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第1章 VLSI设计基础概述1

1.1 VLSI设计技术基础与主流制造技术1

1.2 VLSI设计方法与设计技术2

1.3 新技术对VLSI的贡献3

1.4 ASIC和VLSI4

1.5 SOC4

1.6 VLSI的版图结构和设计技术5

1.6.1 VLSI的版图总体结构5

1.6.2 VLSI版图的内部结构5

第2章 MOS器件与工艺基础7

2.1 MOS晶体管基础7

2.1.1 MOS晶体管结构及基本工作原理7

2.1.2 MOS晶体管的阈值电压VT11

2.1.3 MOS晶体管的电流-电压方程12

2.1.4 MOS晶体管的平方律转移特性12

2.1.5 MOS晶体管的跨导gm13

2.1.6 MOS晶体管的直流导通电阻13

2.1.7 MOS晶体管的交流电阻14

2.1.8 MOS晶体管的最高工作频率14

2.1.9 MOS晶体管的衬底偏置效应15

2.1.10 CMOS结构16

2.2 CMOS逻辑部件16

2.2.1 CMOS倒相器设计16

2.2.2 CMOS与非门和或非门的结构及其等效倒相器设计方法18

2.2.3 其他CMOS逻辑门20

2.2.4 D触发器26

2.2.5 内部信号的分布式驱动结构27

2.3 MOS集成电路工艺基础27

2.3.1 基本的集成电路加工工艺27

2.3.2 CMOS工艺的主要流程30

2.3.3 Bi-CMOS工艺技术33

第3章 工艺与设计接口35

3.1 工艺对设计的制约与工艺抽象35

3.1.1 工艺对设计的制约35

3.1.2 工艺抽象36

3.2 设计规则38

3.2.1 几何设计规则38

3.2.2 电学设计规则43

3.2.3 设计规则在VLSI设计中的应用44

第4章 晶体管规则阵列设计技术45

4.1 晶体管阵列及其逻辑设计应用45

4.1.1 全NMOS结构ROM45

4.1.2 ROM版图47

4.2 MOS晶体管开关逻辑52

4.2.1 开关逻辑52

4.2.2 棒状图55

4.3 PLA及其拓展结构56

4.3.1 “与非-与非”阵列结构56

4.3.2 “或非-或非”阵列结构57

4.3.3 多级门阵列（MGA）58

4.4 门阵列60

4.4.1 门阵列单元61

4.4.2 整体结构设计准则64

4.4.3 门阵列在VLSI设计中的应用形式65

4.5 晶体管规则阵列设计技术应用66

第5章 单元库设计技术69

5.1 单元库概念69

5.2 标准单元设计技术70

5.2.1 标准单元描述70

5.2.2 标准单元库设计71

5.2.3 输入、输出单元（I/O PAD）73

5.3 积木块设计技术84

5.4 单元库技术的拓展85

第6章 微处理器86

6.1 系统结构概述86

6.2 微处理器单元设计87

6.2.1 控制器单元87

6.2.2 算术逻辑单元（ALU）90

6.2.3 乘法器102

6.2.4 移位器103

6.2.5 寄存器105

6.2.6 堆栈108

6.3 存储器组织109

6.3.1 存储器组织结构109

6.3.2 行译码器结构111

6.3.3 列选择电路结构113

第7章 测试技术和可测试性设计115

7.1 VLSI可测试性的重要性115

7.2 测试基础116

7.2.1 内部节点测试方法的测试思想116

7.2.2 故障模型117

7.2.3 可测试性分析120

7.2.4 测试矢量生成121

7.3可 测试性设计124

7.3.1 分块测试124

7.3.2 可测试性的改善设计125

7.3.3 内建自测试技术128

7.3.4 扫描测试技术129

第8章 模拟单元与变换电路130

8.1 模拟集成电路中的基本元件130

8.1.1 电阻130

8.1.2 电容136

8.2 基本偏置电路137

8.2.1 电流偏置电路137

8.2.2 电压偏置电路144

8.3 放大电路148

8.3.1 单级倒相放大器148

8.3.2 差分放大器154

8.3.3 源极跟随器158

8.3.4 MOS输出放大器159

8.4 运算放大器161

8.4.1 两级CMOS运放162

8.4.2 CMOS共源-共栅（cascode）运放163

8.4.3 带有推挽输出级的运放163

8.4.4 采用衬底晶体管输出级的运放164

8.5 电压比较器165

8.5.1 电压比较器的电压传输特性166

8.5.2 差分电压比较器166

8.5.3 两级电压比较器166

8.6 D/A、A/D变换电路167

8.6.1 D/A变换电路167

8.6.2 A/D变换电路170

8.7 模拟集成电路单元的版图设计174

8.7.1 大尺寸MOS管的版图设计174

8.7.2 器件的失配问题175

8.7.3 多层金属版图的互连问题178

第9章 VHDL和Verilog HDL179

9.1 硬件描述语言概述179

9.2 VHDL180

9.2.1 一些简单的例子180

9.2.2 VHDL源程序的基本结构183

9.2.3 VHDL的数据类型及运算操作符190

9.2.4 VHDL的主要描述语句193

9.2.5 仿真简介205

9.3 VerilogHDL207

9.3.1 简单的例子208

9.3.2 Verilog HDL源程序的基本结构209

9.3.3 Verilog HDL中的数值、数据类型和参数214

9.3.4 运算操作符218

9.3.5 Verilog HDL中的主要描述语句221

第10章 设计系统237

10.1 设计系统的组织237

10.1.1 管理和支持软件模块238

10.1.2 数据库238

10.1.3 应用软件239

10.2 设计流程与软件的应用243

参考文献247