電子設計自動化技術 李新平 等 9787040108613 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李新平 等 著

圖書標籤:

• 電子設計自動化
• EDA
• 集成電路
• 數字電路
• 模擬電路
• Verilog
• VHDL
• FPGA
• ASIC
• 電路設計

店鋪： 書逸天下圖書專營店

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040108613

商品編碼：29576351134

包裝：平裝

齣版時間：2008-01-01

基本信息

書名：電子設計自動化技術

定價：19.50元

作者：李新平 等

齣版社：高等教育齣版社

齣版日期：2008-01-01

ISBN：9787040108613

字數：380000

頁碼：243

版次：1

裝幀：平裝

開本：

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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本書根據教育部2001年頒布的中等職業學校“電子與信息技術專業電子設計自動化技術教學基本要求”編寫。全書共9章，其中第9章為實驗。主要介紹電路仿真設計分析工具muhiSIM 2001（EWB 6）和電路圖繪製、印製電路闆設計和可編程邏輯電路設計工具Protel 99的使用方法及印製電路闆的基礎知識。
本書在內容上深入淺齣，注重實用性，兼顧課堂教學和自學的需求，配備瞭大量的應用實例，使學習者能在較短的時間內掌握軟件的使用方法。本書的重點是培養學習者的電路基本分析能力和印製電路闆的設計能力。
本書可作為中等職業學校電子與信息技術專業電子設計自動化技術課程的教材，也可作為其他相近專業和工程技術人員學習電子設計自動化技術的參考書。

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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《現代電子設計流程與方法》 前言 在信息時代飛速發展的浪潮中，電子産品的更新迭代速度日益加快，性能要求也愈發嚴苛。從智能手機、高性能計算機到航空航天、醫療設備，無一不依賴於復雜精密的電子係統。而實現這些電子係統的設計、驗證與製造，離不開電子設計自動化（EDA）技術的強大支撐。EDA技術已經成為現代電子産業不可或缺的核心環節，它極大地提高瞭設計效率，縮短瞭産品上市周期，降低瞭研發成本，並確保瞭電子産品的可靠性與性能。 本書旨在係統地梳理和介紹現代電子設計流程與方法，涵蓋瞭從概念設計到物理實現，再到最終生産製造的全過程。我們希望通過本書，能夠為電子工程領域的學生、研究人員以及從業者提供一個全麵、深入的學習平颱，幫助他們理解EDA技術在現代電子設計中的關鍵作用，掌握先進的設計理念和實踐技巧，從而更好地應對日益復雜的電子係統設計挑戰。 第一章 電子係統設計的演進與EDA技術的崛起 本章將迴顧電子係統設計的曆史演進。從早期的手工繪製電路圖，到利用邏輯門構建簡單電路，再到大規模集成電路（LSI）和超大規模集成電路（VLSI）的齣現，電子設計的復雜性呈指數級增長。手工設計已無法滿足現代電子係統的需求，這催生瞭EDA技術的誕生與發展。我們將探討EDA技術的起源，分析其在剋服設計瓶頸、提升設計效率、實現復雜功能等方麵的關鍵貢獻。本章還將簡要介紹EDA工具的主要類彆，如原理圖輸入、仿真、布局布綫、物理驗證等，為後續章節的學習打下基礎。 第二章 現代電子係統設計流程概覽 本章將勾勒齣一條完整的現代電子係統設計流程。這個流程通常可以分解為多個關鍵階段： 概念與需求分析 (Concept & Requirements Analysis): 這一階段是産品設計的起點，需要明確産品的目標功能、性能指標、功耗預算、成本限製以及目標市場等。詳細的需求文檔是後續所有設計工作的基石。 係統級設計 (System-Level Design): 在需求明確後，需要進行高層次的係統架構設計。這包括確定係統的主要功能模塊、模塊間的接口定義、係統級的性能評估以及關鍵技術的選型。在此階段，可能會使用高級建模語言（如SystemC）進行係統行為的仿真和驗證。 硬件設計 (Hardware Design): 這是EDA技術大顯身手的核心區域。硬件設計又可以細分為： 邏輯設計 (Logic Design): 將係統級模塊分解為更小的邏輯單元，並使用硬件描述語言（HDL，如Verilog或VHDL）進行描述。 功能仿真 (Functional Simulation): 利用HDL仿真器驗證邏輯設計的正確性，確保其滿足功能需求。 綜閤 (Synthesis): 將HDL代碼轉換為門級網錶（netlist），即由基本邏輯門組成的電路描述。 靜態時序分析 (Static Timing Analysis, STA): 在網錶級彆檢查設計的時序特性，確保電路在工作頻率下能夠正確運行，避免時序違規。 物理設計 (Physical Design): 這一階段將邏輯設計轉化為可製造的物理版圖。包括： 布局 (Placement): 將邏輯門和寄存器放置在芯片版圖上的最優位置，以優化性能、功耗和布綫。 布綫 (Routing): 連接各個邏輯單元之間的導綫，形成完整的電路互連。 時鍾樹綜閤 (Clock Tree Synthesis, CTS): 設計和優化時鍾網絡的分配，確保時鍾信號到達所有寄存器的時間一緻性。 功耗分析 (Power Analysis): 評估芯片的功耗，並進行優化以滿足功耗預算。 信號完整性分析 (Signal Integrity Analysis, SI): 分析信號在傳輸過程中可能齣現的串擾、反射等問題，並進行修復。 物理驗證 (Physical Verification): 在物理版圖完成後，需要進行嚴格的驗證，以確保芯片能夠成功製造並可靠工作。這包括： 設計規則檢查 (Design Rule Check, DRC): 檢查版圖是否符閤製造工藝規則，避免製造缺陷。 版圖與原理圖一緻性檢查 (Layout Versus Schematic, LVS): 確保物理版圖與邏輯原理圖完全一緻。 寄生參數提取 (Parasitic Extraction): 提取電路中的寄生電阻和電容，用於更精確的時序和功耗分析。 可測試性設計 (Design for Testability, DFT): 在設計階段就考慮如何方便有效地測試芯片，例如引入掃描鏈、內建自測試（BIST）等。 製造與封裝 (Manufacturing & Packaging): 將驗證通過的版圖交給晶圓廠進行製造，然後進行封裝和最終的測試。 係統集成與驗證 (System Integration & Verification): 在芯片製造完成後，將其集成到係統中，並進行係統級的軟硬件聯閤驗證。 第三章 硬件描述語言 (HDL) 的核心地位 硬件描述語言（HDL）是現代電子設計中進行邏輯描述和建模的基石。本章將深入探討兩種主流的HDL：Verilog和VHDL。 Verilog: 介紹Verilog的基本語法、數據類型、運算符、結構化建模（模塊、端口）、行為建模（過程塊、賦值語句）、數據流建模以及任務和函數。重點講解如何使用Verilog描述組閤邏輯和時序邏輯，以及如何構建層次化的設計。 VHDL: 介紹VHDL的結構、實體（Entity）、架構（Architecture）、端口（Port）、信號（Signal）、變量（Variable）、常量（Constant）以及進程（Process）。闡述VHDL在描述復雜邏輯、支持並發性以及類型檢查方麵的特點。 HDL建模實踐: 提供使用HDL進行邏輯設計的範例，包括加法器、寄存器、有限狀態機（FSM）、簡單的微處理器核等。強調編寫可綜閤（synthesizable）HDL代碼的重要性，以及避免使用不可綜閤結構。 HDL仿真與調試: 介紹HDL仿真器的基本原理，如何編寫測試平颱（Testbench）來驅動設計並驗證其功能。講解常見的仿真調試技巧，如波形查看、斷點設置、信號監視等。 第四章 邏輯綜閤：從HDL到門級網錶 邏輯綜閤是將用HDL編寫的抽象設計轉化為具體的邏輯門網錶的過程。本章將詳細闡述邏輯綜閤的原理、流程和關鍵技術。 綜閤流程: 介紹綜閤工具的工作流程，包括代碼解析、邏輯優化、寄存器分配、資源共享以及映射到目標庫。 邏輯優化: 講解各種邏輯優化技術，如布爾代數化簡、因子分解、多輸齣邏輯優化、公共子錶達式消除等，以減小麵積、提高速度和降低功耗。 目標庫 (Technology Library): 解釋目標庫的作用，它包含瞭特定製造工藝下的基本邏輯門（AND, OR, NOT, Flip-Flops等）的物理和電氣特性。綜閤工具會根據目標庫將抽象邏輯映射到實際的門。 約束驅動的綜閤: 強調設置設計約束（Constraints）在綜閤過程中的重要性，包括時序約束（時鍾頻率、端口時序）、麵積約束和功耗約束。綜閤工具會根據這些約束進行優化。 綜閤工具的使用: 介紹常見的綜閤工具及其基本操作，如讀入HDL文件、加載目標庫、設置約束、執行綜閤以及生成網錶文件。 可綜閤性問題: 討論在HDL編碼中可能遇到的影響綜閤的問題，如使用非標準結構、時序邏輯與組閤邏輯混淆等。 第五章 靜態時序分析 (STA) 與時序收斂 時序是影響電子係統性能的關鍵因素。本章將深入講解靜態時序分析（STA）的原理、流程以及如何實現時序收斂。 STA基本概念: 解釋時序路徑、建立時間（Setup Time）、保持時間（Hold Time）、時鍾延遲（Clock Skew）、時序裕量（Timing Margin）等核心概念。 STA流程: 介紹STA工具的工作流程，包括讀取網錶、時鍾定義、輸入/輸齣端口約束、引腳約束、引腳到引腳路徑分析以及報告時序違規。 時序路徑分類: 講解不同類型的時序路徑，如寄存器到寄存器路徑、輸入到寄存器路徑、寄存器到輸齣路徑、輸入到輸齣路徑。 時序違規與修復: 識彆建立時間和保持時間違規，並介紹常用的修復方法，如增加驅動強度、改變邏輯單元、調整門控時鍾、修改布綫、拆分長路徑等。 時序收斂 (Timing Closure): 闡述時序收斂是一個迭代優化的過程，需要綜閤、布局布綫和STA工具協同工作。講解如何通過反復分析和優化，最終達到設計要求的時序指標。 STA報告解讀: 教授如何詳細解讀STA報告，識彆關鍵時序路徑，並根據報告中的信息指導設計優化。 第六章 布局布綫：從邏輯到物理版圖 布局布綫是將邏輯網錶轉化為可製造的物理版圖的關鍵階段。本章將詳細介紹布局布綫的主要步驟和技術。 物理設計流程: 概述布局布綫的整體流程，包括導入網錶、指定工藝規則、放置宏單元、放置標準單元、布綫、時鍾樹綜閤、功耗規劃、信號完整性優化等。 布局 (Placement): 講解布局的目標是優化性能、功耗和布綫難度。介紹不同的布局策略，如全局布局、局部布局、時序導嚮布局（Timing-Driven Placement）。 布綫 (Routing): 介紹布綫的目標是連接所有的邏輯單元，並滿足布綫規則和時序要求。講解全局布綫和詳細布綫（Detailed Routing）的概念。 時鍾樹綜閤 (Clock Tree Synthesis, CTS): 詳細介紹時鍾樹的構建和優化，包括如何最小化時鍾偏斜（Clock Skew）和時鍾網絡延遲（Clock Network Latency）。 功耗網絡 (Power Network): 介紹如何設計和布設電源和地網，以確保芯片各個區域都能獲得穩定可靠的電源供應。 技術節點與高級封裝: 探討不同技術節點（如7nm, 5nm）對布局布綫帶來的挑戰，以及對先進封裝（如3D IC）的設計考慮。 布局布綫工具的使用: 介紹常見的布局布綫工具及其工作流程，以及如何設置約束和進行迭代優化。 第七章 物理驗證：保障製造的可靠性 物理驗證是確保設計的物理實現能夠成功製造並正常工作的最後一道關鍵關卡。本章將詳細講解物理驗證的各項檢查。 設計規則檢查 (DRC): 解釋DRC的原理，即檢查物理版圖是否符閤製造工藝廠商製定的各項幾何規則，例如綫寬、間距、孔徑等。 版圖與原理圖一緻性檢查 (LVS): 闡述LVS的工作原理，即通過提取物理版圖的連接關係，並將其與邏輯網錶進行比對，確保兩者完全一緻。 寄生參數提取 (Parasitic Extraction): 介紹如何從物理版圖中提取寄生電阻和電容，這些參數對於進行精確的後仿真和時序分析至關重要。 版圖後仿真 (Post-Layout Simulation): 結閤提取的寄生參數，對設計的時序和功能進行更精確的仿真驗證。 其他物理驗證項: 簡要介紹一些其他的驗證方法，如設計為可製造性（DFM）、可測試性（DFT）相關驗證等。 驗證工具的使用: 介紹常用的物理驗證工具，如Calibre、Virtuoso等，以及如何運行驗證流程並處理驗證報告。 第八章 可測試性設計 (DFT) 與芯片測試 隨著芯片集成度的不斷提高，測試成本也隨之增加。可測試性設計（DFT）旨在提高芯片的可測試性，降低測試成本，並提高測試覆蓋率。 DFT的重要性: 解釋為什麼在設計早期就需要考慮可測試性，以及DFT對産品質量和成本的影響。 掃描鏈 (Scan Chain): 詳細介紹掃描鏈的原理、結構和工作模式。講解如何將內部寄存器連接成掃描鏈，從而實現對內部狀態的觀察和控製。 內建自測試 (Built-In Self-Test, BIST): 介紹BIST的概念，如何通過在芯片內部生成測試嚮量並對比輸齣結果來完成自測試。 ATPG (Automatic Test Pattern Generation): 介紹ATPG工具如何自動生成測試嚮量，以達到高測試覆蓋率。 芯片測試流程: 簡述芯片的最終測試流程，包括功能測試、性能測試、功耗測試以及壽命測試等。 DFT工具與實踐: 介紹DFT工具的基本功能和使用方法，以及在實際設計中如何權衡DFT帶來的麵積和時序開銷。 第九章 高級EDA技術與未來趨勢 本章將探討一些當前熱門和未來可能發展的EDA技術。 係統級驗證 (System-Level Verification): 介紹使用SystemC等語言進行係統級建模和驗證，以在早期發現架構性問題。 形式驗證 (Formal Verification): 講解形式驗證利用數學方法證明設計的正確性，可以在某些場景下替代或補充仿真驗證。 人工智能 (AI) 在EDA中的應用: 探討AI在優化設計流程、加速仿真、提高布局布綫效率以及輔助設計決策等方麵的潛力。 低功耗設計技術 (Low Power Design Techniques): 介紹各種降低芯片功耗的方法，如動態電壓頻率調整（DVFS）、門控時鍾（Clock Gating）、電源門控（Power Gating）等。 多核處理器與片上係統 (SoC) 設計: 探討復雜SoC的設計挑戰，包括IP集成、總綫協議、互聯架構等。 新興技術: 簡要介紹與先進製造工藝、新材料（如III-V族材料）相關的EDA技術發展。 結論 電子設計自動化技術是現代電子工程的驅動力。本書係統地介紹瞭電子係統設計的全流程，從概念的提齣到最終的製造，再到嚴苛的驗證，EDA工具和方法貫穿始終。掌握這些知識不僅能夠幫助讀者理解復雜電子産品的誕生過程，更能為他們投身於這個充滿活力和創新機遇的領域奠定堅實的基礎。隨著技術的不斷進步，EDA領域也將持續演進，湧現齣更多更強大的技術和工具，賦能下一代電子産品的創新。 參考文獻 [此處為參考文獻列錶，根據實際學術規範列齣相關書籍、論文等。]

評分☆☆☆☆☆

拿到這本書，我第一感覺就是它的內容一定很紮實。封麵上的“電子設計自動化技術”幾個字，就讓我聯想到那些精密復雜的電路和令人驚嘆的芯片設計。李新平老師的名字，在行業內也算是響當當的，所以對這本書的專業性和前沿性我抱有很高的期待。我翻看瞭一下目錄，感覺內容涵蓋的範圍相當廣泛，從基礎的EDA工具介紹，到具體的電路設計流程，再到一些高級的應用，似乎都有涉獵。這種結構安排，我覺得對於想要係統學習EDA技術的人來說，是很有幫助的。它能夠幫助讀者建立起一個完整的知識體係，而不是零散地學習一些碎片化的知識點。我特彆關注到一些章節的標題，像是“高級邏輯綜閤技術”和“物理設計流程詳解”，這些聽起來就很有分量，相信裏麵的內容會非常有深度，能夠提供很多實用的信息和方法。

評分☆☆☆☆☆

收到這本書，我首先注意到的是它的包裝。雖然是網上購買，但書本的包裝非常嚴實，沒有任何破損的痕跡，保護得很好。打開後，一股淡淡的油墨香撲鼻而來，這是好書獨有的味道。這本書的封皮是那種有質感的硬殼，拿在手裏沉甸甸的，很有分量感，感覺很紮實。我翻到書的開頭，序言部分就點明瞭這本書的立意和目標，讓我對接下來的閱讀充滿瞭期待。目錄的結構清晰，章節的劃分也比較閤理，能夠看齣作者在內容組織上的用心。即使我還沒有深入閱讀，光是看著它的整體呈現，就覺得是一本值得認真對待的書。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計挺有意思的，深邃的藍色背景，搭配著一些抽象的電路圖元素，給人一種科技感和專業感。我拿到書的時候，首先就被它的裝幀吸引瞭，紙張的質感不錯，摸起來挺舒服的，不是那種廉價的紙，翻閱的時候也沒有太多雜音。書的整體尺寸也比較閤適，放在書架上顯得規整，方便攜帶也容易閱讀。字體的大小和行距也設計得比較閤理，長時間閱讀也不會感到眼睛疲勞。雖然我還沒有深入閱讀內容，但從初步的翻閱來看，排版是很用心良苦的，看起來非常清晰，重點的內容似乎也有適當的加粗或者不同的顔色，這對於初學者來說，能夠快速抓住核心信息，提升學習效率。我特彆喜歡它那種沉穩而不失活力的設計風格，讓人一看就知道是關於技術類書籍，而且是有一定深度和研究價值的。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容，給我的第一感覺就是“硬核”。我粗略地翻瞭翻，發現裏麵充斥著大量的專業術語和復雜的圖錶，這對於一個在EDA領域有一定基礎的人來說，是件好事。我尤其喜歡那些圖文並茂的部分，比如在介紹某個算法或者流程的時候，會配上詳細的圖示，這能極大地幫助理解。雖然有些部分我可能需要查閱一些額外的資料纔能完全理解，但這恰恰說明瞭這本書的深度和廣度。它不是一本簡單的科普讀物，而是能夠帶領讀者深入探索EDA技術核心的內容。我已經準備好迎接挑戰，相信通過對這本書的學習，我的EDA知識體係會得到一次質的飛躍。

評分☆☆☆☆☆

這本書的印刷質量給我留下瞭深刻的印象。每一頁紙張都非常平滑，沒有毛邊或者汙漬，這讓我覺得齣版方在細節上做得非常到位。我仔細看瞭看書中的插圖和圖錶，它們的綫條都很清晰，色彩也很飽滿，即使是復雜的電路圖，也能一目瞭然，沒有模糊不清的情況。這對於理解技術細節來說至關重要，因為很多時候，一張清晰的圖錶勝過韆言萬語。我還注意到，一些重要的公式或者概念，在書中都有特彆的標注，使得讀者在閱讀過程中更容易注意到這些關鍵信息。整體而言，這本書給人的感覺就是一本嚴謹、專業的學術著作，無論是從內容編排還是印刷質量，都體現瞭齣版方的用心和對讀者的尊重。