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混合信号专用集成电路设计

  • 主 编:来新泉
  • 书代号:341500
  • I S B N:978-7-5606-3123-3
  • 出版日期:2014-01
  • 印刷日期:2014-01
  • 业务分类:本科;
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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(Tape out)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、Quartus Ⅱ、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。

笔者自1983年开始集成电路设计的学习,至今,一直从事集成电路的教学、科研及工程实践工作。在这30年间,IC技术的发展日新月异,从方方面面改变和优化着社会产业架构。自行设计专用电路,尤其是数字集成电路已经成为了学术界和工业界的一致需求。 作为教师和设计人员,我们在备感欣慰与自豪的同时,也愈发觉得肩上责任之重:很有必要将现有的工程实践结合理论基础系统地总结出来,以引导和启发更多有潜力和有热情的年轻人参与到混合信号集成电路的设计中来。这正是我们编写本书的初衷。

无理论基础会造成内里空虚,而缺乏实践则是纸上谈兵。集成电路设计是一门涉及多项学科的实践性技术,在掌握扎实的电路电子学、微电子学、系统知识、计算机语言的同时,辅以大量具体设计实例练习和上机验证,才能真正学到设计商品IC而非样品IC的技术精华。因此,本书中给出了大量翔实的电路实例,这些设计实例均来自作者科研团队近年来的科研项目和探索项目。通过这些项目实例,我们希望能够系统化、 理论化和合理化地介绍混合信号专用集成电路设计技术及设计流程。我们团队先后设计了通信SDH芯片、CMOS、Sensor、小数分频器、照相机专用IC、摄像机专用IC、清纱机专用IC;电源管理与电池管理系列IC,如LDO、DC-DC、AC-DC、DC-AC、Charge、Battery Management、Charge Pump、Class AB和Class D音频处理芯片;IED Driver、LED Control;Light Sensor光传感芯片、红外接收IC、光电耦合IC;GSensor和各类专用接口电路等,涵盖了Bipolar、CMOS、BiCMOS、CDMOS、BCD、GeSi等工艺,工作电压从1 V到700 V,以上这些工作基本都是数模混合专用集成电路设计。正是这些IC设计工程实例为本书的撰写奠定了基础。在教学和科研方面,我们培养了集成电路设计方向博士研究生30多名,硕士研究生500多名; 申报国内外发明专利110余项,发表SCI/EI检索文章超过180篇。

我们依次走过从学术到工程实践,再到学术研究,再到工程和学术并举的道路;也依次走过纯数字、 纯模拟、模拟为主数字为辅和数字为主模拟为辅的专用集成电路设计之路;我们同时也依次承载了集成电路性能越来越高、功耗越来越低、芯片面积越来越小、线条越来越细、规模越来越大的巨大压力;承受了集成电路设计周期从1~2年压缩至1个月,甚至一周的极限挑战;见证了服务器数据从100 MB到10 TB的发展。 这一路走来我们方知什么是百炼钢化为绕指柔。在科研与教学的同时,我们团队先后已出版了五本专用集成电路方面的系列书籍,均受到了广大读者的认同。这五本书依次为:软件与CAD方面的《电子系统及专用集成电路CAD技术》,系统集成基础方面的《电子系统集成设计导论》,系统集成设计方面的《电子系统集成设计技术》,模拟电路集成基础方面的《专用集成电路设计基础教程》,模拟电路集成实践方面的《专用集成电路设计实践》。本书是第六本,主要介绍混合信号(数模混合)集成电路设计,偏重实践和实用性,理论与实践结合,不仅可用做研究生教材, 也可供工程技术人员学习、参考。其内容讲解浅显易懂、循序渐进,但由于篇幅所限,书中对很多大型电路的工程实践步骤做了相应删减,阅读起来稍感跨越较大。

本书的编写过程中,来新泉教授规划了基本框架和主要内容,提供了全书的科研素材及工程设计实例。 来新泉教授、王松林教授、叶强、 史凌峰、李先锐、邵丽丽等老师参与了全书的编写。李祖贺、姚土生、侯晴、王学德、孔德立、刘宁、李敬华、陈建龙、申瑞和郭希训等参与了书稿的录入、插图的绘制和校对工作。在此对同事们的大力协助与支持表示感谢。限于编者水平,书中难免有不妥和疏漏之处,敬请广大读者批评赐教。来信请寄西安电子科技大学电路CAD研究所376信箱(邮编710071),或通过以下邮箱或网址联系我们:

王松林: slwang@mail.xidian.edu.cn

来新泉: xqlai@mail.xidian.edu.cn

网 址: http://see.xidian.edu.cn/iecad

来新泉

2013年12月

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