數字集成電路設計實踐

王明羽、虞誌益、李兆麟

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商品描述

本書全面細致地介紹數字集成電路的設計實踐,包含從基礎電路到**先進電路設計的細節,發揮教學與科研成果融合的優勢。本書全面介紹了集成電路的基本設計流程和方法,包括設計原理到後仿真的完整流程,講解如何使用Cadence Virtuoso軟件進行電路的設計、仿真和優化。此外,書中還介紹了布局和布線、工藝參數和器件模型等與集成電路設計相關的知識。通過本書的學習,讀者可以掌握實際的集成電路設計技能,並能夠在實際工程中進行電路的設計和優化。本書可作為高等院校相關專業本科生的數字集成電路設計理論課程的配套教材或相關技術人員的參考資料。

作者簡介

王明羽,中山大學副教授,清華大學微電子博士、計算機博士後,在MICRO、IEEE TPDS、IEEE TVLSI、IEEE TCAS-I/II等發表學術論文30余篇,申請/授權中國發明專利20余項,美國發明專利1項,軟件著作權3項,出版學術專著1部,主持國家自然科學基金重大研究計劃培育項目、國防領域某重點項目等國家級科研項目多項,主要參與完成十一五和十二五 “核高基”國家科技重大專項、十三五國家重點研發計劃綜合交通運輸與智能交通專項、國家自然科學基金重點項目等,項目成果曾獲2017年電子學會技術發明一等獎1項和2019年高等院校優秀成果技術發明一等獎1項,為解決我國高端國產處理器研發難題做出重要貢獻,成果已部署重要工程。還參與制定了芯片類標準多項,獲得全國大學生集成電路創新創業大賽優秀指導教師、中山大學本科教育教學成果獎等榮譽稱號。

目錄大綱

目錄

第1章數字集成電路設計概述

1.1集成電路發展概述

1.2數字集成電路設計流程

1.3數字集成電路設計方法

1.3.1基於FPGA的設計方法

1.3.2基於標準單元的設計方法

1.3.3全定制設計方法

第2章實驗環境與軟件工具

2.1基於標準單元設計的EDA工具介紹

2.1.1仿真和驗證工具

2.1.2邏輯綜合和優化工具

2.1.3靜態時序分析工具

2.1.4版圖布局布線工具

2.2基於全定制設計的EDA工具介紹

2.3Cadence Virtuoso基本操作介紹

第3章CMOS反相器設計

3.1實驗目的

3.2實驗原理

3.2.1開關閾值

3.2.2噪聲容限

3.2.3延時

3.2.4功耗

3.3實驗內容

3.3.1反相器尺寸設計

3.3.2噪聲容限測量與分析

3.3.3延時測量與分析

3.3.4功耗測量與分析

第4章CMOS反相器版圖設計

4.1實驗目的

4.2實驗原理

4.2.1版圖概念

4.2.2版圖繪制快捷鍵

4.3實驗內容

4.3.1新建版圖

4.3.2繪制版圖

4.3.3DRC仿真

4.3.4LVS檢驗

第5章邏輯門延時優化設計

5.1實驗目的

5.2實驗原理

5.2.1邏輯門傳播延時——RC模型

5.2.2邏輯門傳播延時與輸入變量的關系

5.2.3邏輯門傳播延時與扇入的關系

5.2.4邏輯路徑的傳播延時模型和優化

5.3實驗內容

5.3.1延時測試分析

5.3.2延時優化測試分析

5.3.3邏輯門延時優化設計

第6章有比邏輯設計

6.1實驗目的

6.2實驗原理

6.3實驗內容

6.3.1偽NMOS NOR門設計

6.3.2靜態功耗測量與分析

6.3.3與靜態互補CMOS邏輯門比較分析

第7章傳輸門邏輯設計

7.1實驗目的

7.2實驗原理

7.2.1傳輸管和傳輸門

7.2.2傳輸門加法器

7.3實驗內容

7.3.1多路選擇器設計

7.3.2傳輸門加法器設計

7.3.3傳輸門加法器延時測量與分析

第8章加法器設計

8.1實驗目的

8.2實驗原理

8.3實驗內容

8.3.1全加器設計

8.3.2多位加法器設計

第9章動態邏輯設計

9.1實驗目的

9.2實驗原理

9.2.1基本原理

9.2.2信號完整性問題

9.2.3串聯動態門

9.3實驗內容

9.3.1基於動態邏輯的邏輯門電路設計

9.3.2基於動態邏輯的觸發器設計

第10章鎖存器和寄存器設計

10.1實驗目的

10.2實驗原理

10.3實驗內容

10.3.1寄存器電路設計

10.3.2計數器電路設計

第11章乘法器設計

11.1實驗目的

11.2實驗原理

11.3實驗內容

11.3.1無符號乘法器電路設計

11.3.2有符號乘法器電路設計

11.3.3Booth乘法器電路設計

第12章移位器設計

12.1實驗目的

12.2實驗原理

12.2.1可變位數移位類型

12.2.2鬥式移位器和桶式移位器

12.3實驗內容

12.3.1陣列鬥式移位器設計

12.3.2對數桶式移位器設計

第13章SRAM存儲器設計

13.1實驗目的

13.2實驗原理

13.2.1SRAM單元穩定性

13.2.2SRAM存儲器外圍電路

13.3實驗內容

13.3.1SRAM單元穩定性測試分析

13.3.2外圍電路設計

13.3.3SRAM存儲陣列設計

第14章矩陣乘加運算電路設計

14.1實驗目的

14.2實驗原理

14.3實驗內容

14.3.1基於加法樹的MAC電路設計

14.3.2脈動陣列電路設計

第15章存算一體電路設計

15.1定點存算一體電路設計

15.1.1實驗目的

15.1.2實驗原理

15.1.3實驗內容

15.2浮點存算一體電路設計

15.2.1實驗目的

15.2.2實驗原理

15.2.3實驗內容

15.3稀疏定點存算一體電路設計

15.3.1實驗目的

15.3.2實驗原理

15.3.3實驗內容

參考文獻

視頻目錄

視 頻 名 稱時長/分鐘位置

第01集 CMOS反相器設計15第3章

第02集 邏輯門延時優化設計6第5章

第03集 有比邏輯設計6第6章

第04集 傳輸門邏輯設計7第7章

第05集 全加器和四位加法器設計4第8章

第06集 動態邏輯設計4第9章

第07集 鎖存器和寄存器設計7第10章

第08集 乘法器設計10第11章

第09集 移位器設計5第12章

第10集 SRAM存儲器設計5第13章

第11集 矩陣乘加運算電路設計12第14章