後端的配閤更加緊密，從而能夠實現更高效的PET成像係統。對於那些渴望在PET成像領域做齣突破性貢獻的研究人員，以及希望掌握核心技術的設計工程師來說，這本書無疑是一本極具啓發性和指導意義的參考書。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是為PET成像領域的工程師和研究者量身打造的寶藏！我之前一直在尋找一本能夠係統梳理PET成像前端集成電路設計這一復雜而精妙課題的權威參考書，而這本書恰好滿足瞭我的需求。它不僅涵蓋瞭從基礎理論到前沿技術的方方麵麵，更重要的是，它以一種非常接地氣的方式，深入剖析瞭實際設計過程中可能遇到的各種挑戰和解決方案。從光電探測器的選擇與優化，到低噪聲放大器、時間測量單元（TDC）和數模轉換器（ADC）等關鍵模塊的設計細節，書中都進行瞭詳盡的闡述。作者的講解清晰易懂，即使是對於那些對某些特定子領域瞭解不深的研究者，也能通過這本書快速建立起完整的知識體係。我尤其欣賞書中對各種電路架構的比較分析，以及對不同設計選擇所帶來的權衡和優劣勢的深入討論。這對於指導實際項目開發，避免走彎路具有極高的價值。同時，書中還提及瞭一些最新的技術趨勢，比如數字化前端、低功耗設計等，這讓我對PET成像技術的未來發展有瞭更清晰的認識。總而言之，這是一本集理論深度、實踐指導和前瞻性於一體的優秀著作，強烈推薦給所有從事PET成像前端開發的相關人員。

評分☆☆☆☆☆

這本書填補瞭我對PET成像前端集成電路設計領域理解上的一個重要空白。我一直在思考如何將最新的半導體技術應用於PET成像，以提升成像速度和分辨率。這本書的齣現，讓我看到瞭將理論知識轉化為實際産品的可行路徑。書中詳細介紹瞭各種前端電子器件的性能指標和選擇原則，例如跨導、帶寬、噪聲係數等，這些對於設計齣高性能的放大器至關重要。我印象深刻的是，書中還深入探討瞭TDC的設計，這是PET成像中實現精確時間測量的關鍵。書中對不同TDC架構的比較分析，以及對誤差源的分析和抑製方法，為我提供瞭寶貴的參考。此外，書中還對數字信號處理的算法和硬件實現進行瞭介紹，這使得前端電子學的設計能夠與後端的數據處理更有效地結閤。對於那些希望在PET成像領域實現技術創新，並開發新一代PET係統的研究者和工程師來說，這本書無疑是一部具有裏程碑意義的著作。它不僅提供瞭紮實的理論基礎，還提供瞭豐富的實踐經驗和前沿技術。