第一章 概述 1
1.1 集成电路的发展过程 1
1.1.1 重大的技术突破 1
1.1.2 集成电路的分类 2
1.1.3 集成电路的发展历史 3
1.1.4 集成电路发展展望 4
1.1.5 发展重点和关键技术 5
1.2 专用集成电路的发展过程 8
1.2.1 专用集成电路的概念及发展概况 8
1.2.2 专用集成电路的分类 9
1.2.3 专用集成电路的优点 10
1.3 IP技术概述 11
1.4 集成电路的设计方法与设计流程 13
1.4.1 CAD技术发展的必然趋势——EDA 13
1.4.2 数字系统设计方法的发展 14
1.4.3 数字集成电路层次化设计方法 14
1.4.4 数字系统设计规划 15
1.4.5 数字集成电路设计流程 16
第二章 集成电路的基本制造工艺 18
2.1 集成电路的基本制造工艺概述 19
2.2 双极工艺 21
2.3 CMOS工艺 26
2.4 BiCMOS工艺 31
2.4.1 以CMOS工艺为基础的BiCMOS工艺 32
2.4.2 以双极工艺为基础的BiCMOS工艺 33
2.5 BCD工艺的发展趋势 35
第三章 数字集成电路后端设计 37
3.1 逻辑综合 38
3.1.1 逻辑综合概述 38
3.1.2 综合库的说明 40
3.1.3 约束的设定 41
3.1.4 综合策略 44
3.2 版图设计 45
3.2.1 版图设计文件准备 47
3.2.2 布局规划 49
3.2.3 时钟信号和时钟树的综合 52
3.2.4 布线 55
3.2.5 布局布线出现的问题及解决方法 55
3.3 形式验证的基本原理 56
3.4 静态时序分析基本原理 58
3.5 DRC原理验证 62
3.6 LVS原理 64
第四章 数字I/O接口设计 66
4.1 状态机描述 67
4.1.1 状态机基本设计步骤 68
4.1.2 状态图 68
4.1.3 时序图 70
4.1.4 状态机描述方法 71
4.2 I2C接口设计 73
4.2.1 I2C接口总线概述 73
4.2.2 I2C接口总体框图和信号描述 76
4.2.3 起始和停止信号的产生 78
4.2.4 I2C接口的状态机描述 80
4.2.5 I2C接口的动态模拟仿真 82
4.3 UART接口设计 86
4.3.1 UART接口工作方式概述 86
4.3.2 UART接口发送机 88
4.3.3 UART接口接收机 91
4.4 SPI接口介绍 97
4.4.1 SPI接口总线概述 97
4.4.2 SPI接口工作模式与协议 100
4.5 三种接口芯片的特点 102
第五章 音频处理器芯片的数字系统设计 103
5.1 数字音频处理器简介 103
5.2 数字音频处理关键技术研究 104
5.2.1 音频信号数字化过程 104
5.2.2 音效均衡器的设计 107
5.2.3 动态范围控制器的设计 111
5.2.4 去加重模块的设计 119
5.2.5 直流滤波器的设计 119
5.2.6 采样率转换技术 120
5.2.7 sigma-delta调制技术 126
5.3 系统整体功能仿真 130
5.3.1 Modelsim与MATLAB联合仿真方法 130
5.3.2 系统功能仿真 133
5.4 系统后端设计 139
5.4.1 逻辑综合 139
5.4.2 版图设计 146
5.4.3 功能验证 149
5.4.4 物理验证 151
第六章 一款兼容MCS-51指令的8位微控制器设计 154
6.1 微控制器概述 154
6.1.1 微控制器的发展历史 154
6.1.2 微控制器的应用 155
6.1.3 微控制器的发展趋势 156
6.2 微控制器的结构及其指令说明 156
6.2.1 微控制器的构架 157
6.2.2 微控制器的结构 158
6.2.3 并行输入／输出端口 167
6.2.4 存储器系统 169
6.3 MCS-51指令系统 172
6.3.1 汇编器 173
6.3.2 MCS-51指令 173
6.4 微控制器的模块规划及其设计实现 175
6.4.1 微控制器模块的规划 175
6.4.2 微控制器模块的设计 179
第七章 GPIB控制芯片设计 195
7.1 GPIB接口系统概述 195
7.1.1 GPIB接口系统的发展背景及意义 195
7.1.2 用CPLD实现GPIB控制芯片的意义 196
7.1.3 GPIB控制芯片设计的总体思路 197
7.2 GPIB总线技术特点及状态机实现 198
7.2.1 IEEE-488总线协议介绍 198
7.2.2 接口功能与设备功能 199
7.2.3 接口功能的设计 201
7.2.4 GPIB总线系统中的信息 201
7.2.5 状态机设计 202
7.3 GPIB控制芯片内部寄存器的设置 212
7.3.1 GPIB控制芯片内部寄存器概述 212
7.3.2 GPIB控制芯片的组织结构与系统级仿真 218
7.3.3 总体功能仿真与调试 219
7.3.4 GPIB控制芯片的FPGA原型验证 222
7.4 GPIB控制芯片的低功耗与可测性设计 224
7.4.1 数字IC的低功耗设计方法 224
7.4.2 数字IC的可测性设计 230
7.5 本系统的后端设计 234
7.5.1 电路的综合 234
7.5.2 静态时序分析 235
7.5.3 自动布局布线 241
第八章 光传感芯片系统的设计 246
8.1 光电传感器设计考虑因素 246
8.2 光电转换 247
8.2.1 光电转换器件的常用参数 247
8.2.2 光电二极管 250
8.3 电信号的放大与处理 252
8.3.1 A/D转换器原理 252
8.3.2 A/D转换器主要性能指标 253
8.3.3 主要A/D转换技术 254
8.4 光传感芯片系统概述 259
8.5 光传感芯片系统框图及模块划分 259
8.6 光传感器模拟部分的设计 262
8.6.1 I2C接口模块 262
8.6.2 带隙基准电压源 264
8.6.3 基准电流 269
8.6.4 红外LED驱动模块 271
8.6.5 光电检测模块 273
8.6.6 模数转换与噪声消除 275
8.7 光传感芯片数字部分的设计 280
8.7.1 数字部分功能描述 280
8.7.2 前端设计 281
8.8 数字部分的仿真验证 288
8.8.1 功能仿真 288
8.8.2 时序仿真 291
8.8.3 FPGA验证 292
8.8.4 静态时序分析验证 293
8.8.5 形式验证 294
第九章 数字集成电路软件的使用 296
9.1 仿真软件ModelSim的使用方法 296
9.2 用QuartusⅡ软件完成FPGA验证方法 298
9.3 DC综合原理及DC软件使用方法 302
9.3.1 DC综合原理简介 302
9.3.2 DC软件使用方法 304
9.4 静态时序分析与PrimeTime软件使用方法 307
9.4.1 静态时序分析 307
9.4.2 用PrimeTime进行静态时序分析 308
9.5 形式验证 312
9.6 Encounter布局布线流程 319
第十章 集成电路设计实例 325
10.1 TFT-LCD面板驱动芯片相关实例 325
10.1.1 应用背景 325
10.1.2 电路优点 327
10.1.3 电路机构及工作原理 327
10.2 电子镇流器相关实例 333
10.2.1 应用背景 333
10.2.2 电路优点 334
10.2.3 电路结构及工作原理 334
10.3 线性充电器相关实例 338
10.3.1 应用背景 339
10.3.2 电路优点 340
10.3.3 电路结构及工作原理 340
参考文献 343