超大规模集成电路设计基础 系统与电路PDF电子书下载

目录 1

第一章　微电子学回顾及MOS技术概况 1

1.1　集成电路技术简介 1

1.2　集成电路时代 1

1.3　MOS技术和VLSI 2

1.4　基本MOS晶体管 5

1.5　增强型晶体管原理 8

1.6　耗尽型晶体管原理 9

1.7 nMOS制造工艺 9

1.8　CMOS工艺流程 13

1.9　工艺过程中的高温加工 19

1.10　电子束掩模的制作 20

1.11 小结 21

2.1 源-漏电流Ids与电压Vds的关系 22

第二章　MOS电路的基本电学特性 22

2.2　阈值电压Vt 26

2.3　晶体管跨导gm 28

2.4　品质因数ω0 29

2.5　传输晶体管 30

2.6　nMOS反相器 30

2.7 nMOS反相器驱动的nMOS反相器，其上拉管与下拉管电阻比率（Zp.u./Zp.d．）的确定 33

2.8 通过一个或一个以上传输晶体管驱动的nMOS反相器，其上拉管与下拉管的电阻比率 35

2.9 上拉管的其它形式 38

2.10 CMOS反相器 38

2.11 MOS晶体管电路模型 43

2.12 CMOS电路中的闩锁效应 44

2.13 练习 47

第三章 MOS电路设计过程 48

3.1 MOS器件的各层版图 48

3.2 棍图 48

3.3 设计规则和版图 54

3.4 关于设计规则的总说明 62

3.5 AWA OXCMOS工艺介绍 65

3.6 双层金属、单层多晶硅、2μm CMOS工艺 67

3.7 版图 68

3.8 练习 69

3.9 辅导练习1 69

第四章 基本的集成电路概念 71

4.1 薄层电阻 71

4.2 MOS晶体管和反相器中的薄层电阻 72

4.3 导电层的电容 75

4.4 电容的标准单位□Cg 76

4.5 某些层电容的计算方法 76

4.6 延迟单位τ 78

4.7 反相器的延迟 80

4.8 超级缓冲器、HMOS和天然晶体管 83

4.9 驱动大电容负载 88

4.10 传输延迟 90

4.11 连线的电容 92

4.12 导电层的选用 94

4.13 练习 96

第五章 子系统的线路设计和版图设计 99

5.1 系统设计方面的一些问题 99

5.2 开关逻辑 100

5.3 （可恢复完整信号的）逻辑门 102

5.4 结构式设计方法举例（关于组合逻辑线路的部分） 115

5.5 某些钟控时序电路 128

5.6 关于系统设计的其它问题 134

5.7 辅导练习2 138

第六章 MOS电路尺寸按比例缩小 141

6.1 比例因子α 141

6.2 电路功能对电路尺寸按比例缩小的限制 143

6.3 关于连线和接触孔按比例缩小的问题 146

6.4 CMOS电路按比例缩小后的闩锁效应 148

6.5 有关电路制造的一些问题 148

第七章 可编程逻辑阵列和有限状态机 150

7.1 关于组合逻辑电路的一些观念 150

7.2 简单组合逻辑电路的一些设计方案的比较 150

7.3 可编程逻辑阵列 154

7.4 有限状态机 158

7.5 辅导练习3 167

第八章 系统设计 169

8.1 总体考虑 169

8.2 举例说明设计过程 171

8.3 关于设计过程的总结 181

9.1 关于设计过程的评述 182

9.2 规整性（regularity） 182

第九章 继续举例说明设计过程 182

9.3 ALU子系统的设计 183

9.4 超前进位加法器 197

9.5 并行乘法器 198

9.6 练习 202

9.7 辅导练习4 202

第十章 存储器、寄存器和系统时序 204

10.1 关于系统的时序 204

10.2 常用的存储记忆单元 205

10.3 构造存储单元阵列 226

10.4 练习 236

10.5 辅导练习5 236

第十一章 设计中的实际问题及设计的基本规则 240

11.1 电路性能上的问题 240

11.2 再谈版图规划及版图设计 249

11.4 输入／输出（I/O）压焊块 252

11.3 四位处理器的版图设计 252

11.5 芯片面积 256

11.6 系统延迟的进一步分析 258

11.7 成功的设计应遵守的基本规则 263

11.8 关于设计流程的最后附言 274

11.9 本章的专门参考文献 274

第十二章 与VLSI设计有关的其它问题 275

12.1 设计方式和设计原则 276

12.2 与制造厂的接口 278

12.3 用于设计和模拟的CAD工具 281

12.4 生产前的设计验证 301

12.5 测试和可测性 304

12.6 结论 313

13.1 设计实例介绍 314

13.2 CMOS设计实例1——增／减量器 314

第十三章 CMOS设计实例 314

13.3 CMOS设计实例2——左／右、串／并移位寄存器 321

13.4 CMOS设计实例3——两个n位数比较器 328

13.5 总结 338

第十四章 未来的高速VLSI电路和系统 340

14.1 亚微米CMOS工艺 340

14.2 砷化镓VLSI技术 341

14.3 砷化镓电路的设计方法 356

14.4 GaAs MESFET以微米为单位的设计规则 360

14.5 器件模型与性能评估 363

14.6 GaAs门逻辑电路系列 368

14.7 超高速逻辑（VHSL）电路的设计 371

14.8 VLSI设计——决定性的因素 372

附录A AWA设计规则 374

附录B Orbit半导体公司设计规则 381

参考书目 398