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Optimization and Synthesis of Digital Circuits

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简介:
本课程聚焦于数字电路的设计与优化,涵盖逻辑门、组合逻辑及时序逻辑等核心概念,深入探讨低功耗设计和高性能架构,并教授先进的自动化合成工具使用方法。 这本面向计算机工程专业的新版研究生教材提供了对VLSI电路在功能和逻辑层面的计算机辅助设计进行现代、前沿的探讨,并深入研究了数字电路CAD中的一个重要主题:从抽象模型到详细规格的设计综合。书中涵盖的主题包括硬件建模、硬件模型编译技术、高层次综合、逻辑合成以及库映射算法等。课程名称可以是《数字CAD》《高级逻辑设计》或《VLSI设计补充内容》。

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客服
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  • Optimization and Synthesis of Digital Circuits
    优质
    本课程聚焦于数字电路的设计与优化,涵盖逻辑门、组合逻辑及时序逻辑等核心概念,深入探讨低功耗设计和高性能架构,并教授先进的自动化合成工具使用方法。 这本面向计算机工程专业的新版研究生教材提供了对VLSI电路在功能和逻辑层面的计算机辅助设计进行现代、前沿的探讨,并深入研究了数字电路CAD中的一个重要主题:从抽象模型到详细规格的设计综合。书中涵盖的主题包括硬件建模、硬件模型编译技术、高层次综合、逻辑合成以及库映射算法等。课程名称可以是《数字CAD》《高级逻辑设计》或《VLSI设计补充内容》。
  • PRINCIPLES AND PRACTICES OF DIGITAL DESIGN
    优质
    本书《数字设计的原则与实践》深入浅出地介绍了数字逻辑设计的基本概念、原理及应用技巧,涵盖从基础理论到高级技术的设计方法。 ### 数字设计原理与实践 #### 一、概述 《数字设计原理与实践》是一本融合了学术严谨性和实践经验的经典教材。作者约翰·韦克利(John F. Wakerly)凭借超过二十年的教学与工业界经验,为读者提供了一本权威性的入门指南,介绍了数字设计的基本原则以及在板级和VLSI系统中的实际需求。本书不仅适用于计算机科学专业的学生,也适合对硬件工作原理感兴趣的电气工程专业的学生。 #### 二、主要内容 ##### 1. 基础概念与设计层次 - **CMOS门电路**:作为数字电路中最基本的组成部分之一,CMOS技术因其低功耗和高集成度而被广泛应用于现代数字系统设计中。 - **硬件描述语言(HDL)**:包括VHDL和ABEL在内的HDL语言是用于描述、仿真和实现数字系统的标准化语言,极大地提高了设计效率和可重复性。 - **PLD与FPGA**:可编程逻辑器件(PLD)和现场可编程门阵列(FPGA)等现代组件和技术使得设计师能够更高效地构建复杂的数字系统。 ##### 2. 核心功能模块 - **门电路**:AND、OR、NOT等基础逻辑门电路构成了所有复杂数字系统的基石。 - **解码器与多路选择器**:解码器将输入编码转换为多个输出信号;多路选择器则根据控制信号选择其中一个输入信号作为输出。 - **触发器与寄存器**:触发器如D触发器、JK触发器等,用于存储单个二进制位;寄存器则由多个触发器组成,可以存储多位数据。 - **计数器**:计数器用于执行加法或减法操作,常用于时序控制和计数应用。 ##### 3. 新版特点 - **减少手动设计流程**:新版减少了对手动“转轮”式设计方法的关注,强调利用现代工具和组件来简化设计过程。 - **早期覆盖可编程逻辑器件**:较早地引入了PLD、FPGA和HDL等相关内容,以便于读者更好地利用这些现代技术和软件工具。 #### 三、适用对象 - **计算机科学专业学生**:通过学习本书,可以深入理解计算机硬件的工作原理,了解如何设计数字电路和子系统。 - **电气工程专业学生**:对于已经掌握一定模拟电子学知识的学生来说,本书可以帮助他们进一步扩展到数字领域的知识。 - **电子工程师与研究人员**:无论是初学者还是有经验的专业人士,都可以从本书中获得实用的设计原则和技术指导。 #### 四、作者简介 约翰·韦克利(John F. Wakerly)是一位具有丰富教学经验和工业背景的资深专家。他在大学和工业界的经历使他不仅能够教授理论知识,还能传授实际设计技巧。韦克利教授通过他的书籍间接影响了成千上万的学生,并亲自设计了许多价值数百万美元的数字系统。 #### 五、结语 《数字设计原理与实践》是一本全面介绍数字设计基础知识的教材。它不仅涵盖了从CMOS门电路到硬件描述语言等不同抽象层次的核心内容,还特别强调了现代设计工具和技术的应用。无论是希望深入了解数字设计的学生,还是寻求提高设计技能的专业人士,都能从本书中受益匪浅。通过阅读本书,读者将能够掌握数字设计的基础原理,并学会如何运用这些原理来解决实际问题。
  • Theory, Methods, and Applications of Topology Optimization
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    本论文集探讨了拓扑优化领域的理论、方法及其应用。涵盖了从基础理论到实际问题解决的全面内容,为研究人员和工程师提供了宝贵的资源。 这是一本经典的结构拓扑优化入门电子书。
  • Testing of Digital Systems and Testable Design
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    《Testing of Digital Systems and Testable Design》一书专注于数字系统的测试技术和可测试设计方法,涵盖故障检测、诊断及验证策略。 《Digital Systems Testing and Testable Design》一书是美国高校广泛采用的优秀教材,全面介绍了结构测试理论与方法、可测性设计理论及度量标准、测试数据处理与简化策略以及智能芯片(如处理器、数字信号处理器和自动机等)的测试技术。全书共15章,并分为三个部分:前八章节主要涵盖数字系统概述、微系统芯片缺陷来源分析、逻辑描述方法及其故障建模,还包括了对单点及桥接故障的检测技巧以及智能系统的功能测试范围;第九至第十四章则深入探讨现代可测性设计理论与实践,包括内置自测试(BIST)技术及相关数据压缩算法等先进理念;最后一部分即第十五章节,则集中讨论系统级的综合测试方案。 整本书内容条理清晰、概念明确,并且在定义和证明方面严谨准确。此外,书中每一章后均附有大量练习题以帮助读者巩固所学知识并加深理解。
  • Analysis and Design of Analog Integrated Circuits: An Overview
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    本文章概述了模拟集成电路分析与设计的基本原理和方法,涵盖了电路结构、性能优化及最新技术进展。适合电子工程专业读者参考学习。 《模拟集成电路原理设计》是由保罗-格雷编著的第五版教材。该书详细介绍了模拟集成电路的设计原理和技术,是学习模拟电路领域的经典之作。书中涵盖了从基本概念到高级技术的各种内容,并提供了丰富的实例分析与实验指导,帮助读者深入理解并掌握模拟集成电路的设计方法和技巧。
  • Principles, Algorithms, and Applications of Digital Signal Processing
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    本书《数字信号处理原理、算法与应用》深入浅出地介绍了数字信号处理的基本理论、核心算法及其在实际工程中的广泛应用,是学习和研究该领域的理想教材。 《数字信号处理原理、算法及应用》是J.G. Proakis的专著,被国外许多大学用作相关课程的教材,对通信专业的学生非常有帮助,适合研究生及以上层次的学生阅读。
  • Principles, Algorithms, and Applications of Digital Signal Processing
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    本书《数字信号处理原理、算法与应用》深入浅出地介绍了数字信号处理的基本理论、核心算法及其在工程实践中的广泛应用。 《数字信号处理:原理、算法及应用》(第三版)是该领域的经典之作。这本书由John G. Proakis和Dimitris G. Manolakis撰写,并被广泛推荐给对数字信号处理有兴趣的读者。1996年,Prentice-Hall, Inc.出版了此书的第三版,作者与出版方都致力于确保内容的质量。 书中没有提供任何明示或暗示的担保,作者和出版者也不因使用这些程序或书中的文档而承担责任。 这本书的内容主要围绕数字信号处理系统的基本元素、数字信号处理相对于模拟信号处理的优势以及信号的分类展开。在讨论基本元素时,可能涵盖了构建原理、硬件组成、软件工具和算法等方面。而在探讨优势方面,则会涉及速度、精确度、稳定性和可编程性等方面的比较。 对于不同类型的信号,书中详细讨论了多通道与多维信号、连续时间和离散时间信号、连续值和离散值信号以及确定性信号和随机信号等概念,并特别阐述了在频域中的表现。 现代数字信号处理实践中,采样定理(即奈奎斯特采样定理)是关键理论之一。它规定为了从采样的数据中无失真地恢复原始连续时间信号,必须至少以该信号最高频率的两倍进行采样。这对于理解频域分析和滤波器设计至关重要。 此外,《数字信号处理:原理、算法及应用》还介绍了包括傅里叶变换、快速傅里叶变换(FFT)、滤波器设计等在内的多种算法及其广泛应用领域,如通信系统、音频与视频信号处理、图像处理以及医疗成像等。这些技术在提高传输可靠性、增加通信速率和提升质量方面都发挥着重要作用。 总结来说,《数字信号处理:原理、算法及应用》不仅为读者提供了该领域的基础知识,还展示了先进的技术和实践。因此,它成为了学习和研究数字信号处理不可或缺的资源,并被学者与工程师们广泛阅读。
  • Analysis and Design of RF and Digital Systems with Keysight Tools...
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    本书《基于Keysight工具的射频与数字系统分析与设计》深入探讨了利用Keysight软件和硬件进行复杂RF和数字系统的开发、测试及优化的方法和技术。 ### 使用Keysight SystemVue进行射频与数字系统分析与设计的关键知识点 #### 一、概述 Keysight Technologies, Inc. 开发了一系列软件产品,用于电路和系统级别的射频(RF)系统的分析与设计。本指南将介绍如何使用Keysight SystemVue模拟器来有效地支持RF与数字系统的开发工作。 #### 二、SystemVue综合模拟器 ##### 1.1 引言 SystemVue 是一个综合性的设计平台,它集成了多种不同类型的模拟器,这些模拟器能够帮助设计师在不同的抽象级别上对系统进行建模、仿真和优化。下面将详细介绍SystemVue中的各种模拟器及其功能。 ##### 1.2 传统仿真技术 在SystemVue之前,RF系统的设计主要依赖于基于SPICE的电路级仿真,这种方法虽然精确但耗时较长,不适合快速迭代设计过程。SystemVue通过引入更高层次的模型和更高效的仿真算法,大大提高了设计效率。 ##### 1.3 行为建模 行为建模是SystemVue的一个关键特性,它允许设计师在不牺牲性能的情况下简化模型,从而加快仿真速度。 ###### 1.3.1 数据流模拟器 数据流模拟器是SystemVue中最常用的一种模拟器,主要用于信号处理链路的行为级仿真。通过数据流图的方式表示信号处理流程,可以直观地理解信号如何从输入端到输出端的变化过程。 ###### 1.3.2 SpectraSys SpectraSys 是一个专门针对RF系统中频谱分析的模块,它可以自动计算并显示系统的频率响应、噪声系数等关键指标,对于优化接收机或发射机的设计非常有帮助。 ###### 1.3.3 What-If 频率规划器 What-If 频率规划器提供了一种交互式的工具,设计师可以通过调整各种参数来观察其对系统性能的影响。这对于初步设计阶段评估不同的频率规划方案非常有用。 ###### 1.3.4 参数扫描 参数扫描是一种常用的仿真方法,通过自动改变一个或多个变量并在不同条件下运行仿真,可以帮助设计师找到最优的设计点。 ###### 1.3.5 行为优化 行为优化是SystemVue中的高级功能之一,它可以根据预设的目标函数自动调整模型参数,从而达到最佳性能或满足特定的设计要求。 ##### 1.4 总结 SystemVue提供的各种模拟器和工具极大地简化了RF与数字系统的分析与设计过程,使得设计师能够在短时间内完成从概念验证到详细设计的全过程。 #### 三、RF系统设计基础 ##### 2.1 引言 了解基本的RF系统设计原理对于任何从事无线通信领域的工程师都是至关重要的。 ##### 2.2 接收器设计 接收器是RF系统中的核心组件之一,它的性能直接影响着整个系统的可靠性。以下是一些常见的接收器架构: ###### 2.3.1 超外差接收器 超外差接收器是最传统的接收器类型之一,它通过混频器将接收到的信号转换到较低的中间频率(IF),然后在IF上进行放大和解调。 ###### 2.3.2 低IF接收器 低IF接收器类似于超外差接收器,但中间频率设置得更低,这有助于减少所需的滤波器复杂度。 ###### 2.3.3 直接转换接收器 直接转换接收器省略了混频步骤,将射频信号直接转换为基带信号。这种架构具有结构简单的优势,但也存在易受镜像干扰和直流偏移等问题。 ###### 2.3.4 子采样接收器 子采样接收器利用非传统的采样技术来避免混频器和本地振荡器,从而简化了接收器的设计。 ##### 2.3 接收器架构基准 不同的接收器架构有着各自的优缺点,在选择时需要考虑如灵敏度、选择性、成本等因素。 ##### 2.4 系统级考虑因素 除了单个组件的性能之外,还需要考虑整个系统的性能指标,例如: ###### 2.4.1 绩效指标 包括信噪比(SNR)、动态范围、相位噪声等。 ###### 2.4.2 范围方程 用于估算无线通信系统的工作距离。 ###### 2.4.3 链路预算 链路预算是评估从发射机到接收机信号强度变化的过程,它是确定通信系统覆盖范围的重要工具。 ###### 2.4.4 灵敏度和选择性 灵敏度决定了接收机可以检测到的最小信号强度,而选择性则衡量接收机抑制不需要信号的能力。 ##### 2.5 射频系统的非线性行为 在实际的RF系统中,非线性
  • Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits by Claude E. Shannon
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    《继电器和开关电路的符号分析》是克劳德·香农于1938年完成的硕士论文,首次提出了使用布尔代数来设计和简化电子电路的方法,奠定了数字电路理论的基础。 继电器的符号分析是一篇关于Claude E. Shannon所著《继电器与开关电路的符号分析》的文章。这篇文章详细探讨了继电器在电子学中的应用及其理论基础,为后续数字逻辑设计的发展奠定了重要基础。
  • Fundamentals of Digital Logic and VHDL Design (3rd Edition)
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    本书为数字逻辑与VHDL设计的入门教材(第3版),全面介绍了数字电路的基本原理和VHDL语言的应用。 这是一本非常经典的VHDL教材,提供英文原版PDF版本,支持复制和编辑功能。