电子CAD技术 9787121278914 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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姚四改 著

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121278914

商品编码：29624366395

包装：平装

出版时间：2016-01-01

图书基本信息
图书名称	电子CAD技术	作者	姚四改
定价	32.00元	出版社	电子工业出版社
ISBN	9787121278914	出版日期	2016-01-01
字数		页码
版次	1	装帧	平装
开本	16开	商品重量	0.4Kg

内容简介

作者简介

目录

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文摘

序言

《电子CAD技术》是一本深入探讨电子设计自动化（Electronic Computer-Aided Design, ECAD）核心技术与应用的专业著作。本书旨在为电子工程师、技术研究人员以及相关专业的学生提供一个全面而系统的知识体系，帮助他们掌握现代电子产品从概念设计到最终制造的全流程，提升设计效率与产品质量。 第一章 电子设计自动化概述 本章首先回顾了电子设计自动化技术的发展历程，从早期的手工绘图到现代高度集成的EDA工具，阐述了其在电子产业变革中的关键作用。接着，深入剖析了电子设计自动化的基本概念、核心组成部分，包括逻辑设计、物理设计、验证和制造等关键环节。我们将详细介绍不同类型的EDA工具，如原理图编辑器、PCB布局布线软件、仿真器、综合工具、物理验证工具等，并解释它们在整个设计流程中的功能和相互关系。同时，本章还将探讨电子设计自动化技术面临的挑战与未来发展趋势，例如异构计算、人工智能在EDA中的应用、面向特定领域的设计（Domain-Specific Architecture, DSA）等，为读者勾勒出电子设计自动化技术的广阔前景。 第二章 数字逻辑设计基础 本章是进入电子设计领域的重要基石。我们将从数字逻辑的基本概念出发，介绍布尔代数、逻辑门、组合逻辑和时序逻辑电路的设计与分析。在此基础上，重点讲解硬件描述语言（Hardware Description Language, HDL），如Verilog和VHDL，作为描述和实现数字逻辑电路的标准语言。读者将学习HDL的基本语法、数据类型、运算符、结构化语句以及如何用HDL编写功能模块、实例化模块和进行层次化设计。本章还将深入讲解有限状态机（Finite State Machine, FSM）的设计方法，包括Mealy型和Moore型状态机的设计原理、状态编码和状态转换图的绘制，以及如何将其转化为HDL代码。此外，我们还将介绍一些常用的数字逻辑模块，如加法器、多路选择器、寄存器、计数器等的HDL实现，为后续复杂设计的学习打下坚实基础。 第三章 组合逻辑电路设计与优化 本章专注于组合逻辑电路的设计方法和优化技术。我们将详细介绍如何从功能需求出发，通过真值表、卡诺图（Karnaugh Map）等方法化简布尔表达式，从而得到最简化的逻辑函数。本章将深入探讨不同类型的逻辑综合工具，介绍它们如何将高层次的HDL描述转化为门级网表，并分析综合过程中影响电路性能的关键参数，如延迟、面积和功耗。我们将介绍各种逻辑优化技术，包括逻辑冗余的消除、共享逻辑的提取、以及利用专用硬件结构（如ROM、PLA）等。此外，本章还将讨论组合逻辑电路的测试性设计（Design for Testability, DFT）中的一些基本概念，为确保电路的正确性提供初步的视角。 第四章 时序逻辑电路设计与分析 本章重点研究时序逻辑电路的设计及其时序特性。我们将深入讲解触发器（Flip-Flop）和锁存器（Latch）的工作原理，包括D触发器、JK触发器、T触发器等，并分析它们在建立时间和保持时间方面的要求。本章将详细介绍同步时序电路和异步时序电路的设计方法，并重点讲解同步时序电路的设计流程，包括状态机设计、时钟域分析、流水线设计等。我们将分析时序电路中的时钟信号及其重要性，讲解时钟抖动（Clock Jitter）和时钟偏移（Clock Skew）对电路性能的影响。此外，本章还将介绍时序约束（Timing Constraints）的概念，包括输入延迟（Input Delay）和输出延迟（Output Delay），以及如何利用时序分析工具来验证电路的时序是否满足设计要求。 第五章 电子设计自动化工具链与流程 本章将带领读者系统了解电子设计自动化工具链的构成及其在实际项目中的应用流程。我们将详细介绍一个典型的EDA流程，从概念设计、逻辑设计、综合、布局布线，到物理验证、时序分析，直至最终生成制造文件（如GDSII）。本章将对主流的EDA工具进行介绍，例如Cadence、Synopsys、Mentor Graphics（现为Siemens EDA）等公司的产品线，并重点介绍各工具在特定设计阶段的功能和特点。我们将讲解如何构建一个高效的设计环境，包括版本控制、项目管理、代码复用等。此外，本章还将探讨EDA工具中的协同设计、跨团队协作以及与IP核（Intellectual Property Core）集成的相关技术，为读者提供实际项目开发的指导。 第六章 PCB布局布线技术 本章聚焦于印刷电路板（Printed Circuit Board, PCB）的布局布线设计，这是将电子原理图转化为实际可制造电路板的关键环节。我们将详细介绍PCB设计流程，包括原理图导入、元器件封装库的创建与管理、PCB尺寸和层数的规划、电源和地平面设计、信号完整性（Signal Integrity）和电源完整性（Power Integrity）的初步考虑。本章将深入讲解布局（Placement）原则，如元器件的逻辑分组、信号流向的优化、热敏感元器件的放置等，以及布线（Routing）技术，包括单层布线、多层布线、差分对布线、阻抗匹配布线等。我们还将介绍自动布线和手动布线策略，以及如何利用约束驱动的布线（Constraint-Driven Routing）来提高布线效率和质量。此外，本章还将涉及PCB制造工艺中的一些关键考虑因素，如过孔（Via）的使用、焊盘（Pad）设计、以及生产前的DRC（Design Rule Check）和LVS（Layout Versus Schematic）检查。 第七章 仿真与验证技术 仿真与验证是确保电子设计正确性的核心环节。本章将详细介绍不同类型的仿真方法，包括行为级仿真、寄存器传输级（RTL）仿真、门级仿真以及电路级仿真。我们将重点讲解仿真器的使用，如何编写测试激励（Testbench）来驱动被测设计（Design Under Test, DUT），以及如何分析仿真结果。本章将深入介绍形式验证（Formal Verification）技术，包括模型检查（Model Checking）和等价性检查（Equivalence Checking），并阐述它们在发现设计缺陷方面的优势。我们还将探讨基于覆盖率（Coverage-Driven Verification）的验证方法，以及如何设计有效的覆盖率指标来衡量验证的充分性。此外，本章还将介绍硬件加速仿真（Hardware Acceleration）和原型验证（Prototyping）等高级验证技术，为复杂SoC（System on Chip）的设计提供更高效的验证手段。 第八章 物理设计与版图生成 本章深入探讨数字集成电路（IC）的物理设计流程，这是将逻辑设计转化为最终可制造芯片版图的关键步骤。我们将详细介绍版图设计（Layout Design）的基本概念，包括单元（Cell）的实现、模块的布局（Placement）、连接线的布线（Routing）、以及功耗网络（Power Grid）的规划。本章将重点讲解标准单元库（Standard Cell Library）的设计和使用，以及宏单元（Macro Cell）的集成。我们将深入分析物理设计中的关键技术，如时钟树综合（Clock Tree Synthesis, CTS）、布线拥塞（Routing Congestion）的解决、以及版图后处理（Post-Layout）技术，包括版图寄生参数提取（Parasitic Extraction）和版图校验（Physical Verification）。此外，本章还将介绍先进的版图设计技术，如多电压域设计（Multi-Voltage Domain Design）和高密度互连（High-Density Interconnect, HDI）技术，为现代高性能芯片的设计提供指导。 第九章 性能、功耗与可靠性分析 在现代电子设计中，性能、功耗和可靠性是决定产品市场竞争力的三大要素。本章将详细探讨这些关键属性的分析与优化方法。在性能方面，我们将深入讲解静态时序分析（Static Timing Analysis, STA），以及如何识别和解决时序违例（Timing Violations），包括关键路径（Critical Path）的分析与优化。在功耗方面，我们将介绍动态功耗和静态功耗的来源，以及各种低功耗设计技术，如时钟门控（Clock Gating）、电源门控（Power Gating）、动态电压频率调整（Dynamic Voltage and Frequency Scaling, DVFS）等。在可靠性方面，我们将探讨各种潜在的失效机制，如亚阈值漏电（Subthreshold Leakage）、热效应（Thermal Effects）、以及电迁移（Electromigration）等，并介绍相关的设计和验证技术，以提高芯片的长期可靠性。 第十章 嵌入式系统与FPGA设计 本章将电子设计自动化技术与嵌入式系统和现场可编程门阵列（FPGA）设计相结合。我们将介绍嵌入式系统的基本架构，包括处理器、内存、外设以及它们之间的接口。本章将重点讲解如何利用EDA工具进行FPGA的开发流程，包括HDL代码编写、综合、布局布线、时序约束以及比特流（Bitstream）生成。我们将介绍FPGA设计中的一些高级主题，如IP核的集成、软核（Soft Core）和硬核（Hard Core）处理器的使用、以及实时操作系统（RTOS）在嵌入式FPGA设计中的应用。此外，本章还将探讨嵌入式系统与ASIC（Application-Specific Integrated Circuit）设计的权衡，以及如何选择最适合项目需求的平台。 第十一章 AI在电子设计中的应用 人工智能（AI）正在深刻地改变着电子设计领域。本章将探讨AI在电子设计自动化中的新兴应用。我们将介绍机器学习（Machine Learning, ML）和深度学习（Deep Learning, DL）技术在EDA中的潜力，包括如何利用AI来优化逻辑综合、自动进行版图规划、预测设计收敛性、以及加速仿真和验证过程。本章将讨论AI驱动的设计优化方法，例如利用强化学习（Reinforcement Learning）来寻找最优的布局布线策略，或者使用图神经网络（Graph Neural Networks）来分析和预测电路的性能。我们将探讨AI在故障诊断、异常检测以及自适应设计中的应用。最后，本章还将展望AI为电子设计带来的未来机遇和挑战，例如AI模型的训练数据需求、可解释性AI在EDA中的重要性，以及AI与人类设计师的协同工作模式。 第十二章 行业标准与未来趋势 本章旨在为读者提供对电子设计自动化行业标准和未来发展趋势的更宏观的认识。我们将介绍当前行业内广泛采用的标准，如SystemVerilog、VHDL、UPF（Unified Power Format）、CPF（Common Power Format）等，并阐述它们在促进设计协同和IP复用方面的作用。本章将探讨云计算和分布式计算在EDA中的应用，以及如何利用云平台来应对日益增长的计算资源需求。我们将深入分析面向领域特定架构（DSA）的设计理念，以及EDA工具如何支持这些新兴的计算范式。此外，本章还将展望下一代EDA技术，包括量子计算在EDA中的潜在影响，以及如何利用更高级的建模和仿真技术来应对未来电子系统的复杂性。通过对行业标准的梳理和对未来趋势的展望，本书希望能帮助读者在快速发展的电子设计领域保持前瞻性，为未来的职业发展和技术创新奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我最近入手了一本叫做《电子CAD技术》的书，书中详细介绍了使用电子CAD软件进行电路设计、PCB布局布线以及电路仿真的全过程。从原理图绘制到元器件库的创建与管理，再到复杂的PCB设计技巧，这本书都进行了深入的讲解。我特别喜欢书中关于信号完整性和电源完整性的章节，这些内容对于设计高性能、高可靠性的电子产品至关重要。书中提供的案例分析也非常实用，让我能够将理论知识与实际操作相结合，快速掌握CAD软件的应用。总的来说，这本书是一本非常全面且实用的电子CAD技术入门和进阶指南，无论是初学者还是有一定经验的设计师，都能从中受益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

《电子CAD技术》这本书的优点在于其极高的实践指导意义。作者并非仅仅罗列软件的功能，而是深入剖析了电子设计过程中遇到的各种实际问题，并给出了切实可行的解决方案。例如，在讲解元器件封装时，书中不仅展示了如何创建，更强调了封装的电气性能和散热性能对整个电路设计的影响。我通过书中介绍的方法，成功地解决了一个困扰我许久的PCB散热问题。此外，书中对不同类型的元器件（如高速数字元器件、射频元器件）在CAD设计中的特殊处理方式也有详细的说明，这对于我从事相关领域的工作非常有帮助。这本书让我认识到，好的电子CAD设计不仅仅是图纸的绘制，更是对产品性能、可靠性和可制造性的综合考量。

评分☆☆☆☆☆

这本《电子CAD技术》给我留下了深刻的印象。它不仅仅是软件操作的教程，更是对电子设计理念的深刻阐述。我尤其欣赏作者在讲解PCB布局布线时，强调的“走线艺术”。书中详细讲解了如何根据信号类型、频率以及元器件的特性来优化布线，以避免信号干扰和EMI问题。我尝试按照书中的方法对一个复杂的PCB项目进行布线，结果发现电路的稳定性和信号质量有了显著提升。此外，书中关于EMC/EMI的设计原则和防护措施的讲解也非常到位，让我对如何设计出符合标准、抗干扰能力强的电子产品有了更清晰的认识。这本书让我从一个“会画图”的设计师，逐渐成长为一个“懂设计”的工程师。

评分☆☆☆☆☆

我一直在寻找一本能够系统讲解电子CAD的权威书籍，终于在《电子CAD技术》这本书中找到了。这本书的结构非常清晰，逻辑性很强。从基础的原理图设计，到中级的PCB layout，再到高级的信号完整性仿真，作者层层递进，循序渐进地带领读者掌握电子CAD的各项技能。我特别喜欢书中关于“设计自动化”的章节，它介绍了如何利用脚本和插件来提高设计效率，这对于我这样需要处理大量重复性工作的工程师来说，简直是福音。书中还提供了许多行业内的最佳实践和注意事项，这些宝贵的经验是其他普通教程难以获得的。这本书绝对是我电子设计工作中的一本“宝典”。

评分☆☆☆☆☆

说实话，一开始我有点担心《电子CAD技术》这本书会过于理论化，但事实证明我的顾虑是多余的。这本书的内容非常接地气，每一项技术讲解都配有丰富的图例和实际操作步骤。我跟着书中的教程，一步一步地完成了几个复杂的PCB设计项目，感觉自己 CAD 技能提升得非常快。特别值得一提的是，书中关于“设计验证”的部分，详细介绍了如何利用各种仿真工具来预测电路的性能，这在实际生产中可以大大减少原型制作的次数和成本。我尝试对书中一个高频电路的设计进行了仿真，仿真结果与实际测试非常吻合，这让我对这本书的严谨性和实用性有了更深的信任。这本书绝对是值得推荐给所有想在电子设计领域深耕的同行的。