现代电子设计方法教程PDF电子书下载

目录 1

第1章 概论 1

1.1 概论 1

1.2 电子设计方法的发展历程 3

1.3 EDA工程概念 5

1.3.1 EDA工程的实现载体 5

1.3.2 EDA工程的设计语言 5

1.4 EDA工程的基本特征 6

1.5 集成电路设计方法 8

1.5.1 全定制设计方法 8

1.5.2 符号法版图设计 9

1.5.3 半定制设计方法 10

1.5.5 不同集成电路设计方法的比较 11

1.5.4 可编程器件设计方法 11

1.6 EDA工程的范畴 12

1.6.1 EDA工程的硬件产品设计方法 12

1.6.2 EDA工程的软件工具设计方法 13

1.6.3 EDA工程的应用范畴 13

1.7 EDA工程的设计流程 14

1.8 EDA工程和微电子技术 15

1.8.1 EDA工程学科与微电子技术的关系 15

1.8.2 计算机学科与微电子结合诞生新的技术 17

本章习题 18

第2章 EDA工程理论基础 19

2.1 现代电子设计概念 19

2.2 系统建模 19

2.2.1 数字电子系统模型 19

2.2.2 模拟器件的建模 21

2.2.3 优化设计 22

2.3 高层次综合 24

2.3.1 高层次综合概述 24

2.3.2 高层次综合的范畴 25

2.4 故障测试 28

2.4.1 概述 28

2.4.2 故障模型 29

2.4.3 故障仿真 30

2.4.4 信号完整性仿真 31

2.5 功能仿真 32

2.5.1 仿真的概念 32

2.5.2 仿真的层次 33

2.5.3 仿真系统的组成 33

2.6 形式验证 34

2.6.1 形式验证基本方法 35

2.6.2 形式验证的HDL方法 36

2.6.3 在深亚微米设计中进行形式验证 37

2.6.4 硬／软件并行设计与SOC验证 39

本章习题 43

第3章 现代电子设计方法 44

3.1 IC设计描述法 44

3.1.1 集成电路设计的描述方法 44

3.1.2 行为描述法 45

3.2 IP复用方法 47

3.2.1 问题的提出 47

3.2.2 软IP核与硬IP核 50

3.2.3 设计复用方法 51

3.2.4 基于IP模块的设计技术 54

3.2.5 硬件参数提取，提高IP利用率 56

3.3.1 ASIC设计概述 57

3.3 ASIC设计法 57

3.3.2 用可编程逻辑器件设计ASIC的方法 58

3.3.3 用门阵列设计ASIC的方法（半定制法） 60

3.3.4 用标准单元设计ASIC（半定制法） 65

3.4 超大规模集成电路（VLSI）设计方法 66

3.5 以集成平台为基础的设计方法 67

3.5.1 集成平台的概念 67

3.5.2 集成平台的结构 68

3.5.3 集成平台的发展 69

3.6 集成系统设计方法 70

3.6.1 片上系统概念 70

3.6.2 片上系统的一般设计方法 71

3.6.3 片上系统的分层设计方法 72

3.6.4 可编程系统芯片的设计 75

3.6.5 片上系统的测试方法 79

3.6.6 片上系统的设计实例 83

3.6.7 片上系统设计的关键问题 88

3.6.8 系统芯片设计技术展望 90

3.7 EDA工程集成设计环境 96

3.7.1 EDA工程的框架结构 96

3.7.2 集成设计环境的概念 100

3.7.3 趋向集成化的EDA工具平台 101

3.8 虚拟器件协同设计环境 104

3.8.1 VCC的功能 105

3.8.2 设计流程 105

3.8.3 行为级建模 106

3.8.4 结构级建模 106

3.8.5 结构映射 107

3.9.1 软／硬件协同设计语言 108

3.9 软／硬件协同设计方法 108

3.8.6 系统级设计的实现 108

3.9.2 软／硬件划分的问题 109

3.9.3 软／硬件协同设计工具 111

3.10 EDA工程的分层设计方法 115

3.11 网上设计方法 115

3.11.1 网上设计环境 115

3.11.2 远程IC设计环境 116

本章习题 118

第4章 VHDL语言 119

4.1 概述 119

4.1.1 标识符 120

4.1.2 对象 121

4.1.3 数据类型 124

4.1.4 运算符 131

4.2 VHDL程序基本结构 133

4.2.1 实体的组织和设计方法 134

4.2.2 结构体 137

4.2. 3 结构体的三种描述方法 139

4.2.4 结构体的三种子结构设计方法 141

4.3 VHDL程序设计 146

4.3.1 并行语句 146

4.3.2 顺序语句 157

4.4 层次化设计方法 161

4.4.1 库 162

4.4.2 程序包 164

4.4.3 子程序 168

4.4.4 文件输入／输出程序包TEXTIO 175

4.5.1 构造元件 178

4.5 元件例化 178

4.5.2 构造程序包 185

4.5.3 构造元件库 186

4.5.4 元件的调用 187

4.6 组合电路设计 189

4.6.1 编码器、译码器及选择器电路 189

4.6.2 运算器的设计 194

4.7 时序电路设计 196

4.7.1 时钟边沿的描述 196

4.7.2 时序电路中复位信号Reset的VHDL描述方法 197

4.8 VHDL设计综合 200

4.8.1 逻辑综合概述 200

4.8.2 设计实现 201

4.8.3 面向CPLD器件的实现 203

本章习题 207

第5章 可编程器件 208

5.1 可编程器件概述 208

5.2 可编程技术方法 208

5.2.1 编程技术 209

5.2.2 发展趋势 210

5.3 可编程器件的分类 211

5.4 复杂的可编程器件 213

5.5 现场可编程逻辑门阵列 216

5.5.1 FPGA和CPLD器件的差异 216

5.5.2 设计应用 217

5.6 可配置计算逻辑阵列 221

5.7 可编程专用集成电路 223

5.7.1 ASIC和可编程ASIC的概念 223

5.7.3 设计问题和存在的局限 226

5.7.2 用FPGA设计ASIC的方法 226

5.7.5 模块与系统 227

5.7.4 IP模块方法的原理 227

5.7.6 目标结构 228

5.7.7 对工具的要求 229

5.8 流行的可编程器件一览 230

5.9 模拟可编程器件 231

5.9.1 在系统可编程模拟电路的结构 232

5.9.2 PAC的接口电路 235

5.10 混合可编程器件 236

5.11 可编程器件技术展望 238

本章习题 240

6.1 综合的概念 241

6.2 逻辑综合 241

第6章 EDA工程综合方法 241

6.2.1 单输出函数的综合 242

6.2.2 多输出函数的综合 243

6.3 时序电路逻辑综合 244

6.3.1 时序状态机的模型 244

6.3.2 时序电路的综合 245

6.3.3 时序电路状态机的最小化 245

6.3.4 时序电路状态划分 246

6.3.5 不完全确定态的时序电路状态机的化简 247

6.3.6 时序电路的状态分配 249

6.4 算法综合 250

本章习题 251

第7章 仿真方法 252

7.1 概述 252

7.2.1 仿真的级别 253

7.2 仿真方法 253

7.2.2 仿真系统的基本组成 254

7.2.3 常用仿真方法 255

7.3 功能仿真 256

7.3.1 功能仿真的概念 256

7.3.2 功能仿真的模型 257

7.3.3 信号状态值 258

7.3.4 延迟模型 262

7.3.5 元件模型 264

7.4 逻辑仿真 267

7.4.1 仿真过程 267

7.4.2 事件表驱动仿真算法 268

7.4.3 三值仿真算法与竞争冒险检测 273

7.5.1 开关级电路模型 275

7.5 开关级仿真 275

7.5.2 计算节点信号状态的强度比较算法 276

7.5.3 等效阻容网络算法 280

7.5.4 信号延迟的计算 281

7.5.5 门、功能块级和开关级的混合仿真处理 285

7.6 高层次仿真 286

7.6.1 VHDL仿真系统的组成 286

7.6.2 VHDL内部模型的确立 288

7.7 VHDL仿真算法 295

7.7.1 基于进程的事件表驱动算法 295

7.7.2 层次化模型的仿真算法 297

7.7.3 仿真主控算法描述 298

7.8 EDA仿真工具实例——Saber 299

本章习题 304

8.1 设计实现方法的概念 305

第8章 现代电子设计方法的实现 305

8.2 现代电子设计方法的实验室实现 307

8.2.1 基于FPGA的设计方法 307

8.2.2 基于HDL的设计方法 308

8.2.3 设计的实验室实现流程 309

8.3 现代电子设计方法的实验设备 310

8.3.1 “数字集成电路设计开发系统” 概述 310

8.3.2 实验设备硬件结构 310

8.3.3 “数字集成电路设计开发系统”的使用 312

8.4 现代电子设计方法的物理实现 313

8.4.1 物理设计 313

8.4.2 设计规则 314

8.4.3 CMOS电路加工工艺 316

8.4.5 物理综合 318

8.4.4 集成电路版图全定制设计方法 318

8.5 现代电子设计方法的工业实现 320

8.5.1 半导体产业模式的转变 320

8.5.2 无晶圆厂 ASIC公司 321

8.5.3 芯片代工厂 322

8.5.4 IP设计公司 323

8.5.5 设计代工厂 323

8.5.6 设计服务 324

8.6 多项目晶圆服务 328

8.6.1 多项目晶圆的兴起 328

8.6.2 多项目晶圆的功能 332

8.6.3 多项目晶圆的费用 335

8.6.4 多项目晶圆的前景 336

本章习题 339

参考文献 340