发表于2024-11-12
书[0名0]: | 硬件架构的艺术:数字电路的设计方[0法0]与技术[按需印刷]|3769601 |
图书定价: | 59元 |
图书作者: | (印度)Mohit Arora |
出版社: | [1机1] 械工业出版社 |
出版日期: | 2014/3/25 0:00:00 |
ISBN号: | 9787111449393 |
开本: | 16开 |
页数: | 204 |
版次: | 1-1 |
作者简介 |
Mohit Arora现供职于Freescale半导体公司,任高级系统工程师。从2005年以来,他一直从事IP/SoC架构设计,负责设计和开发了面向众多市场的SoC产[0品0]。现在作为一[0名0]系统工程师,他的职责主要是参与产[0品0]的定义,规格书的撰写。他研发的产[0品0]既有面向中高端工业应用的MCU,也有面向消费电子市场的MPU。在加入Freescale公司之前,他曾经供职子安捷伦、意[0法0]半导体以及DCM等公司,专注于USB 2.0 PHY、PCI-Express、Infiniband和串行ATA协议等技术[0领0]域。他于2000年在印度NSIT(Netaji Subhas Institute of Tech[0no0]logy)获得电子与通信[0学0]士[0学0]位,他在[0国0]际[0学0]术刊物上发表了30多篇论文,并拥有串行链路方面的一项专利。李海东,杭州晟元芯片技术有限公司项目经理,曾先后供职于武汉集成电路设计工程技术有限公司,南京Richsilicon集成电路设计有限公司,Intel西安研发中心。他工作履历丰富,从事的工作几乎涉及数字电路设计的方方面面,如架构分析设计、RTL编码实现、功能验证、FPGA验证、可测性设计、形式验证以及与后端物理实现的交互等,拥有非常丰富的数字电路设计经验。来萍,毕业于南京电子器件研究所,担任工业和信息化部电子[0第0]五研究所研究员,电子[0学0][0会0][0会0]员,IEEE[0会0]员,广东省信息技术标准化技术委员[0会0]委员。承担过十几项电子元件可靠性科研项目,在电子产[0品0]可靠性[0领0]域拥有丰富的经验。主要技术研究方向包括:电子元器件失效分析,微波器件可靠技术及应用,集成电路静电放电检测与[0评0]价,电子产[0品0]制造过程中的静电防护技术等。 |
内容简介 |
《硬件架构的艺术:数字电路的设计方[0法0]与技术》揭示硬件架构的设计艺术,涵盖作者从事芯片设计行业十多年的经验和研究成果。本书共分9章,[0第0]1章介绍亚稳态的概念、量化方[0法0]和减少其影响的技术;[0第0]2章介绍同步设计的时钟技术,并提出可行的时钟方案以及系统复位策略。[0第0]3章介绍在设计中使用异步时钟或“处理多个时钟”时[0会0]出现的问题及解决方[0法0]。[0第0]4章介绍时钟分频器的各个方面和实现方[0法0]。[0第0]5章讲述低功耗设计技术,以减少动态和静态功耗。[0第0]6章介绍如何把流水线技术应用在处理器的设计中,从而提高性能;[0第0]7章讨论使用佳字节顺序的方[0法0];[0第0]8章阐述去抖动技术,以消除毛刺和噪声。[0第0]9章介绍电磁干扰的原理、规程、标准和认证,以及电磁干扰的影响因素和减少电磁干扰的方[0法0]。 |
目录 |
《硬件架构的艺术:数字电路的设计方[0法0]与技术》 译者序 前 言 [0第0]1章 亚稳态的世界1 1.1 简介1 1.2 亚稳态理论1 1.3 亚稳态窗口3 1.4 计算MTBF4 1.5 避免亚稳态5 1.5.1 使用多级同步器6 1.5.2 使用时钟倍频电路的多级同步器6 1.6 亚稳态测试电路7 1.7 同步器的类型8 1.8 亚稳态/综合性建议10 [0第0]2章 时钟和复位11 2.1 概述11 2.2 同步设计12 2.2.1 避免使用行波计数器12 2.2.2 门控时钟12 2.2.3 [0[0双0]0]边沿或混合边沿时钟13 2.2.4 用触发器驱动另一个触发器的异步复位端13 2.3 推荐的设计技术14 2.3.1 避免在设计中出现组合环路14 2.3.2 避免数字设计中的延迟链16 2.3.3 避免使用异步脉冲产生器16 2.3.4 避免使用锁存器17 2.3.5 避免使用[0[0双0]0]沿时钟20 2.4 时钟方案22 2.4.1 内部产生的时钟22 2.4.2 分频时钟24 2.4.3 行波计数器25 2.4.4 多路时钟25 2.4.5 同步时钟使能和门控时钟26 2.5 门控时钟方[0法0][0学0]28 2.5.1 不含锁存器的门控时钟电路28 2.5.2 基于锁存器的门控时钟电路30 2.5.3 门控信号32 2.5.4 重组数据路径以减少转换传播32 2.6 复位信号的设计策略32 2.6.1 用同步复位进行设计33 2.6.2 使用异步复位进行设计36 2.6.3 带异步复位和异步置位的触发器38 2.6.4 移除异步复位的问题39 2.6.5 复位同步器40 2.6.6 过滤复位毛刺41 2.7 控制时钟偏移42 2.7.1 短路径问题43 2.7.2 时钟偏移和短路径分析43 2.7.3 使时钟偏移小化45 参考文献49 [0第0]3章 处理多个时钟50 3.1 介绍50 3.2 多时钟域50 3.3 多时钟域设计的难题51 3.3.1 违背建立时间和保持时间52 3.3.2 亚稳态53 3.4 多时钟设计的处理技术53 3.4.1 时钟命[0名0][0法0]53 3.4.2 分块化设计54 3.4.3 跨时钟域54 3.5 跨时钟域57 3.5.1 同频零相位差时钟57 3.5.2 同频恒定相位差时钟58 3.5.3 非同频、可变相位差时钟59 3.6 握手信号方[0法0]63 3.6.1 握手信号的要求64 3.6.2 握手信号的缺点64 3.7 使用同步FIFO传输数据65 3.7.1 同步FIFO架构65 3.7.2 同步FIFO的工作方式66 3.8 异步FIFO(或[0[0双0]0]时钟FIFO)68 3.8.1 避免用二进制计数器实现指针69 3.8.2 使用格雷码取代二进制计数69 3.8.3 用格雷码实现FIFO指针72 3.8.4 FIFO满和FIFO空的产生76 3.8.5 [0[0双0]0]时钟FIFO设计79 参考文献82 [0第0]4章 时钟分频器83 4.1 介绍83 4.2 同步整数分频器83 4.3 具有50%占空比的奇数整数分频84 4.4 非整数分频(非50%占分比)86 4.4.1 具有非50%占空比的1.5倍分频86 4.4.2 4.5倍分频计数器的实现(非50%占空比)87 4.5 N分频的替换方[0法0]88 参考文献89 [0第0]5章 低功耗设计90 5.1 介绍90 5.2 功耗源90 5.3 在各设计抽象层次降低功耗91 5.4 系统级低功耗技术93 5.4.1 片上系统方[0法0]93 5.4.2 硬件/软件划分93 5.4.3 低功耗软件95 5.4.4 选择处理器96 5.5 体系结构级降低功耗技术97 5.5.1 高级门控时钟97 5.5.2 动态电压频率调节99 5.5.3 基于缓存的系统体系结构100 5.5.4 对数FFT体系结构100 5.5.5 异步(无时钟)设计100 5.5.6 电源门控102 5.5.7 多阈值电压105 5.5.8 多电压供电106 5.5.9 存储器电源门控106 5.6 在寄存器传输级降低功耗107 5.6.1 状态 [1机1] 编码和解码107 5.6.2 二进制数表示[0法0]108 5.6.3 门控时钟基础109 5.6.4 [0独0]热码多路器111 5.6.5 除掉多余的转换112 5.6.6 资源共享114 5.6.7 使用行波计数器来降低功耗114 5.6.8 总线反转117 5.6.9 高活跃度网络118 5.6.10 启用和禁用逻辑云119 5.7 寄存器级低功耗技术120 5.7.1 技术水平120 5.7.2 版图[0优0]化120 5.7.3 衬底偏压120 5.7.4 减少氧化层厚度121 5.7.5 多氧化层器件121 5.7.6 利用定制设计减小电容121 参考文献122 [0第0]6章 流水线的艺术123 6.1 介绍123 6.2 影响[0大0]时钟频率的因素124 6.2.1 时钟偏移125 6.2.2 时钟抖动125 6.3 流水线127 6.4 解释流水线——一个真实的例子129 6.5 来自于流水线的性能提高130 6.6 DLX指令集的实现133 6.7 流水线对吞吐率的影响137 6.8 流水线原理138 6.9 流水线冒险138 6.9.1 结构冒险139 6.9.2 数据冒险140 6.9.3 控制冒险143 6.9.4 其他风险144 6.10 ADC中的流水线——一个例子145 参考文献146 [0第0]7章 处理字节顺序147 7.1 介绍147 7.2 定义147 7.3 小端模式或[0大0]端模式:哪个更好149 7.4 处理字节顺序不匹配的问题151 7.5 访问32位存储器152 7.6 处理字节顺序不匹配153 7.6.1 保持数据完整性(数据不变)154 7.6.2 地址不变156 7.6.3 软件字节交换158 7.7 字节顺序中性代码159 7.8 字节顺序中性编码指南159 参考文献160 [0第0]8章 消抖技术161 8.1 简介161 8.2 开关行为162 8.3 开关种类163 8.4 消抖164 8.4.1 RC消抖164 8.4.2 硬件消抖电路168 8.4.3 软件消抖电路169 8.4.4 消抖指南171 8.4.5 在多重输入下消抖172 8.5 现有的解决方案173 [0第0]9章 电磁兼容性能设计指南175 9.1 简介175 9.2 定义175 9.3 电磁干扰理论及与电流和频率之关系177 9.4 电磁干扰的规程、标准和认证178 9.5 影响集成电路抗干扰性能的几个因素179 9.5.1 作为噪声源的微控制器179 9.5.2 影响电磁兼容性的其他因素180 9.5.3 噪声载体181 9.6 减少EMC/EMI的技术181 9.6.1 系统级技术182 9.6.2 板级技术184 9.6.3 微控制器级技术193 9.6.4 软件层级技术196 9.6.5 其他技术203 9.7 总结204 |
编辑推荐 |
阿罗拉编著的《硬件架构的艺术(数字电路的设计方[0法0]与技术)》的主要内容涉及时钟和复位、多时钟域设计、时钟分频器、低功耗设计技术、流水线技术、字节顺序、消抖技术和电磁兼容性等方面。绝[0大0]部分内容是进行数字设计时必然[0会0]接触到的。但也有一些技术在进行某些特殊部分设计时才[0会0]涉及,如消抖技术和电磁兼容性。[0第0]2章介绍同步设计的时钟技术,并提出了可行的时钟方案,此外也介绍了系统复位策略。[0第0]3章介绍多时钟设计的问题和处理方[0法0],几种可能的跨时钟域情况和跨时钟域数据传输方[0法0]等。[0第0]4章介绍奇数、偶数与小数分频电路的实现和[0优0]缺点。[0第0]5章介绍数字电路功耗来源,并分别从系统级、体系结构级、寄存器传输级和晶体管级提出一系列降低功耗的方[0法0]。[0第0]6章介绍流水线的基本原理。[0第0]7章说明小端和[0大0]端字节顺序的含义,并比较其[0优0]缺点和适用[0领0]域,以及在进行系统设计时处理使用不同字节顺序IP的方[0法0],此外介绍了字节顺序中性编码规则。[0第0]8章介绍典型的开关行为和软硬件消抖技术。[0第0]9章介绍电磁干扰的原理、规程、标准和认证,电磁干扰的影响因素及减少电磁干扰的方[0法0]。 |
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