9787040108613 电子设计自动化技术(电子与信息技术专业) 高等教育出版社 李新 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李新平 等 著

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出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040108613

商品编码：29519446254

包装：平装

出版时间：2008-01-01

基本信息

书名：电子设计自动化技术(电子与信息技术专业)

定价：19.50元

作者：李新平 等

出版社：高等教育出版社

出版日期：2008-01-01

ISBN：9787040108613

字数：380000

页码：243

版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书根据教育部2001年颁布的中等职业学校“电子与信息技术专业电子设计自动化技术教学基本要求”编写。全书共9章，其中第9章为实验。主要介绍电路仿真设计分析工具muhiSIM 2001（EWB 6）和电路图绘制、印制电路板设计和可编程逻辑电路设计工具Protel 99的使用方法及印制电路板的基础知识。
本书在内容上深入浅出，注重实用性，兼顾课堂教学和自学的需求，配备了大量的应用实例，使学习者能在较短的时间内掌握软件的使用方法。本书的重点是培养学习者的电路基本分析能力和印制电路板的设计能力。
本书可作为中等职业学校电子与信息技术专业电子设计自动化技术课程的教材，也可作为其他相近专业和工程技术人员学习电子设计自动化技术的参考书。

目录

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第l章　绪论
1.1　电子设计自动化
1.2　常用EDA软件
1.3　软件安装
1.4　本书的主要内容和学习方法
本章小结
思考题与练习题
第2章　multiSlM 2001基本操作
2.1　muhiSIM 2001基本界面
2.2　电路仿真基本操作
2.3　子电路的使用
本章小结
思考题与练习题
第3章　仿真虚拟仪器使用与电路设计
3.1　仪器、仪表的基本操作
3.2　仪器的使用
3.3　仿真操作
3.4　电路设计实例
本章小结
思考题与练习题
第4章 常用电路仿真分析方法
4.1　仿真元器件设计
4.2　仿真分析的基本操作
4.3 常用分析方法应用
4.4　仿真分析实例
本章小结
思考题与练习题
第5章 印制板基本知识
5.1　印制板概述
5.2　印制板布局原则
5.3　印制板布线原则
本章小结
思者题与练习题
第6章　原理图编辑软件Seh 99
6.1　原理图绘制基本界面及编辑器
6.2　原理图绘制入门
6.3　层次电路图设计
6.4 电气规则检查与生成网络表
6.5　元器件库编辑
6.6　原理图输出
6.7 原理图项目联网设计
本章小结
思考题与练习题
第7章 印制板设计软件PCB 99
7.1　PCB 99基本界面和设计的前期工作
7.2　PCB设计入门
7.3　设计规则与自动布线
7.4　PCB元器件设计
7.5 印制板设计实例
7.6　PCB设计技巧
7.7　PCB输出
本章小结
思考题与练习题
第8章 可编程逻辑电路设计软件PLD 99
8.1　PLD概述
8.2　PLD 99源原理图文件设计
8.3　PLD源原理图文件的编译
8.4　PLD设计实例
本章小结
思考题与练习题
第9章实验
实验一 MuhiSIM 2001基本操作
　……
附录1　MULTISIM2001菜单
附录2　MULTISIM2001元器件图形库
附录3　ADVANCED SCHEMATIC 99菜单
附录4　SCH99分立元器件库图形样本
附录5　ADVANCED PCB 99菜单命令
附录6　PCB99常用元器件封装图形样本
附录7　书中非标准符号与国标的对照表
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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现代电子系统设计的基石：EDA技术深度解析 在当今高度互联、信息爆炸的时代，电子产品以惊人的速度迭代更新，功能日益强大，形态日趋精巧。从智能手机、高性能计算机到先进的通信基站、复杂的医疗设备，再到自动驾驶汽车、航空航天器，无一不依赖于精密、高效的电子系统。而支撑起这一切的，正是电子设计自动化（Electronic Design Automation，简称EDA）技术。EDA技术的发展，不仅是电子产业进步的驱动力，更是现代电子系统设计领域不可或缺的基石。 一、 EDA的演进：从手工绘图到智能化设计 回溯电子设计的历史，早期电子电路的构建很大程度上依赖于人工进行原理图绘制、版图设计等繁琐且易出错的流程。随着集成电路（IC）集成度的不断提高，晶体管数量呈指数级增长，手工设计已无法满足需求。EDA技术的出现，便是为了应对这一挑战而生。 EDA技术的核心在于利用计算机软件来辅助和自动化电子系统的设计过程，涵盖了从系统级规划、逻辑设计、物理设计到验证的整个生命周期。它极大地提高了设计效率，降低了设计成本，缩短了产品上市时间，并显著提升了设计质量和可靠性。 最初的EDA工具主要集中在图纸的电子化和简单的布局布线，随着计算机性能的提升和算法的进步，EDA技术逐渐发展出更为强大的功能，如逻辑综合、形式验证、物理验证等，能够处理数百万甚至数十亿晶体管规模的复杂设计。如今，EDA技术正朝着智能化、AI化方向发展，通过机器学习和大数据分析，进一步优化设计流程，预测设计风险，甚至实现部分设计的自动化生成。 二、 EDA技术的核心构成：覆盖设计全流程的工具链 EDA技术并非单一软件，而是由一系列相互协作的软件工具组成，它们协同工作，构成了一个完整的电子系统设计解决方案。这些工具链通常可以大致划分为以下几个关键环节： 1. 需求分析与系统建模： 在设计之初，需要明确系统的功能需求、性能指标、功耗约束等。系统级建模工具允许设计师以抽象的层次描述系统架构，进行高层次的功能划分和初步的性能评估，这有助于在早期发现潜在的设计问题，并为后续的详细设计奠定基础。例如，可以使用SystemC、MATLAB/Simulink等工具进行系统行为建模和仿真。 2. 逻辑设计（前端设计）： 这一阶段主要关注电路的功能实现，将系统级描述转化为可综合的硬件描述语言（HDL）。最常用的HDL包括Verilog和VHDL。设计师通过编写HDL代码来描述电路的逻辑功能和结构。 HDL综合（Synthesis）： 这是逻辑设计中最关键的步骤之一。综合工具将HDL代码转化为网表（Netlist），网表是一种由逻辑门（如AND, OR, NOT等）和它们之间的连接构成的低层次描述。综合工具的目标是在满足时序、面积和功耗约束的前提下，生成最优化的网表。现代综合工具已经能够实现高度的自动化和优化，例如，它们可以根据目标库（Target Library）选择最适合的逻辑门实现，并进行逻辑冗余去除、逻辑合并等操作。 逻辑仿真（Logic Simulation）： 在逻辑综合之后，需要对生成的网表进行仿真，以验证电路的功能是否与预期一致。仿真工具可以模拟电路在不同输入激励下的行为，发现逻辑错误。仿真可以分为功能仿真（Functional Simulation）和时序仿真（Timing Simulation）。功能仿真主要验证逻辑功能，而时序仿真则考虑了门延迟等时序因素，能更准确地评估电路的性能。 3. 物理设计（后端设计）： 这一阶段将逻辑网表转化为能够在物理介质上实现的版图。对于集成电路设计，这就是设计最终的芯片版图；对于PCB设计，则是电路板的布局布线。 布局（Placement）： 将逻辑网表中的各个逻辑单元（如触发器、逻辑门、宏单元等）放置到芯片或PCB的指定区域内。布局的目标是使连接紧密的单元相互靠近，以减小信号传输延迟和布线长度，从而提高性能。 时钟树综合（Clock Tree Synthesis，CTS）： 在高性能数字电路中，时钟信号的到达时间对电路的正确性至关重要。CTS技术旨在设计一个能够将时钟信号以最小的延迟和偏差（Skew）传递到所有时序单元的时钟网络。 布线（Routing）： 在完成布局之后，需要将逻辑单元之间的连接（即网表中的导线）在物理上实现。布线工具负责在芯片或PCB上规划导线的路径，并将其连接到相应的引脚上。布线的目标是确保所有连接都能够实现，同时满足信号完整性、功耗等约束。 版图提取（Extraction）： 布线完成后，需要从物理版图中提取出电路的寄生参数，如电阻、电容等。这些寄生参数会对电路的性能产生影响，因此需要进行提取以用于后续的验证。 4. 验证（Verification）： 验证是EDA流程中至关重要的一环，其目的是确保设计在功能、性能、功耗、可靠性等方面都满足要求。验证的投入通常占到整个设计周期的绝大部分。 形式验证（Formal Verification）： 这种方法不依赖于仿真波形，而是通过数学的方法来证明设计属性的正确性。例如，等价性检查（Equivalence Checking）用于验证综合前后的网表是否等价；模型检验（Model Checking）用于验证设计是否满足特定的规范。形式验证可以提供100%的覆盖率，但对于大规模设计，计算复杂度可能很高。 静态时序分析（Static Timing Analysis，STA）： STA工具不进行仿真，而是通过分析电路中的所有时序路径，来检查设计是否满足所有的时序约束（建立时间和保持时间）。STA是验证数字电路性能的关键技术，它能够发现许多在仿真中难以发现的时序违例。 物理验证（Physical Verification）： 在物理设计完成后，需要进行物理验证，以确保设计的物理实现符合制造工艺的要求，并且没有设计规则检查（Design Rule Check，DRC）违例和版图与原理图一致性（Layout Versus Schematic，LVS）问题。DRC确保芯片版图满足制造厂的工艺要求，防止制造缺陷；LVS则检查版图是否与设计的逻辑网表一致，防止布线错误。 功耗分析（Power Analysis）： 随着技术节点的不断缩小和集成度的提高，功耗已成为制约电子系统性能的关键因素。功耗分析工具可以预测设计在不同工作模式下的功耗，帮助设计师优化设计，降低功耗。 信号完整性与电源完整性分析（SI/PI Analysis）： 在高速数字电路设计中，信号和电源网络的质量对电路的可靠性有着至关重要的影响。SI/PI分析工具可以检测和预测由于串扰、反射、电源噪声等引起的信号失真和电源不稳定问题，并提供优化建议。 三、 EDA技术在现代电子系统设计中的应用 EDA技术渗透到现代电子系统设计的各个层面，其应用范围极为广泛： 集成电路（IC）设计： 这是EDA技术最核心的应用领域。从CPU、GPU、FPGA到各种ASIC（专用集成电路），EDA工具是实现这些复杂芯片设计的唯一途径。例如，高性能处理器的大规模并行计算能力，正是通过EDA工具实现数亿甚至数十亿晶体管的高效设计和集成。 印刷电路板（PCB）设计： 对于PCB设计，EDA工具提供了原理图绘制、元器件库管理、PCB布局布线、信号完整性分析、3D封装设计等功能。这使得工程师能够快速准确地设计出满足功能和性能要求的PCB。 系统级设计： 随着电子系统的复杂性不断提升，系统级设计工具越来越受到重视。它们允许设计师在软件和硬件协同设计、嵌入式系统开发、多核处理器系统建模等方面进行高效的探索和实现。 嵌入式软件与硬件协同设计： 许多现代电子设备都包含复杂的嵌入式软件。EDA工具也在一定程度上支持嵌入式软件与硬件的协同设计，例如，通过仿真平台来验证嵌入式软件在目标硬件上的运行情况。 人工智能与机器学习硬件加速： AI和机器学习的发展催生了对高性能计算硬件的需求。EDA技术在设计专门的AI芯片（如NPU、TPU）方面发挥着关键作用，通过优化算法和硬件架构，实现高效的AI计算。 四、 EDA技术的未来发展趋势 EDA技术的发展从未停止，其未来趋势主要体现在以下几个方面： 人工智能与机器学习的深度融合： AI和ML将被更广泛地应用于EDA工具的各个环节，例如，用于设计空间的探索、布局布线的优化、验证的效率提升，以及自动化生成部分设计。 面向异构计算与新兴技术的支持： 随着3D IC、Chiplet、光子计算等新兴技术的出现，EDA工具需要不断发展，以支持这些复杂的三维堆叠、多芯片集成以及新的计算范式。 更强的验证能力与自动化： 验证的复杂性和重要性日益凸显。未来EDA将更加注重验证效率的提升，例如，通过智能仿真、基于AI的测试用例生成、以及更强大的形式验证技术。 设计成本与效率的进一步优化： EDA厂商将持续致力于降低设计成本，提高设计效率，缩短产品上市时间，以满足快速变化的市场需求。 云EDA与协同设计： 云计算的兴起为EDA提供了新的平台。云EDA可以提供更强大的计算资源，支持更灵活的设计协作，降低中小企业的设计门槛。 结论 电子设计自动化（EDA）技术是现代电子产业发展不可或缺的核心技术。它如同数字世界的“建筑师”与“工程师”，将抽象的创意转化为精密的电子产品。从最初的手工辅助工具，到如今高度智能化、自动化的先进平台，EDA技术始终走在技术革新的前沿。随着科技的飞速发展，EDA技术将继续演进，为未来的电子系统设计提供更强大的支撑，驱动着科技的进步，塑造着我们未来的数字生活。对于任何从事电子系统设计相关领域的人来说，深入理解和掌握EDA技术，是走向成功的关键。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我拿到这本书时，对“电子设计自动化技术”这个词汇本身并没有太多概念。但读完之后，我才意识到这项技术在现代电子产品制造中的核心地位。这本书不仅仅是关于软件工具的使用，更是关于一种“思想”和“方法论”。它教会我如何用系统化的思维去解决复杂的设计问题。例如，书中在讲解物理设计优化时，不仅仅是罗列一些参数和指标，而是深入分析了不同优化策略之间的权衡和取舍，以及它们对最终芯片性能的影响。我印象特别深刻的是，作者通过大量的图表和流程图，将抽象的技术概念具象化，使得原本晦涩难懂的内容变得容易理解。我还尝试了书中提供的部分练习题，虽然有些需要花费一些时间去思考，但解决问题的过程让我受益匪浅，也加深了我对知识的记忆。我强烈推荐这本书给所有对电子设计感兴趣的同学，无论你是初学者还是已经有一定基础，都能从中获得宝贵的知识和启发。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对电子信息领域充满好奇心的学生，我一直想深入了解 EDA 技术究竟是如何工作的。这本书给了我一个非常棒的起点。它没有一开始就抛出大量的专业术语，而是从 EDA 的基本概念、发展历史以及在整个电子设计流程中的地位入手，让我对这个领域有一个宏观的认识。我特别喜欢其中关于“设计流程”的介绍，将一个复杂的芯片设计过程拆解成多个相互关联的环节，并且详细介绍了每个环节所对应的 EDA 工具和技术。比如，在讲解前端设计时，书中对硬件描述语言（HDL）的使用，以及如何通过仿真验证设计的正确性，都做了细致的阐述。而后端设计的部分，更是让我大开眼界，从网表到物理版图，每一个细节都充满了挑战和智慧。书中还穿插了一些经典的 EDA 算法的原理介绍，虽然有些深奥，但作者的讲解方式让我能够抓住核心思想。我甚至能够感受到作者在编写这本书时，怀揣着一份传道授业解惑的热情，力求让每一个读者都能真正理解 EDA 的精髓。

评分☆☆☆☆☆

这本书的知识密度很高，但令人欣慰的是，作者的写作风格非常清晰易懂。即使对于一些非常复杂的概念，他也能用简洁明了的语言进行解释，并且配以丰富的图例和实例，让我能够轻松地理解。我尤其喜欢书中关于“验证”部分的论述，它强调了验证在整个设计流程中的重要性，并详细介绍了不同的验证方法和策略。这让我意识到，一个成功的芯片设计，不仅仅在于前端的逻辑实现，更在于后端 thorough 的验证。书中对一些经典的验证技术，如 UVM（Universal Verification Methodology）的介绍，也为我打开了新的视野。我尝试着将书中介绍的一些验证技巧应用到我的项目中，发现效果非常显著，不仅提高了验证效率，也大大降低了芯片流片失败的风险。这本书就像一位经验丰富的向导，带领我在 EDA 的海洋中稳步前行，让我能够更好地掌握这项关键技术。

评分☆☆☆☆☆

我是一位在职的工程师，一直以来，EDA 技术都是我工作中的一个重要组成部分，但总感觉自己在某些方面不够系统和深入。偶然间了解到这本《电子设计自动化技术》，抱着试试看的心态入手，没想到它给我带来了意想不到的收获。书中对于高级逻辑综合、时序分析以及功耗优化的讲解，都非常有深度和前瞻性。作者不仅仅是介绍了这些技术，更重要的是，他从工程实践的角度出发，分析了在实际设计中可能遇到的各种问题，并给出了切实可行的解决方案。我特别欣赏书中关于“设计收敛”的讨论，这绝对是芯片设计中最令人头疼的问题之一，而本书则提供了非常系统化的方法来应对。此外，书中对一些前沿 EDA 技术的展望，也让我对未来的发展方向有了更清晰的认识。总的来说，这本书对于想要提升 EDA 技术能力，解决实际工程问题的工程师来说，是一本不可多得的宝藏。

评分☆☆☆☆☆

这本书虽然我还没有完全读完，但光是初步翻阅，就足以让我感受到其深度和广度。书中对于 EDA 技术的阐述，远不止停留在概念层面，而是深入到各种实际应用和工具的介绍。我特别欣赏作者在讲解复杂概念时，会循序渐进地引入，从最基础的原理讲起，然后逐步拓展到更高级的算法和技术。这种教学方式对于我这样背景相对薄弱的读者来说，简直是福音。尤其是关于逻辑综合和布局布线部分的讲解，让我对“芯片如何从代码变成实物”这个过程有了更清晰的认识。书中列举的案例也十分贴切，能够帮助我理解理论知识在实际工程中的落地。我曾尝试过一些其他的 EDA 教材，但总感觉它们要么过于理论化，要么过于碎片化，很难形成一个完整的知识体系。而这本《电子设计自动化技术》恰恰弥补了这一点，它像一位经验丰富的老师，条理清晰地引导我一步步走进 EDA 的世界，让我看到了整个行业的发展脉络和未来的趋势。我甚至已经开始在工作中使用书中提到的一些方法和工具，效果确实比我之前自己摸索要好得多。