基本介紹
- 書名：數字積體電路：電路、系統與設計
- 又名： Digital Integrated
- 出版社：電子工業出版社
- 開本： 16
基本信息,內容簡介,編輯推薦,作者簡介,目錄,序言,
基本信息
出版社: 電子工業出版社
平裝: 553頁
正文語種: 簡體中文
開本: 16
ISBN: 9787121119828, 712111982X
內容簡介
《數字積體電路:電路、系統與設計》是美國加州大學伯克利分校經典教材。《數字積體電路:電路、系統與設計(第2版)》分三部分：基本單元、電路設計和系統設計。在對MOS器件和連線的特性做了簡要介紹之後，深入分析了反相器，並逐步將這些知識延伸到組合邏輯電路、時序邏輯電路、控制器、運算電路及存儲器這些複雜數字電路與系統的設計中。《數字積體電路:電路、系統與設計(第2版)》以0.25微米CMOS工藝的實際電路為例，討論了深亞微米器件效應、電路最最佳化、互連線建模和最佳化、信號完整性、時序分析、時鐘分配、高性能和低功耗設計、設計驗證、晶片測試和可測性設計等主題，著重探討了深亞微米數字積體電路設計面臨的挑戰和啟示。
《數字積體電路:電路、系統與設計》可作為高等院校電子科學與技術、電子與信息工程、計算機科學與技術等專業高年級本科生和研究生有關數字積體電路設計方面課程的教科書，也可作為從事這一領域的工程技術人員的參考書。
編輯推薦
《數字積體電路:電路、系統與設計》：自《數字積體電路:電路、系統與設計(第2版)》第一版於1996年出版以來，CMOS製造工藝繼續以驚人的速度向前推進，工藝特徵尺寸越來越小，而電路也變得越來越複雜，這對設計者的設計技術提出了新的挑戰。器件在進入深亞微米範圍後有了很大的不同，從而帶來了許多影響數字積體電路的成本、性能、功耗和可靠性的新問題。《數字積體電路:電路、系統與設計(第2版)》第二版反映了進入深亞微米範圍後所引起的數字積體電路領域的深刻變化和新進展，特別是深亞微米電晶體效應、互連、信號完整性、高性能與低功耗設計、時序及時鐘分布等，起著越來越重要的作用。與第一版相比，這個版本更全面集中地介紹了CMOS積體電路。
作者簡介
作者：（美國）拉貝艾（Jan M.Rabaey） （美國）Anantha Chandrakasan （美國）Borivoje Nikolie 譯者：周潤德 等
目錄
第一部分 基本單元
第1章 引論 2
1.1 歷史回顧 2
1.2 數字積體電路設計中的問題 4
1.3 數字設計的質量評價 11
1.4 小結 22
1.5 進一步探討 22
第2章 製造工藝 26
2.1 引言 26
2.2 CMOS積體電路的製造 26
2.3 設計規則——設計者和工藝工程師之間的橋樑 34
2.4 積體電路封裝 37
2.5 綜述：工藝技術的發展趨勢 44
2.6 小結 47
2.7 進一步探討 47
設計方法插入說明A——IC版圖 48
第3章 器件 52
3.1 引言 52
3.2 二極體 52
3.3 MOS（FET）電晶體 62
3.4 關於工藝偏差 87
3.5 綜述：工藝尺寸縮小 88
3.6 小結 93
3.7 進一步探討 93
設計方法插入說明B——電路模擬 95
第4章 導線 98
4.1 引言 98
4.2 簡介 98
4.3 互連參數——電容、電阻和電感 100
4.4 導線模型 109
4.5 導線的SPICE模型 124
4.6 小結 127
4.7 進一步探討 127
第二部分 電路設計
第5章 CMOS反相器 130
5.1 引言 130
5.2 靜態CMOS反相器——直觀綜述 130
5.3 CMOS反相器穩定性的評估——靜態特性 133
5.4 CMOS反相器的性能——動態特性 140
5.5 功耗、能量和能量延時 155
5.6 綜述：工藝尺寸縮小及其對反相器衡量指標的影響 167
5.7 小結 169
5.8 進一步探討 170
第6章 CMOS組合邏輯門的設計 171
6.1 引言 171
6.2 靜態CMOS設計 171
6.3 動態CMOS設計 207
6.4 設計綜述 221
6.5 小結 224
6.6 進一步探討 224
設計方法插入說明C——如何模擬複雜的邏輯電路 226
設計方法插入說明D——複合門的版圖技術 233
第7章 時序邏輯電路設計 237
7.1 引言 237
7.2 靜態鎖存器和暫存器 240
7.3 動態鎖存器和暫存器 250
7.4 其他暫存器類型* 258
7.5 流水線：最佳化時序電路的一種方法 262
7.6 非雙穩時序電路 266
7.7 綜述：時鐘策略的選擇 271
7.8 小結 272
7.9 進一步探討 272
第三部分 系統設計
第8章 數字IC的實現策略 276
8.1 引言 276
8.2 從定製到半定製以及結構化陣列的設計方法 279
8.3 定製電路設計 280
8.4 以單元為基礎的設計方法 281
8.5 以陣列為基礎的實現方法 291
8.6 綜述：未來的實現平台 308
8.7 小結 310
8.8 進一步探討 311
設計方法插入說明E——邏輯單元和時序單元的特性描述 313
設計方法插入說明F——設計綜合 319
第9章 互連問題 325
9.1 引言 325
9.2 電容寄生效應 325
9.3 電阻寄生效應 336
9.4 電感寄生效應* 342
9.5 高級互連技術 350
9.6 綜述：片上網路 356
9.7 小結 357
9.8 進一步探討 357
第10章 數字電路中的時序問題 359
10.1 引言 359
10.2 數字系統的時序分類 359
10.3 同步設計——一個深入的考察 361
10.4 自定時電路設計* 380
10.5 同步器和判斷器* 392
10.6 採用鎖相環進行時鐘綜合和同步* 396
10.7 綜述：未來方向和展望 401
10.8 小結 404
10.9 進一步探討 404
設計方法插入說明G——設計驗證 406
第11章 設計運算功能塊 410
11.1 引言 410
11.2 數字處理器結構中的數據通路 410
11.3 加法器 411
11.4 乘法器 431
11.5 移位器 438
11.6 其他運算器 440
11.7 數據通路結構中對功耗和速度的綜合考慮* 442
11.8 綜述：設計中的綜合考慮 456
11.9 小結 457
11.10 進一步探討 458
第12章 存儲器和陣列結構設計 460
12.1 引言 460
12.2 存儲器核心 467
12.3 存儲器外圍電路* 496
12.4 存儲器的可靠性及成品率* 512
12.5 存儲器中的功耗* 518
12.6 存儲器設計的實例研究 523
12.7 綜述：半導體存儲器的發展趨勢與進展 529
12.8 小結 530
12.9 進一步探討 531
設計方法插入說明H——製造電路的驗證和測試 533
思考題答案 547
序言
自從美國加州大學伯克利分校的Jan M. Rabaey教授所著的《數字積體電路——電路、系統與設計》一書的第一版於1996年出版以來，一直深受國內外廣大讀者（包括本科生、研究生、教師和工程技術人員）的歡迎。然而自那時侯起，CMOS的製造工藝繼續以驚人的步伐前進，目前已經達到了前所未有的深亞微米的精度。進入到深亞微米範圍後，器件特性的變化引起了一系列的問題，它影響到數字積體電路的可靠性、成本、性能以及功耗。對這些問題的深入討論是本書第二版（以0.25微米的CMOS工藝作為討論的基礎）與第一版（以1.2微米工藝作為討論的基礎）之間的主要區別。考慮到MOS電路現已占有99%的數字積體電路市場份額，第二版刪去了第一版中有關雙極型和GaAs的內容，從而完全集中在CMOS積體電路上。
第二版保留了第一版的寫作基本精神和編寫目的——在數字設計中建立起電路和系統之間的橋樑。不同於其他有關數字積體電路設計的教科書，本書不是孤立地介紹“數字電路”、“數字系統”和“設計方法”，而是把這三者有機地結合起來。全書共12章，分為三部分：基本單元、電路設計、系統設計。在對MOS器件和連線的特性做了簡要的介紹之後，深入分析了數字設計的核心——反相器，並逐步將這些知識延伸到組合邏輯電路、時序邏輯電路（鎖存器與暫存器）、控制器、運算電路（加法器、乘法器）以及存儲器這些複雜數字電路單元的設計。為了反映數字積體電路設計進入深亞微米領域後正在發生的深刻變化，第二版增加了許多新的內容，包括深亞微米器件效應、電路最最佳化、互連線建模和最佳化、信號完整性、時序分析、時鐘分配、高性能和低功耗設計、設計驗證、對實際製造晶片的確認和測試。在闡述所有這些內容時都列舉了現今最先進的設計例子，以著重說明深亞微米數字積體電路設計面臨的挑戰和啟示。本書特別把設計方法學單獨列出並分插在有關的各章之後，以強調複雜電路設計者共同面臨的感興趣的問題，即起決定作用的設計參數是什麼，設計的哪些部分需要著重考慮而哪些部分又可以忽略，此外還強調了在進行數字電路設計時一定要同時注意電路和系統兩方面的問題。每章後面都對未來的發展趨勢給出了綜述和展望。通過這一獨特的介紹分析技術和綜合技術的方法，第二版最有效地為讀者帶來了處理複雜問題所需要的基本知識和設計技能。
本書可作為高等院校電子科學與技術（包括微電子與光電子）、電子與信息工程、計算機科學與技術、自動化等專業高年級本科生和研究生有關數字積體電路設計方面課程的教科書。由於涉及面廣並且增加了當前最先進的內容，也使這本教材成為對這一領域的工程技術人員非常有用的參考書。
本書在翻譯過程中得到了電子工業出版社的大力支持，得到了清華大學微電子學研究所領導和多位教師的關心，特別是得到了朱鈞教授、賀祥慶教授、吳行軍副教授、李樹國副教授以及海燕、韋瑩、錢欣、郝效孟、陸自強、郭磊等多位老師的幫助與指正。我的博士研究生戴宏宇、張盛、王乃龍、楊騫、肖勇、張建良以及博士研究生董良等在完成譯稿過程中給予了我很大的支持。我的妻子金申美和女兒周曄不僅幫助翻譯修改了部分章節，而且完成了全部的文字輸入和文稿整理。在此一併深表謝意。
最後，本書雖經仔細校對，但由於譯者水平有限，文中定會有不當或欠妥之處，望讀者批評指正。
