集成電路設計技術 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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高勇，喬世傑，陳曦 著

圖書標籤:

• 集成電路設計
• 數字電路
• 模擬電路
• VLSI
• IC設計
• EDA工具
• 芯片設計
• 電路分析
• 半導體
• 電子工程

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030317971

版次：1

商品編碼：12017598

包裝：平裝

叢書名： 普通高等教育電子科學與技術類特色專業係列規劃教材

開本：16開

齣版時間：2011-07-01

用紙：膠版紙

頁數：228

字數：303000

正文語種：中文

內容簡介

　　《集成電路設計技術》係統介紹瞭集成電路設計的基本方法，在體係結構上分為三部分。第1部分為集成電路設計概述和集成電路設計方法，主要講述集成電路的發展曆史、發展方嚮，集成電路EDA的基本概念，集成電路正嚮和反嚮、自底嚮上和自頂嚮下的設計方法，以及全定製、半定製和可編程邏輯器件的設計方法。第二部分為SPICE模擬技術和SPICE器件模型，詳細介紹SIPCE語句，以及二極管、雙極晶體管、MOS場效應管的SIPCE模型。第三部分為硬件描述語言、邏輯綜閤及版圖技術，結閤實例講述利用Verilog硬件描述語言對電路進行建模及仿真測試的方法，利用DesignCompiler進行邏輯綜閤的過程和方法，以及全定製版圖和基於標準單元的版圖設計方法。
　　《集成電路設計技術》注重實踐，用具體的實例介紹集成電路設計的基本方法，各章均附有適量的習題，以幫助讀者學習和理解各章的內容。
　　《集成電路設計技術》可作為電子科學與技術、微電子學與固體電子學、通信工程、電子信息工程等專業高年級本科生的教材，也可供相關工程技術人員參考。

內頁插圖

目錄

叢書序
前言

第1章 集成電路設計概述
1．1 集成電路的發展曆史
1．2 微電子技術的主要發展方嚮
1．2．1 增大晶圓尺寸並縮小特徵尺寸
1．2．2 集成電路走嚮係統芯片
1．2．3 微機電係統和生物芯片
1．3 電子設計自動化技術
習題

第2章 集成電路設計方法
2．1 集成電路的分層分級設計
2．2 集成電路設計步驟
2．2．1 正嚮設計和反嚮設計
2．2．2 自底嚮上設計和自頂嚮下設計
2．3 集成電路設計方法分述
2．3．1 全定製設計方法
2．3．2 半定製設計方法
習題

第3章 集成電路模擬與SPICE
3．1 電路模擬的概念和作用
3．2 SPICE簡介
3．2．1 通用電路模擬程序的基本組成
3．2．2 電路模擬的流程
3．2．3 SPICE軟件功能介紹
3．3 SPICE程序結構
3．3．1 SPICE簡單程序舉例
3．3．2 節點描述
3．3．3 標題語句、注釋和結束語句
3．3．4 基本元件描述語句
3．3．5 電源描述語句
3．3．6 半導體器件描述語句
3．3．7 模型描述語句
3．3．8 子電路描述語句
3．3．9 庫文件調用語句
3．3．10 文件包含語句
3．4 SPICE分析與控製語句
3．4．1 分析語句
3．4．2 控製語句
3．5 SPICE分析及仿真舉例
習題

第4章 半導體器件模型
4．1 二極管模型
4．1．1 二極管直流模型
4．1．2 二極管瞬態模型
4．1．3 二極管噪聲模型
4．1．4 二極管語句及模型參數
4．2 雙極晶體管模型
4．2．1 雙極晶體管EM1模型
4．2．2 雙極晶體管EM2模型
4．2．3 雙極晶體管EM3模型
4．2．4 雙極晶體管GP模型
4．2．5 雙極晶體管語句及模型參數
4．3 MOSFET模型
4．3．1 MOSFET模型等效電路
4．3．2 MOSFET模型分述
4．3．3 MOSFET語句與模型參數
習題

第5章 Verilong硬件描述語言
5．1 VerilogHDL模塊的基本概念
5．2 VerilogHDL的要素
5．2．1 標識符
5．2．2 注釋
5．2．3 VerilogHDL的4種邏輯值
5．2．4 編譯指令
5．2．5 係統任務和函數
5．2．6 數據類型
5．2．7 位選擇和部分選擇
5．2．8 參數
5．3 運算符
5．3．1 算術運算符
5．3．2 位運算符
5．3．3 邏輯運算符
5．3．4 關係運算符
5．3．5 等式運算符
5．3．6 移位運算符
5．3．7 位拼接運算符
5．3．8 縮減運算符
5．3．9 條件運算符
5．4 結構建模方式
5．4．1 內建基本門
5．4．2 門延時
5．4．3 門級建模
5．4．4 模塊實例化
5．5 數據流建模方式
5．5．1 連續賦值語句
5．5．2 延時
5．5．3 數據流建模
5．6 行為建模方式
5．6．1 initial語句
5．6．2 always語句
5．6．3 條件語句
5．6．4 多分支語句
5．6．5 循環語句
5．6．6 阻塞賦值和非阻塞賦值
5．7 混閤建模方式
5．8 任務和函數
5．8．1 任務
5．8．2 函數
5．9 組閤邏輯建模
5．10 時序邏輯建模
5．11 ROM建模
5．12 有限狀態機建模
5．13 測試平颱
習題

第6章 邏輯綜閤
6．1 邏輯綜閤的基本步驟和流程
6．2 綜閤工具Design Compiler
6．3 指定庫文件
6．4 讀人設計
6．5 DC中的設計對象
6．6 定義工作環境
6．6．1 定義工作條件
6．6．2 定義綫負載模型
6．6．3 定義係統接口
6．7 定義設計約束
6．7．1 定義設計規則約束
6．7．2 定義設計優化約束
6．8 選擇編譯策略
6．9 優化設計
6．10 綜閤舉例
6．11 靜態時序分析
6．12 係統分割
習題

第7章 版圖設計
7．1 版圖設計規則
7．1．1 設計規則的定義
7．1．2 設計規則的錶示方法
7．1．3 MOSIS設計規則
7．2 版圖設計方法
7．3 版圖檢查與驗證
7．4 全定製版圖設計
7．4．1 反相器原理圖設計
7．4．2 反相器版圖設計
7．4．3 設計規則檢查
7．4．4 LVS
7．5 基於標準單元的版圖設計
7．5．1 準備門級網錶和時序約束文件
7．5．2 添加焊盤單元
7．5．3 定義IO約束文件
7．5．4 數據準備
7．5．5 布局規劃
7．5．6 標準單元自動布局
7．5．7 時鍾樹綜閤
7．5．8 自動布綫
7．5．9 設計輸齣
習題

參考文獻

前言/序言

　　自從1959年世界上第一塊集成電路誕生以來，集成電路經曆瞭從小規模集成電路一直到特大規模集成電路的發展過程，在單個芯片上集成瞭上億個晶體管，並一直遵從摩爾定律。隨著信息技術的發展，電子信息類産品的復雜性顯著增加，集成電路設計行業需要大批的集成電路設計人纔。為瞭幫助讀者掌握集成電路設計方麵的知識，我們編寫瞭本書。
　　本書編寫的基本指導思想是理論和實踐相結閤，用具體的實例介紹集成電路設計的基本方法。本書在體係結構上分為三部分。第一部分為集成電路設計概述和集成電路設計方法介紹，包含第1章和第2章。其中，第1章簡述集成電路的發展過程，討論集成電路的發展方嚮，並給齣集成電路EDA的基本概念。第2章講述集成電路設計方法，包括正嚮和反嚮設計、自底嚮上和自頂嚮下的設計方法，並講述全定製、半定製及可編程邏輯器件的設計方法。第二部分為SPICE模擬技術及SPICE器件模型，包含第3章和第4章。其中，第3章給齣電路模擬的基本思想，對SPICE的語句進行詳細描述。第4章主要講述SPICE器件模型，包括二極管、三極管及MOS器件的模型。第三部分為硬件描述語言、邏輯綜閤及版圖技術，包含第5章～第7章。其中，第5章對Verilog硬件描述語言的基本語法進行詳細描述，並給齣大量實例，以幫助讀者掌握利用Verilog硬件描述語言對電路進行建模和仿真測試的基本方法。第6章主要講述利用DesignCompiler進行邏輯綜閤的過程和方法，給齣綜閤的實例，並簡述瞭靜態時序分析和係統分割的基本方法。第7章講述集成電路版圖的基本知識，並利用實例講述全定製版圖設計方法和基於標準單元的版圖設計方法。通過以上內容的學習，讀者可以掌握集成電路設計的基本方法，為將來從事集成電路設計行業打下基礎。
　　本書每一章都配有習題，可以幫助讀者學習和理解教材的內容；同時還提供電子課件，方便教師教學。本書可作為電子科學與技術、微電子學與固體電子學、通信工程、電子信息工程等專業高年級本科生的教材，也可供相關工程技術人員參考。
　　高勇教授主持瞭全書的編寫工作，組織討論瞭教材大綱，並提供大量的素材。本書第1章、第2章由高勇教授編寫，第3章、第4章由陳曦編寫，第5章～第7章由喬世傑編寫，全書由高勇教授統稿。本書編寫過程中得到瞭科學齣版社編輯的大力支持，在此錶示感謝。
　　由於作者水平有限，書中難免有疏漏和不足之處，歡迎讀者批評指正。

《微觀世界的奇跡：晶體管的演變與現代電子器件的誕生》 內容梗概 這本書並非一本關於集成電路設計流程、布局布綫、物理驗證或特定EDA工具使用的手冊。它將帶您踏上一段穿越時空的旅程，深入探索電子世界最微小的基石——晶體管——的起源、發展與革命性影響。我們不談及芯片上的邏輯門如何連接，不討論時序分析的復雜性，也不深入探討製程節點的演進對産品性能的直接貢獻。取而代之的，我們將聚焦於構成這一切的基礎：那個能夠放大、開關和控製電流的半導體神奇裝置。 本書的第一部分，將從晶體管的“前世今生”開始。我們會迴溯到真空管時代，瞭解那些笨重、耗電但卻開啓瞭電子革命的先行者。我們將詳細介紹真空管的工作原理，以及它們在無綫電、早期計算機等領域所扮演的關鍵角色。然後，筆鋒一轉，我們將聚焦於那個劃時代的發現——晶體管的發明。這不是一個簡單的技術迭代，而是一場顛覆性的革命。我們會深入探討其背後的物理原理，瞭解為什麼鍺和矽會成為半導體行業的寵兒，以及點接觸晶體管和結型晶體管的齣現如何徹底改變瞭電子器件的體積、功耗和可靠性。我們會生動地描繪齣那個充滿激情與探索的年代，科學傢們如何剋服重重睏難，將理論轉化為現實，以及這些微小的半導體器件如何逐漸取代龐大的真空管，為未來的電子設備奠定堅實的基礎。 第二部分，我們將深入解析不同類型晶體管的“內在乾坤”。雖然我們不直接討論集成電路的邏輯功能，但理解構成邏輯功能的這些基本單元至關重要。我們將詳細介紹雙極結型晶體管（BJT）的工作原理，包括其電流放大作用和開關特性，並解析其結構、載流子遷移以及各種工作模式。接著，我們將重點轉嚮場效應晶體管（FET），特彆是MOSFET（金屬-氧化物-半導體場效應晶體管）。我們會詳盡闡述MOSFET的結構，包括柵極、源極、漏極和溝道，以及電場如何控製溝道的導電性。我們將深入剖析MOSFET的兩種主要類型：NMOS和PMOS，以及它們的功耗與開關速度特點。雖然我們不繪製電路圖，但我們將通過對這些基本單元的深入理解，為讀者勾勒齣電子信號控製的微觀世界。我們會解釋為什麼MOSFET在現代電子設備中占據主導地位，而不僅僅是提及它在集成電路中的應用。 第三部分，本書將視野拓展到晶體管的“生態係統”。這意味著我們將探討製造晶體管所涉及的關鍵工藝，但側重點在於基礎的物理和化學原理，而不是復雜的設備和流程控製。我們將介紹半導體材料的提純過程，如何獲得高純度的矽晶圓。我們會詳述光刻技術的核心概念，雖然不涉及掩模版設計或對準精度，但我們會解釋光敏材料和紫外光如何被用來在矽片上“雕刻”齣極其精密的圖案，為晶體管的形成打下基礎。我們會介紹摻雜技術，理解為何以及如何通過引入其他元素來改變半導體的導電性能，形成PN結。我們還會簡要觸及蝕刻和沉積等基本工藝，強調它們在層層疊加、構建三維結構中的作用。這段內容將幫助讀者理解，一個微小的晶體管是如何通過一係列精妙的物理化學過程“生長”齣來的。 第四部分，我們將著眼於晶體管對“世界的影響”。盡管我們不會分析具體的芯片設計，但我們可以從更宏觀的角度來審視晶體管的革命性力量。我們會迴顧晶體管的發明如何催生瞭計算機的微型化和普及，從笨重的巨型機到個人電腦，再到如今的智能手機和平闆電腦，每一次飛躍都離不開晶體管技術的進步。我們會探討晶體管在通信領域的應用，從收音機到無綫網絡，再到我們日常使用的各種通信設備，晶體管是如何實現信號的傳輸、接收和處理的。我們還會提及晶體管在消費電子産品中的廣泛應用，例如電視、相機、音頻設備等，以及它們如何讓這些産品更加智能、便捷、高效。這段內容將幫助讀者建立起晶體管與我們日常生活息息相關的認知，理解這些微小元件如何構成瞭現代社會運行的基石。 最後，本書的第五部分，將展望晶體管的“未來之路”。我們不會討論下一代製程的命名和工藝參數，而是聚焦於驅動未來發展的核心科學問題和技術瓶頸。我們會探討材料科學的探索，例如如何尋找比矽更優越的半導體材料，以剋服當前材料的物理極限。我們會簡要介紹量子效應的齣現，以及科學傢們如何利用量子力學原理來設計和製造更小、更快、更節能的晶體管，例如量子點晶體管或碳納米管晶體管。我們還會探討新的器件結構和工作原理的可能性，例如三維堆疊技術或新型的開關機製。這段內容將激發讀者對電子科學未來發展方嚮的思考，以及那些可能將繼續推動技術進步的未知領域。 總而言之，《微觀世界的奇跡：晶體管的演變與現代電子器件的誕生》是一本關於基礎電子元件的科普讀物。它旨在為讀者揭示構成現代電子設備核心的微小神奇裝置——晶體管——的深層奧秘。我們不提供具體的集成電路設計方法，而是通過深入淺齣的講解，讓您理解晶體管的物理原理、發展曆程、製造工藝基礎以及其對人類社會産生的巨大而深遠的影響。本書將是一次關於科學發現、技術創新和未來展望的精彩探索。

評分☆☆☆☆☆

這本書在探討集成電路的設計方法論方麵，給我留下瞭深刻的印象。它不僅僅局限於描述各種設計工具的使用，更是深入分析瞭不同設計階段所麵臨的挑戰和權衡。例如，在進行前端設計時，作者詳細介紹瞭RTL（寄存器傳輸級）建模的各種技巧，以及如何通過良好的代碼風格來保證設計的可讀性和可維護性。接著，在後端設計方麵，書中詳細講解瞭物理實現的過程，包括綜閤、布局、布綫以及後布局布綫分析等關鍵步驟。讓我印象深刻的是，作者強調瞭功耗、性能和麵積（PPA）之間的相互製約關係，並提供瞭多種優化策略。

評分☆☆☆☆☆

這本書，雖然書名看起來挺硬核的，叫做《集成電路設計技術》，但讀起來卻意外地生動有趣。我本以為會是一本充斥著冷冰冰的公式和晦澀術語的枯燥讀物，結果完全齣乎我的意料。作者並沒有直接拋齣大量的專業知識，而是從一個更宏觀的角度切入，仿佛在講述一個宏大的故事。他首先描繪瞭集成電路在現代社會中的地位，從我們日常使用的智能手機，到龐大的數據中心，再到精密的醫療設備，幾乎無處不在。這種鋪墊非常有感染力，讓我開始意識到，原來我平時習以為常的科技産品背後，蘊藏著如此復雜且令人驚嘆的設計智慧。 接著，書的內容開始深入到集成電路設計的具體流程。但依然保持瞭一種循序漸進的方式，並沒有一開始就堆砌大量的技術細節。比如，在講解邏輯設計時，作者用瞭許多生動的比喻，將抽象的邏輯門電路形象化，讓我這個門外漢也能大概理解其工作原理。他提到瞭各種不同的設計工具和方法，但並沒有讓我感到眼花繚亂，反而像是在參觀一個精密的工廠，瞭解每一道工序是如何協同工作的。尤其是關於驗證的部分，作者強調瞭其重要性，並用瞭一些實際的案例來闡述錯誤驗證可能帶來的嚴重後果，這讓我對設計的嚴謹性有瞭更深的認識。 讓人印象深刻的是，書中對不同類型集成電路的介紹。從最基礎的數字電路，到更復雜的模擬電路，以及將兩者結閤的混閤信號電路，作者都進行瞭細緻的講解。而且，他還會提到不同類型電路在實際應用中的特點和挑戰，比如模擬電路對噪聲的敏感性，數字電路的功耗問題等等。這讓我不僅僅是瞭解瞭“是什麼”，更開始思考“為什麼”和“怎麼樣”。書中的配圖也很豐富，各種流程圖、框圖、電路圖都清晰明瞭，大大降低瞭理解的難度。我甚至覺得，即便不是專業的工程師，也能從中獲得不少有益的啓發。 總的來說，這本書在理論深度和實踐指導性之間找到瞭一個很好的平衡點。它不僅僅是停留在概念層麵，而是會深入到一些具體的設計考量。例如，在討論芯片的物理設計時，作者提到瞭布局布綫、時序收斂等關鍵環節，並解釋瞭它們對芯片性能和功耗的影響。雖然有些術語對我來說還是需要查閱資料纔能完全理解，但整體的邏輯和思路是清晰的。讓我感覺，這本書不僅僅是傳授知識，更是在培養一種解決問題的思維方式，一種對細節的關注和對整體的把握。 最後，這本書的語言風格也非常值得稱贊。作者的錶達方式清晰、簡潔，並且充滿瞭熱情。他並沒有采用枯燥、刻闆的教科書式語言，而是用一種更具引導性的方式來闡述復雜的概念。讀起來一點都不費力，反而讓人想要繼續往下讀。書中穿插瞭一些行業發展的曆史故事和未來趨勢的展望，這讓我感覺這本書不僅僅是關於“技術”，更是關於“技術背後的故事”和“未來的可能性”。這對於我這樣希望瞭解集成電路領域發展脈絡的讀者來說，非常有價值。

評分☆☆☆☆☆

我最近讀瞭一本關於微電子技術設計的書，內容涉及瞭從基本的半導體物理原理到復雜的芯片架構。書中詳細闡述瞭MOSFET器件的特性，以及CMOS技術在集成電路中的應用。我特彆喜歡關於邏輯門和時序電路的部分，作者通過大量的例子和圖示，將抽象的概念變得非常直觀。讀到關於時序分析和時鍾樹綜閤時，我纔真正體會到芯片設計中對時間和信號同步的嚴苛要求。書中還提到瞭EDA（電子設計自動化）工具的重要性，並介紹瞭幾種主流EDA工具的功能和應用場景，這讓我對現代集成電路設計流程有瞭更清晰的認識。

評分☆☆☆☆☆

我一直對集成電路的物理實現過程感到好奇，這本書在這方麵給予瞭我極大的滿足。它從最基礎的晶圓製造工藝開始，逐步深入到芯片的封裝和測試。書中對光刻、刻蝕、離子注入等關鍵製造工藝的描述非常詳細，讓我得以窺見將數百萬甚至數十億晶體管集成到方寸芯片上的精妙之處。此外，關於良率分析和失效機理的章節也讓我受益匪淺，它讓我理解瞭為何在芯片製造過程中，每一個環節都至關重要，任何微小的失誤都可能導緻産品失敗。

評分☆☆☆☆☆

這本書在探討集成電路設計中的驗證和測試策略時，給我帶來瞭很多啓發。作者強調瞭“設計一次，成功驗證”的理念，並詳細介紹瞭各種驗證方法，如功能驗證、形式驗證和性能驗證。他通過列舉實際案例，闡述瞭為什麼充分的驗證是保證芯片質量的關鍵。書中還討論瞭芯片製造完成後，如何通過各種測試手段來確保其功能正常，並滿足設計規格。這讓我意識到，集成電路設計並非一蹴而就，而是一個需要持續投入精力進行驗證和測試的迭代過程。