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目录1

第1章　集成电路设计概论1

1.1　集成电路的发展1

1.2　集成电路设计的发展3

1.3　电子设计自动化技术的发展3

1.4　深亚微米和超深亚微米工艺对EDA技术的挑战5

1.5　VLSI设计的要求6

1.6　VLSI的设计方法学7

习题13

2.1　半导体材料——硅15

第2章　CMOS集成电路制造技术15

2.2　集成电路制造技术简介16

2.2.1　热氧化工艺16

2.2.2　扩散工艺18

2.2.3　淀积工艺21

2.2.4 光刻工艺22

2.3　CMOS集成电路制造过程27

2.3.1 晶圆处理27

2.3.2　CMOS集成电路工艺（前部工序）28

2.3.3 后部工序32

习题34

3.1 引言35

第3章　器件设计技术35

3.2.1 半导体的表面场效应37

3.2　MOS晶体管的工作原理37

3.2.2　PN结的单向导电性39

3.2.3 MOS管的工作原理40

3.3 MOS晶体管的直流特性 ..41

3.3.1 NMOS管的电流-电压特性41

3.3.2 PMOS管的电流电压特性43

3.4　反相器直流特性45

3.4.1 MOS反相器的一般问题46

3.4.3 增强型负载反相器（E/E）50

3.4.2 电阻负载反相器（E/R）50

3.4.4　耗尽型负载反相器（E/D）52

3.4.5　CMOS反相器54

习题57

第4章 电路参数及性能58

4.1　MOS晶体管的参数58

4.1.1 阈值（开启）电压58

4.1.2　沟道长度调制效应60

4.1.3　漏-源截止电流60

4.1.5　栅-源直流输入电阻62

4.1.4　直流导通电阻62

4.1.6　栅-源击穿电压63

4.1.7　漏-源击穿电压63

4.2　信号传输延迟64

4.2.1 CMOS门延迟64

4.2.2 连线延迟69

4.2.3 电路扇出延迟71

4.2.4 电容负载驱动电路71

4.3 CMOS电路功耗74

4.3.1 CMOS电路的静态功耗74

4.3.2 CMOS电路的动态功耗75

4.3.3 电路总功耗77

4.3.4 功耗管理77

4.4 CMOS电路的闸流效应82

4.4.1 闸流效应的起因82

4.4.2 闸流效应的控制84

4.5 电路模拟HSPICE简介85

4.5.1 文件格式说明85

4.5.2 HSPICE应用例子91

4.6 电路设计例子92

8.4　标准单元实现方式 196

习题97

5.1.1 串联特性99

第5章 逻辑设计技术99

5.1 MOS管的串、并联特性99

5.1.2 并联特性100

5.2 逻辑门的延迟101

5.3 传输门106

5.3.1 NMOS传输门106

5.3.2 PMOS传输门107

5.3.3 CMOS传输门107

5.4 CMOS逻辑结构108

5.4.1 异或门109

5.4.2　同或门110

5.4.3　虚拟NMOS逻辑111

5.4.4 CMOS骨牌逻辑114

5.4.5 可编程逻辑阵列114

5.4.6　多路选择器116

5.4.7　锁存器和触发器117

5.5 时钟策略119

5.5.1 时钟控制系统119

5.5.2 单相时钟的参数120

5.5.3　系统时序121

5.5.4　时钟电路122

习题125

6.1 数据路径运算器126

第6章　子系统设计126

6.1.1　加法器127

6.1.2　二进制计数器130

6.1.3　寄存器132

6.2　存储器136

6.2.1　存储器的结构137

6.2.2　掩膜编程存储器MROM138

6.2.3　现场可编程PROM139

6.2.4　可擦除可编程EPROM140

6.2.5 电可擦除可编程EEPROM141

6.2.6　动态随机存储器DRAM142

6.2.7　静态随机存储器SRAM146

6.3　控制电路147

6.4　I/O电路151

6.4.1　整体结构151

6.4.2 电源和地线152

6.4.3　输出压焊块152

6.4.4　输入压焊块153

6.4.5　三态和双向压焊块154

习题155

第7章　版图设计技术156

7.1 引言156

7.2　版图设计过程157

7.3　版图设计规则159

7.3.1 设计规则的内容与作用159

7.3.2　设计规则的描述160

7.3.3　CMOS的N阱工艺设计规则161

7.3.4　设计规则的基础165

7.4　版图描述语言CIF167

7.3.5　版图设计例子167

7.5.1 电阻的估算170

7.5　版图电学参数计算170

7.5.2 电容的估算174

习题182

第8章 系统设计方法与实现技术183

8.1　系统设计方法183

8.1.1　结构化设计思想184

8.1.2 自动设计、半自动设计和手工设计185

8.1.4　自项向下设计与自底向上设计186

8.1.3 正向设计与反向设计186

8.1.5　基于单元的设计方法与IP复用技术187

8.2　系统实现技术188

8.3　门阵列、宏单元阵列及门海189

8.3.1　门阵列实现技术189

8.3.2　宏单元阵列模式195

8.3.3　门海设计模式196

8.5　现场可编程门阵列199

8.6.1　全定制电路的结构化设计特征201

8.6　全定制电路设计201

8.6.2　几种全定制设计方法202

8.6.3　不同设计方法比较204

8.7　设计经济学206

8.7.1　非循环成本206

8.7.2　循环成本207

8.7.3 固定成本208

8.8　系统芯片SOC设计方法210

8.8.1 系统芯片的研究背景210

8.8.2　系统芯片的研究内容211

8.8.3　软硬件协同设计212

8.8.4　IP核的生成及复用214

8.8.5 超深亚微米集成电路设计215

8.8.6　系统芯片设计方法学发展方向217

习题218

第9章　数字系统设计自动化219

9.1　数字系统设计流程概述219

9.1.1　数字系统及其设计自动化219

9.1.2　基于设计自动化的设计流程223

9.1.3　单元库226

9.1.4　EDA技术的发展趋势227

9.2　硬件描述语言228

9.2.1 VHDL语言230

9.2.2　Verilog HDL语言239

9.3　设计分析与模拟245

9.4 自动综合与设计验证248

9.4.1 自动综合248

9.4.2 设计验证257

9.5　系统测试及封装259

9.5.1　系统的测试方法259

9.5.2　系统封装263

习题268

参考文献269