CMOS超大规模集成电路设计 第3版

目录 1

译者序 1

前言 1

第1章 概论 1

1.1 集成电路的短暂历程 1

1.2　本书提要 5

1.3 MOS晶体管 6

1.4　CMOS逻辑 8

1.5 CMOS的制作和版图设计 20

1.6　设计划分 30

1.7 设计实例：一个简单的MIPS微处理器 33

1.8　逻辑设计 39

1.9 电路设计 42

1.10　物理设计 45

1.11　设计验证 52

1.12　制造、封装和测试 53

本章小结 54

习题 55

第2章　MOS晶体管理论 58

2.1 引言 58

2.2　理想的I-V特性 61

2.3　C-V特性 64

2.4　非线性I-V效应 70

2.5　直流传输特性 78

2.6　开关级RC延迟模型 86

2.7　常见误区 89

本章小结 90

习题 91

第3章　CMOS工艺技术 93

3.1 引言 93

3.2　CMOS技术 93

3.3　版图设计规则 103

3.4　CMOS工艺增强技术 113

3.5　与工艺相关的CAD问题 123

3.6　有关制造问题 125

3.7　常见误区 127

3.8 历史透视 128

本章小结 128

习题 128

第4章 电路表征及性能评价 130

4.1 引言 130

4.2　延迟估算 130

4.3　逻辑功效与晶体管缩放 143

4.4　功耗 155

4.5　互连 162

4.6　布线工程 181

4.7　设计容限 191

4.8　可靠性 197

4.9　按比例缩小 203

4.10　常见误区 213

4.11　历史透视 215

本章小结 219

习题 220

5.1　概述 225

第5章 电路模拟 225

5.2　SPICE模拟器简介 226

5.3　器件模型 238

5.4　描述器件特性 243

5.5　电路特性的表征 254

5.6　互连模拟 260

5.7　常见误区 263

本章小结 265

习题 266

6.1 引言 267

第6章　组合电路设计 267

6.2　电路系列 268

6.3　电路缺陷 294

6.4　其他电路系列 301

6.5　低功耗逻辑设计 307

6.6　各种电路系列的比较 309

6.7　SOI电路设计 310

6.8 常见误区 314

6.9　历史透视 316

本章小结 317

习题 318

第7章 时序电路设计 322

7.1　引言 322

7.2　静态电路的时序控制 322

7.3 锁存器和触发器的电路设计 337

7.4　静态时序元件设计方法学 347

7.5　动态电路的时序控制 356

7.6 同步器 378

7.7 行波流水 387

7.8　常见误区 388

7.9　案例分析：Pentium 4和Itanium 2的时序控制策略 389

本章小结 393

习题 395

第8章　设计方法学和工具 398

8.1 引言 398

8.2　结构化设计策略 400

8.3　设计方法 413

8.4　设计流程 432

8.5　设计经济学 446

8.6　数据表和文档 452

8.7　缩小ASIC设计和定制设计之间的差距 454

8.8　CMOS物理设计风格 457

8.9　交换格式 464

8.10　历史透视 469

8.11　常见误区 469

习题 469

第9章　测试和验证 471

9.1 引言 471

9.2　测试器、测试夹具和测试程序 477

9.3　逻辑验证原理 481

9.4　硅片调试原理 485

9.5　制造测试原理 488

9.6　可测性设计 493

9.7　边界扫描 506

9.8　SOC测试 517

9.9　混合信号测试 519

9.10　可靠性测试 520

9.11 大学环境中的测试 521

9.12　常见误区 522

本章小结 528

习题 529

第10章　数据通路子系统 530

10.1　引言 530

10.2　加法／减法 530

10.3　1/0检测器 567

10.4　比较器 568

10.5　计数器 570

10.6　布尔逻辑运算 573

10.7　编码 573

10.8　移位器 577

10.9　乘法 579

10.10　前置并行计算 591

10.11　常见误区 594

10.12　历史透视 594

习题 595

本章小结 595

第11章 阵列子系统 597

11.1　引言 597

11.2　SRAM 599

11.3　DRAM 615

11.4 只读存储器 620

11.5 顺序存取存储器 625

11.6　按内容寻址存储器 627

11.7　可编程逻辑阵列 629

11.9　历史透视 636

11.8　阵列的成品率、可靠性和自测试 636

本章小结 637

习题 638

第12章　专用子系统 640

12.1　引言 640

12.2　封装 640

12.3 电源分布 644

12.4　I/O 655

12.5　时钟 660

12.6　模拟电路 679

12.7　常见误区 707

12.8　历史透视 708

本章小结 710

习题 710

附录A　Verilog 712

A.1　概述 712

A.2 基于连续赋值语句的行为级建模 713

A.3 基本结构 715

A.4 基于always语句块的行为级建模 720

A.5　有限状态机 731

A.6　参数化模块 735

A.7　结构原语 736

A.8　测试程序 737

A.9　常见误区 739

A.10　实例：MIPS处理器 748

附录B　VHDL 755

B.1　概述 755

B.2 基于并发信号赋值的行为级建模 755

B.3 基本结构 759

B.4 基于process语句的行为级建模 765

B.5　有限状态机 772

B.6　参数化模块 775

B.7 实例：MIPS处理器 777