混合信号专用集成电路设计

混合信号专用集成电路设计

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作者: 来新泉编

出版社: 西安电子科技大学出版社

出版时间: 2014-01

版次: 1

ISBN: 9787560631233

定价: 45.00

装帧: 平装

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 360页

分类: 工程技术

本书系统地介绍了混合信号集成电路的基本知识和设计方法，重点是数字集成电路、音频集成电路和光电传感器芯片设计，兼顾了基础理论和实践，工程举例都是作者最新科研成果和集成电路投片(Tapeout)结果。
全书共分十章,分别为：概述；集成电路的基本制造工艺，包括双极、CMOS、BiCMOS和BCD工艺；数字集成电路后端设计，包括逻辑综合、版图设计、形式验证、静态时序分析、DRC原理验证和LVS原理；数字I/O接口设计，包括状态机、I2C接口、UART接口和SPI接口；音频处理器芯片的数字系统设计；一款兼容MCS-51指令的8位微控制器设计；GPIB控制芯片设计；光传感芯片系统的设计；数字集成电路软件的使用，包括ModelSim、QuartusⅡ、DC、PrimeTime和Encounter；集成电路设计实例。
本书可作为高等院校电子信息及微电子技术等专业研究生的教材，也可作为高年级本科生学习数字集成电路设计的教材。对数字集成电路设计领域的工程技术人员来说，本书更是一本非常有益的参考书。
本书若与西安电子科技大学出版社前期出版的《专用集成电路设计实践》配套使用，效果更好。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）
1.3IP技术概述（11）
1.4集成电路的设计方法与设计流程（13）
1.4.1CAD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）
2.3CMOS工艺（26）
2.4BiCMOS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）
2.5BCD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）
3.5DRC原理验证（62）
3.6LVS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）
4.2I2C接口设计（73）
4.2.1I2C接口总线概述（73）
4.2.2I2C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）
4.2.4I2C接口的状态机描述（80）
4.2.5I2C接口的动态模拟仿真（82）
4.3UART接口设计（86）
4.3.1UART接口工作方式概述（86）
4.3.2UART接口发送机（88）
4.3.3UART接口接收机（91）
4.4SPI接口介绍（97）
4.4.1SPI接口总线概述（97）
4.4.2SPI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）
5.2.7sigmadelta调制技术（126）
5.3系统整体功能仿真（130）
5.3.1Modelsim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）
6.3MCS-51指令系统（172）
6.3.1汇编器（173）
6.3.2MCS-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）
7.1GPIB接口系统概述（195）
7.1.1GPIB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）
7.1.3GPIB控制芯片设计的总体思路（197）
7.2GPIB总线技术特点及状态机实现（198）
7.2.1IEEE-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）
7.2.4GPIB总线系统中的信息（201）
7.2.5状态机设计（202）
7.3GPIB控制芯片内部寄存器的设置（212）
7.3.1GPIB控制芯片内部寄存器概述（212）
7.3.2GPIB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）
7.3.4GPIB控制芯片的FPGA原型验证（222）
7.4GPIB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）
8.3.1A/D转换器原理（252）
8.3.2A/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）
8.6.1I2C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）
8.8.3FPGA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）
9.3DC综合原理及DC软件使用方法（302）
9.3.1DC综合原理简介（302）
9.3.2DC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）
9.6Encounter布局布线流程（319）
第十章集成电路设计实例（325）
10.1TFT-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）
内容简介:
本书系统地介绍了混合信号集成电路的基本知识和设计方法，重点是数字集成电路、音频集成电路和光电传感器芯片设计，兼顾了基础理论和实践，工程举例都是作者最新科研成果和集成电路投片(Tapeout)结果。
全书共分十章,分别为：概述；集成电路的基本制造工艺，包括双极、CMOS、BiCMOS和BCD工艺；数字集成电路后端设计，包括逻辑综合、版图设计、形式验证、静态时序分析、DRC原理验证和LVS原理；数字I/O接口设计，包括状态机、I2C接口、UART接口和SPI接口；音频处理器芯片的数字系统设计；一款兼容MCS-51指令的8位微控制器设计；GPIB控制芯片设计；光传感芯片系统的设计；数字集成电路软件的使用，包括ModelSim、QuartusⅡ、DC、PrimeTime和Encounter；集成电路设计实例。
本书可作为高等院校电子信息及微电子技术等专业研究生的教材，也可作为高年级本科生学习数字集成电路设计的教材。对数字集成电路设计领域的工程技术人员来说，本书更是一本非常有益的参考书。
本书若与西安电子科技大学出版社前期出版的《专用集成电路设计实践》配套使用，效果更好。
目录:
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）
1.3IP技术概述（11）
1.4集成电路的设计方法与设计流程（13）
1.4.1CAD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）
2.3CMOS工艺（26）
2.4BiCMOS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）
2.5BCD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）
3.5DRC原理验证（62）
3.6LVS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）
4.2I2C接口设计（73）
4.2.1I2C接口总线概述（73）
4.2.2I2C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）
4.2.4I2C接口的状态机描述（80）
4.2.5I2C接口的动态模拟仿真（82）
4.3UART接口设计（86）
4.3.1UART接口工作方式概述（86）
4.3.2UART接口发送机（88）
4.3.3UART接口接收机（91）
4.4SPI接口介绍（97）
4.4.1SPI接口总线概述（97）
4.4.2SPI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）
5.2.7sigmadelta调制技术（126）
5.3系统整体功能仿真（130）
5.3.1Modelsim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）
6.3MCS-51指令系统（172）
6.3.1汇编器（173）
6.3.2MCS-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）
7.1GPIB接口系统概述（195）
7.1.1GPIB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）
7.1.3GPIB控制芯片设计的总体思路（197）
7.2GPIB总线技术特点及状态机实现（198）
7.2.1IEEE-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）
7.2.4GPIB总线系统中的信息（201）
7.2.5状态机设计（202）
7.3GPIB控制芯片内部寄存器的设置（212）
7.3.1GPIB控制芯片内部寄存器概述（212）
7.3.2GPIB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）
7.3.4GPIB控制芯片的FPGA原型验证（222）
7.4GPIB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）
8.3.1A/D转换器原理（252）
8.3.2A/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）
8.6.1I2C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）
8.8.3FPGA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）
9.3DC综合原理及DC软件使用方法（302）
9.3.1DC综合原理简介（302）
9.3.2DC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）
9.6Encounter布局布线流程（319）
第十章集成电路设计实例（325）
10.1TFT-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）

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