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目录 1

第一章 MOS器件及电路 1

1.1 MOS晶体管 1

1.2 标准倒相器 6

1.3 倒相器的延迟 13

1.4 寄生效应 15

1.5 驱动大电容负载的情况 16

1.6 面积与时间的关系 18

1.7 标准的与非及或非逻辑电路 20

1.8 超级缓冲器 23

1.9 对电学参数的进一步考察 25

1.10 耗尽型上拉管与增强型上拉管的关系 27

1.11 另一种形式的逻辑电路的延迟 30

1.12 由传递晶体管耦合的倒相逻辑的上拉管对下拉管的尺寸比值 33

1.13 传输时间及时钟周期 35

1.14 交叉耦合电路的性质 36

1.15 一种形象化说明MOS晶体管性能的流体模型 40

1.16 按比例缩小MOS电路及系统的尺寸带来的影响 45

参考文献 50

第二章 集成系统的制作 52

2.1 制图 53

2.2 作图技术的尺寸问题 57

2.3 硅栅n沟MOS工艺 57

2.4 成品率统计 61

2.5 小尺寸工艺技术 63

2.6 设计规则 64

2.7 电学参数 69

2.8 导体中的电流限制 71

2.9 对某些细节的进一步考察 72

2.10 工艺的选择 76

参考文献 81

第三章 系统结构的数据流和控制流 82

3.1 引言 82

3.2 标记方法 85

3.3 两相时钟 87

3.4 移位寄存器 88

3.5 不同程度的抽象化 91

3.6 动态寄存器的实现 94

3.7 一个子系统的设计 96

3.8 寄存器到寄存器的传送 101

3.9 组合逻辑 103

3.10 可编程序逻辑阵列 107

3.11 有限状态时序机 111

3.12 向结构式设计方法的方向发展 119

参考文献 121

第四章 集成系统设计的实现： 从电路布局到图案形成，再到硅片制作 122

4.1 引言 123

4.2 作图与硅片制备 125

4.3 使用符号布局设计语言进行人工布局及数字化 131

4.4 一种人机交互式的布局设计系统 144

4.5 加州理工学院的描述LSI布局设计的中间格式 151

4.6 多项目芯片 168

4.7 未来的作图与硅片制备技术 180

参考文献 188

第五章 LSI计算机系统概论和OM2数据通道芯片 190

设计 190

5.1 引言 190

5.2 加州理工学院的OM设计项目 191

5.3 系统概述 192

5.4 数据通道的全部结构 195

5.5 运算器 196

5.6 运算器寄存器 203

5.7 总线 205

5.8 桶式高速移位器 206

5.9 寄存器阵列 214

5.10 与外部的信息通讯 217

5.11 数据通道的控制操作编码 219

5.12 OM 2数据通道芯片功能说明 221

第六章 系统控制器的结构和设计以及OM2控制器芯片的设计 238

6.1 引言 238

6.2 一些可采用的控制结构 239

6.3 存贮程序计算机 243

6.4 微程序控制 252

6.5 OM 2控制器芯片的设计 257

6.6 控制器操作举例 267

6.7 关于经典的存贮程序机的一些想法 273

参考文献 275

第七章 系统定时 276

7.1 第三维度 276

7.2 同步系统 279

7.3 时钟分配 290

7.4 时钟产生 296

7.5 同步失效 300

7.6 自动定时系统 307

7.7 自动定时信号制 320

7.8 自动定时元件 323

参考文献 332

第八章 高并行系统 334

8.1 引言 334

8.2 常规计算机中的通讯和并行 335

8.3 用于VLSI处理机阵列的算法 344

8.4 层次组织的机器 370

8.5 总通讯的高并行结构 398

8.6 未来的任务 419

参考文献 420

第九章 计算系统物理学 423

9.1 数字系统 424

9.2 电压极限 434

9.3 电荷的离散性 436

9.4 量子力学系统中的瞬变 437

9.5 不可逆性 443

9.7 热极限 455

9.8 量子极限 456

9.9 两种技术—一个例子 458

9.10 计算的复杂性 464

9.11 计算的熵观点 465

9.12 结论 471

参考文献 471