低功耗CMOS电路设计--逻辑设计与CAD工具 9787030315687 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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瑞士Christian Piguet，陈力颖 著

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店铺： 博学精华图书专营店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030315687

商品编码：29691047672

包装：平装

出版时间：2011-07-01

基本信息

书名:低功耗CMOS电路设计--逻辑设计与CAD工具

定价：65.00元

售价：44.2元,便宜20.8元,折扣68

作者:(瑞士)Christian Piguet,陈力颖

出版社：科学出版社

出版日期：2011-07-01

ISBN：9787030315687

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.663kg

编辑推荐

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《低功耗CMOS电路设计》着重叙述低功耗电路设计，包括工艺与器件、逻辑电路以及CAD设计工具三个方面的内容。在工艺器件方面，描述了低功耗电子学的历史、深亚微米体硅SOI技术的进展、CMOS纳米工艺中的漏电、纳米电子学与未来发展趋势、以及光互连技术；在低功耗电路方面，描述了深亚微米设计建模、低功耗标准单元、高速低功耗动态逻辑与运算电路、以及在结构、电路、器件的各个层面上的低功耗设计技术，包括时钟、互连、弱反型超低功耗设计和绝热电路；在低功耗CAD设计工具方面，描述了功耗模型与高层次功耗估计，国际上主要CAD公司的功耗设计工具以及低功耗设计流程。本书由(瑞士)christianPiguet主编。

内容提要

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《低功耗CMOS电路设计》着重叙述低功耗电路设计，部分概述低功耗电子技术和深亚微米下体硅sOI技术的进展、CMOS纳米技术中的漏电流及光互连技术等；第二部分阐述深亚微米设计模型、低功耗标准单元、低功耗超高速动态逻辑与运算电路，以及在结构、电路、器件的各个层面上的低功耗设计技术；第三部分主要针对CAD设计工具及低功耗设计流程进行阐述。本书的内容来自低功耗集成电路设计领域三十多位学者和专家的具体实践，包括学术界与工业界多年来的研究设计成果与经验，所介绍的技术可以直接应用于产品设计。
《低功耗CMOS电路设计》可以作为微电子、电子科学与技术、集成电路等领域的研发、设计人员及工科院校相关专业师生的实用参考资料。本书由(瑞士)christianPiguet主编。

目录

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作者介绍

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ChristianPiguet，瑞士Nyon人，分别在1974年和1981年获得洛桑联邦瑞士大学(EPFL)的电子工程硕士与博士学位。Piguet博士于1974年加入了瑞士纳沙泰尔Centre Electronique HorlogerS.A.实验室。主要研究钟表业的CMOS数字集成电路和嵌入式低功耗微处理器，以及基于门阵列方法的CAD工具。他目前是纳沙泰尔CSEMCentre Suisse d'Electronique et de MicrotechniqueS.A.实验室超低功耗部门的负责人，并参与低功耗和高速CMOS集成电路的设计与管理。他的主要兴趣包括低功耗微处理器与DSP、低功耗标准单元库、门控时钟和低功耗技术及异步设计。

文摘

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序言

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颠覆与革新：新一代信息处理技术探索 信息时代浪潮滚滚向前，技术迭代日新月异。我们正站在一个由数据、智能和互联构筑的全新时代入口，而驱动这一切核心的，正是底层半导体技术的每一次突破。从掌上设备到云端服务器，从人工智能到物联网，低功耗、高性能的芯片设计能力已成为衡量一个国家科技实力和产业竞争力的关键指标。本书并非直接阐述某一特定书籍的内容，而是聚焦于一个更为宏大且深刻的议题：新一代信息处理技术的核心驱动力——集成电路设计中的低功耗与逻辑优化，以及支撑这些先进设计的现代CAD工具链所带来的革命性变革。 在摩尔定律的定律日渐趋缓，芯片性能提升愈发困难的当下，将每一焦耳的能量用在刀刃上，以极低的功耗实现强大的计算能力，已经成为摆在所有芯片设计者面前的严峻挑战，也正是通往未来计算的关键。本书所探讨的领域，正是应对这一挑战的基石。我们将深入剖析集成电路领域，特别是CMOS（互补金属氧化物半导体）工艺在低功耗设计中的核心地位。CMOS技术因其在静态功耗上的独特优势，成为了现代数字集成电路设计的首选工艺。然而，即使是CMOS，在追求极致性能的同时，其功耗的控制也并非易事。动态功耗、漏电功耗，以及由此引发的热量问题，无不考验着设计者的智慧。 本书将带领读者层层剥开低功耗CMOS电路设计的精髓。首先，我们会从逻辑设计的角度出发，探讨如何在电路的最高抽象层面就开始融入低功耗的理念。这包括逻辑门级别的功耗优化技术，例如如何通过选择更优的逻辑结构来减少开关次数，从而降低动态功耗。我们会分析不同逻辑函数的实现方式对功耗的影响，以及如何利用布尔代数和卡诺图等工具进行逻辑简化。更进一步，我们将深入到架构层面的低功耗设计策略。这涉及到时钟门控（Clock Gating）等技术，通过精确控制时钟信号的传播，仅激活必要的电路单元，从而显著减少不必要的动态功耗。我们还将探讨电源门控（Power Gating），即在不使用的电路模块上切断电源，最大限度地降低漏电功耗。这些技术并非空中楼阁，而是经过无数次实践检验的、切实有效的手段。 除了微观的门级和宏观的架构级优化，数据路径和存储器的低功耗设计也是本书关注的重点。数据在处理器内部的流动，以及数据的存储和读取，是功耗的重要来源。我们会分析数据编码（Data Encoding）技术，例如格雷码（Gray Code）在某些应用中如何减少位翻转，从而降低动态功耗。对于内存单元，低功耗 SRAM 和 DRAM 的设计原理，以及数据压缩和缓存策略在降低功耗方面的作用，都将得到深入的探讨。 然而，低功耗设计并非独立于性能和面积的。在实际的芯片设计中，设计者需要在性能、功耗和面积（PPA）之间寻求最佳的平衡。本书将强调权衡（Trade-off）的重要性。例如，一些提高性能的设计可能伴随着功耗的增加，反之亦然。理解这些权衡，并能够根据具体的应用场景做出明智的选择，是优秀低功耗CMOS电路设计者的必备素质。 要实现如此复杂且精密的低功耗设计，现代计算机辅助设计（CAD）工具扮演着至关重要的角色。CAD工具不再是简单的电路图绘制软件，而是集成了先进算法和庞大知识库的智能化设计平台。本书将揭示这些强大的CAD工具链是如何赋能低功耗CMOS电路设计的。 从逻辑综合（Logic Synthesis）开始，CAD工具能够根据高层次的行为描述（如Verilog或VHDL）自动生成优化的门级网表。在这一过程中，高级综合工具可以利用各种优化算法，智能地选择最优的逻辑单元，并自动执行逻辑简化和门控策略，从而在设计初期就奠定低功耗的基础。物理设计（Physical Design）是另一项关键环节，它包括布局（Placement）和布线（Routing）。CAD工具在这一阶段通过精巧的算法，将逻辑门和互连线放置在芯片的物理版图上，同时考虑时序、功耗和面积的约束。例如，智能的布线算法可以识别并最小化长线效应，减少信号线的电容，从而降低动态功耗。时序分析（Timing Analysis）和功耗分析（Power Analysis）工具是低功耗设计过程中不可或缺的伴侣。这些工具能够精确地预测芯片在不同工作模式下的时序表现和功耗消耗，为设计者提供关键的反馈信息，以便及时进行迭代优化。形式验证（Formal Verification）技术，特别是针对功耗属性的形式验证，也逐渐成为确保设计正确性和低功耗目标的重要手段。 此外，本书还将探讨高级功耗建模（Advanced Power Modeling）和仿真（Simulation）技术。在物理层面，CMOS器件的漏电和动态功耗受到工艺参数、工作电压、温度等多种因素的影响。先进的功耗模型能够更准确地捕捉这些物理效应，而高效的仿真器则能够快速地验证设计在不同条件下的功耗表现。机器学习和人工智能在CAD工具中的应用，也正在为低功耗设计带来新的突破。通过分析海量的设计数据，AI可以学习到更优的设计模式和优化策略，从而提升设计效率和功耗性能。 本书所涵盖的范畴，不仅仅是理论知识的堆砌，更是对工程实践和前沿研究的深入洞察。我们将探讨低功耗设计在不同应用领域的挑战与机遇。例如，在移动设备领域，续航能力是生命线，对低功耗的需求尤为迫切；在高性能计算和数据中心，降低能耗不仅关乎成本，更是能源效率和可持续发展的关键；而在物联网设备中，许多设备需要长期在电池供电下运行，低功耗是其可行性的根本保证。 总而言之，本书所探讨的低功耗CMOS电路设计，从逻辑优化的微观细节到架构层面的宏观策略，再到支撑这一切的智能化CAD工具链的革命性力量，共同构成了新一代信息处理技术发展的核心驱动力。理解并掌握这些知识，对于任何致力于在集成电路设计领域有所建树的工程师、研究者以及对未来科技充满好奇的读者而言，都将打开一扇通往无限可能的大门。它不仅仅是关于“如何设计”，更是关于“如何以更可持续、更高效的方式驱动未来的数字世界”。

评分☆☆☆☆☆

说实话，选择这本书主要还是冲着它在“CAD工具”方面的论述去的。现在电路设计越来越依赖自动化工具链，如果不能熟练运用EDA软件进行功耗仿真和优化，设计效率会大打折扣。我希望能看到书中具体介绍主流的功耗分析工具（比如某些知名的商业软件或开源工具）是如何与低功耗设计流程集成的。比如，如何设置仿真参数来准确预测静态和动态功耗，以及如何利用工具的反标注功能来迭代优化电路结构。我希望它不是那种只停留在理论介绍的书，而是能提供清晰的、可操作的步骤指南，最好能附带一些练习或示例项目，让我能边学边练。现在市面上很多书只讲电路原理，对软件层面的讲解往往一笔带过，这本书如果能在这方面有深入的剖析，那它对我的价值就不可估量了。这本教材的定位似乎非常精准地填补了这一市场空白。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计实在是太吸引人了，那种深沉的蓝色调配上简洁的字体，一看就让人觉得内容非常专业和严谨。我之前在网上看到这本书的介绍，说它深入浅出地讲解了低功耗CMOS电路的设计原理，尤其是在逻辑设计和CAD工具应用方面的结合，这对我这个正在进行毕业设计，需要优化电路功耗的学生来说，简直是雪中送炭。我特别关注那些关于亚阈值电路和动态功耗优化的章节，希望能从中找到一些实用的技巧，避免在实际工作中走弯路。这本书的作者团队看起来资历很深，相信他们对这个领域的理解一定非常透彻，能够把那些复杂的理论用清晰易懂的方式呈现出来，而不是堆砌公式和晦涩的术语。我希望能通过这本书，不仅掌握理论基础，更能学会如何利用现代EDA工具来实现高效的低功耗设计流程，这对提升我的工程实践能力大有裨益。从目前的体验来看，这本书的排版和印刷质量都很不错，阅读起来非常舒适，希望接下来的内容也能保持这种高质量的水准。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计虽然传统，但内页的图表制作水平相当高，线条清晰，层次分明，这对于理解复杂的时序图和电路结构至关重要。我发现书中对特定低功耗技术（比如多电压域设计、自适应体偏置等）的讲解非常系统化，似乎是从原理推导到应用实例都有完整的逻辑链条。我主要关注的是如何在高可靠性要求的领域（比如医疗电子或工业控制）应用这些低功耗技术，如何在保证稳定性和寿命的前提下尽可能降低待机功耗。我希望书中能提供针对不同应用场景的功耗优化权衡模型，帮助读者在特定约束条件下做出最优解。这本书给我的感觉是，它不仅传授知识，更是在塑造一种系统化的、面向优化的设计思维，这比单纯的技术点罗列更有价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格初读之下，感觉非常严谨且学术化，适合有一定数字电路基础的读者进行深入研究。我特别欣赏它对底层物理机制的追根究底，比如MOS管的漏电流是如何在不同工作状态下变化的，以及这些微观层面的变化如何累积成宏观的系统功耗。这种对细节的把控，让我相信作者在编写过程中是下了大功夫的，不是简单地对现有资料进行整合。对于我这种喜欢刨根问底的人来说，能够理解“为什么”比单纯知道“怎么做”更为重要。我希望它能深入探讨先进的封装技术和集成工艺对低功耗设计带来的新挑战和新机遇。如果能结合最新的半导体行业发展趋势来阐述设计策略，那么这本书的生命力就会更强，不会很快过时。整体来看，它更像是一本供专业人士参考的工具书，而非入门读物。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书的时候，我的第一感觉是它真的很“厚重”，那种沉甸甸的感觉就代表着知识量的扎实。我最近正在准备一个关于移动设备电源管理芯片的研发项目，对如何在外设接口和关键逻辑模块中实现极致的低功耗控制非常头疼。这本书的目录浏览下来，感觉覆盖面很广，从基础的晶体管级别功耗分析，到系统级的功耗预算和管理策略，都有涉及。我尤其期待它能详细阐述一些先进的工艺节点下，如何平衡性能与功耗之间的取舍，例如时钟门控、电源门控这些高级技巧的具体实现细节。如果书中能提供一些真实的案例分析，对比不同设计方案带来的功耗节省效果，那就太棒了。毕竟，理论学习很重要，但能指导实际操作的经验分享才是王道。我对它能提供的那种“一线工程师”的实战经验抱有极高的期望，希望能从中汲取力量，攻克项目中的技术难关。