航空专用集成电路 设计理论与工程实践PDF电子书下载

第1章 航空专用集成电路导论 1

1.1 微电子技术及发展 1

1.1.1 概述 1

1.1.2 微电子技术及发展 5

1.2 航空微电子技术及专用集成电路 18

1.2.1 航空电子系统与微电子技术 19

1.2.2 航空电子核心集成电路和元器件 22

1.2.3 航空专用集成电路设计技术 30

1.2.4 航空专用集成电路 32

1.3 航空微电子国内外产业概述 34

第2章 机载总线网络及专用集成电路 37

2.1 总线及网络技术基础 37

2.1.1 总线技术概述 37

2.1.2 网络技术概述 40

2.2 机载总线网络技术及发展 45

2.2.1 机载总线网络技术概述 45

2.2.2 机载总线网络技术发展 48

2.3 ARINC429总线 49

2.3.1 ARINC429总线拓扑结构 49

2.3.2 ARINC429协议概述 50

2.3.3 ARINC429总线通信控制 52

2.3.4 ARINC429总线专用集成电路及产品 52

2.4 CAN总线 53

2.4.1 CAN总线拓扑结构 53

2.4.2 CAN总线协议概述 53

2.4.3 CAN总线通信控制 55

2.5 ARINC629总线 58

2.5.1 ARINC629总线拓扑结构 58

2.5.2 ARINC629协议概述 59

2.5.3 ARINC629总线通信控制 60

2.6 MIL-STD-1553B总线 61

2.6.1 MIL-STD-1553B总线拓扑结构 61

2.6.2 MIL-STD-1553B协议概述 62

2.6.3 MIL-STD-1553B总线专用集成电路及产品 67

2.7 MIL-STD-1773总线 68

2.7.1 MIL-STD-1773总线拓扑结构 68

2.7.2 MIL-STD-1773协议概述 69

2.8 ARINC659总线 70

2.8.1 ARINC659总线拓扑结构 70

2.8.2 ARINC659协议概述 71

2.8.3 ARINC659总线协议芯片简介 74

2.8.4 ARINC659总线协议芯片相关产品 76

2.8.5 ARINC659总线配置工具 77

2.9 Mil-1394b总线 77

2.9.1 1394总线发展 77

2.9.2 Mil-1394b总线特点 78

2.9.3 Mil-1394b总线协议概述 79

2.9.4 Mil-1394总线拓扑结构 81

2.9.5 Mil-1394b总线专用集成电路及产品 85

2.10 AFDX网络 86

2.10.1 AFDX网络拓扑结构及组成 87

2.10.2 AFDX网络协议 89

2.10.3 AFDX网络专用集成电路及产品 96

2.10.4 AFDX网络应用 96

2.11 光纤信道 96

2.11.1 光纤信道拓扑结构 97

2.11.2 光纤信道协议 99

2.11.3 光纤信道专用集成电路及产品 109

2.11.4 光纤信道技术在航空机载网络中的应用 109

2.12 ARINC818总线 112

2.12.1 ARINC818拓扑结构 112

2.12.2 ARINC818协议概述 112

2.13 TTP总线 114

2.13.1 TTP总线拓扑结构 114

2.13.2 TTP总线协议概述 115

2.14 TTE网络 117

2.14.1 TTE网络构件 117

2.14.2 TTE网络拓扑结构 118

2.14.3 TTE网络协议概述 119

2.15 机载总线／网络技术比较与分析 121

第3章 航空专用集成电路设计技术 124

3.1 专用集成电路技术 124

3.1.1 概述 124

3.1.2 ASIC设计与实现的关键技术 124

3.1.3 ASIC技术的发展趋势 127

3.2 系统级芯片技术（SoC） 127

3.2.1 概述 127

3.2.2 SoC设计及实现关键技术 129

3.2.3 SoC技术在军事及航空领域的应用 148

3.2.4 SoC技术发展趋势及面临的挑战 148

3.3 微机电系统技术 151

3.3.1 概述 151

3.3.2 MEMS器件分类 152

3.3.3 MEMS设计及实现关键技术 153

3.3.4 MEMS技术在航空航天领域的应用 155

3.3.5 MEMS技术的现状 156

3.4 多芯片组件（MCM） 156

3.4.1 概述 156

3.4.2 MCM特点 156

3.4.3 MCM分类 157

3.4.4 MCM设计及实现关键技术 158

3.4.5 MCM技术在航空领域的应用 165

3.4.6 MCM技术的现状与发展趋势 165

3.5 系统级封装技术（SiP） 166

3.5.1 概述 166

3.5.2 SiP设计及实现关键技术 166

3.5.3 SiP技术在航空领域的应用 168

第4章 航空离散量转换的ASIC小型化设计与实现 170

4.1 概述 170

4.2 应用背景 171

4.2.1 离散量的应用领域 171

4.2.2 常规离散量的处理方式 171

4.2.3 离散量信号的环境和电气特性要求 174

4.2.4 离散量信号采集系统的共性要求 175

4.2.5 常规离散量处理的局限性 176

4.3 离散量转换单片解决方案 177

4.3.1 离散量数字接口芯片功能规划 178

4.3.2 离散量数字接口芯片设计流程 178

4.4 离散量数字接口芯片系统设计 180

4.4.1 离散量处理 180

4.4.2 离散量数字接口芯片系统架构设计 180

4.5 离散量数字接口芯片设计与验证 183

4.5.1 模块设计 183

4.5.2 离散量数字接口芯片验证 194

4.6 离散量数字接口芯片物理设计 196

4.6.1 设计工具 196

4.6.2 布局规划 196

4.6.3 版图绘制 196

4.6.4 物理设计检查 197

4.6.5 离散量数字接口电路版图 199

4.7 芯片封装 199

4.8 离散量数字接口芯片功能验证及系统应用方案 199

4.8.1 GJB 181A耐受性测试 199

4.8.2 可靠性试验 201

4.8.3 ATE功能测试 201

4.8.4 系统板测试 201

4.8.5 DO-160F间接雷效应耐受性测试 203

4.9 离散量芯片的应用及方案比较 205

4.9.1 系统应用 205

4.9.2 离散量处理方案对比 205

4.10 小结 207

第5章 HKS1553BCRT设计与实现 208

5.1 HKS1553BCRT设计流程 208

5.2 HKS1553BCRT研制背景 208

5.3 HKS1553BCRT需求分析 210

5.4 HKS1553BCRT系统级设计 212

5.4.1 高速1553B传输指标体系研究 212

5.4.2 软硬件功能划分 231

5.4.3 软硬件接口定义 232

5.4.4 HKS1553BCRT硬件架构设计 240

5.4.5 HKS1553BCRT软件规划与设计 242

5.5 HKS1553BCRT逻辑级设计与验证 243

5.5.1 模块级设计及验证 243

5.5.2 集成互连 264

5.5.3 软硬件协同验证 266

5.6 HKS1553BCRT物理设计与验证 279

5.6.1 概述 279

5.6.2 物理设计策划 280

5.6.3 设计准备 281

5.6.4 逻辑综合 281

5.6.5 可测性设计 282

5.6.6 芯片版图规划 283

5.6.7 布局布线 286

5.6.8 等效性检查 287

5.6.9 静态时序分析 288

5.6.10 后仿真 289

5.6.11 总结 289

5.7 HKS1553BCRT封装、测试 290

5.7.1 封装 290

5.7.2 芯片测试 290

5.8 HKS1553BCRT样片功能验证及系统应用验证 291

5.8.1 基于样片的功能测试 293

5.8.2 协议符合性测试 293

5.8.3 系统应用验证 293

5.9 基于HKS1553BCRT芯片的系统应用解决方案 293

5.9.1 系统方案概述 293

5.9.2 最小系统设计 296

5.9.3 配套软件设计 296

5.9.4 基于HKS1553BCRT的货架产品 304

5.10 小结 306

第6章 HKS664ES的设计与实现 307

6.1 AFDX网络协议及端系统应用概述 307

6.2 设计流程 309

6.3 系统级设计 309

6.3.1 协议解读 309

6.3.2 需求分析 311

6.3.3 系统架构设计 312

6.4 模块设计及仿真验证 316

6.4.1 IP／模块级设计与验证介绍 316

6.4.2 ARM922T处理器功能概述 319

6.4.3 PCI总线控制器设计与验证 320

6.4.4 以太网MAC设计与验证 326

6.4.5 中央控制单元设计与验证 330

6.5 IP／模块集成互连及验证 335

6.5.1 IP／模块集成互连概述 335

6.5.2 全局功能模块开发 336

6.5.3 HKS664ES集成互连 338

6.6 软硬件协同验证 339

6.6.1 软硬件协同验证策划 339

6.6.2 虚拟原型软硬件协同验证 347

6.6.3 FPGA原型软硬件协同验证 349

6.7 后端物理设计及验证 354

6.7.1 芯片特点分析 354

6.7.2 物理设计流程 355

6.7.3 可测试设计 356

6.7.4 版图布局布线 358

6.7.5 后仿真 359

6.7.6 SignOff检查验证 359

6.8 流片、封装、测试 359

6.8.1 概述 359

6.8.2 流片加工 359

6.8.3 封装 360

6.8.4 芯片测试 361

6.9 样片功能验证及系统应用验证 362

6.9.1 基于样片的板级测试验证 362

6.9.2 基于样片的协议符合性测试验证 363

6.9.3 基于样片的系统应用验证 368

6.10 基于HKS664ES芯片应用解决方案 370

6.10.1 概述 370

6.10.2 最小系统设计 371

6.10.3 配套软件设计 373

6.10.4 基于HKS664ES的货架产品 378

6.11 小结 384

第7章 智能多路串行接口MCM设计与实现 385

7.1 概述 385

7.2 智能多路串行接口模块概述 385

7.2.1 基本原理 385

7.2.2 系统组成 386

7.2.3 软件配置 388

7.3 智能多路串行接口MCM设计与验证 390

7.3.1 概述 390

7.3.2 智能多路串行接口MCM设计流程 390

7.3.3 智能多路串行接口MCM系统设计 392

7.3.4 智能多路串行接口MCM封装结构及基板设计 394

7.3.5 智能多路串行接口MCM热分析 395

7.3.6 智能多路串行接口MCM基板加工及MCM组装 397

7.3.7 智能多路串行接口MCM测试与验证 400

7.4 智能多路串行接口MCM关键技术 403

7.4.1 一体化封装外壳技术 403

7.4.2 电阻排芯片 404

7.4.3 带式炉多层陶瓷烧结技术 405

7.4.4 细线丝网印刷技术 406

7.5 总结 406

第8章 航空集成电路体系建设探索 407

8.1 概述 407

8.2 航空集成电路自主可控思考 408

8.3 航空集成电路体系规划 410

8.4 航空专用集成电路技术体系 412

8.4.1 概述 412

8.4.2 航空专用集成电路定义及产品顶层规划技术 412

8.4.3 集成电路设计技术 414

8.4.4 航空专用集成电路技术 449

8.5 航空集成电路研制质量保证体系 466

8.5.1 需求的获取、表征、实现及充分验证 467

8.5.2 设计实现过程中的可信性 468

8.5.3 HDL编码标准、代码质量及评测体系 469

8.5.4 技术状态管理 469

8.5.5 项目管理 470

8.5.6 外协加工质量控制 470

8.5.7 总结 471

8.6 航空集成电路可靠性体系 471

8.6.1 概述 472

8.6.2 航空集成电路的可靠性特性 473

8.6.3 航空集成电路的可靠性研究 473

8.7 小结 477

参考文献 478

附录 484