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第一章 概论1

1.1 集成电路发展趋势1

1.1.1 发展规模与VLSI定义1

目录1

1.1.2 VLSI设计中的主要问题2

1.2 VLSI的层次式设计4

1.2.1 VLSI设计一般形式4

1.2.2 单元电路层次式设计6

1.3 VLSI设计描述8

1.3.1 行为描述9

1.3.2 结构描述10

1.3.3 几何描述12

习题与思考题15

2.1 引言17

第二章 集成电路工艺基础及版图17

2.2 集成电路制造基础18

2.2.1 氧化工艺18

2.2.2 光刻工艺18

2.2.3 掺杂工艺20

2.2.4 金属化工艺20

2.3 CMOS电路加工工艺21

2.4 设计规则与工艺参数26

2.4.1 设计规则的内容与作用26

2.4.2 设计规则的描述26

2.4.3 参数化表示30

2.5 电学参数33

2.5.1 分布电阻33

2.5.2 分布电容36

习题与思考题39

第三章 MOS晶体管与电路设计基础40

3.1 MOS晶体管40

3.1.1 NMOS管I-V特性40

3.1.2 PMOS管I-V特性42

3.2 MOS晶体管开关43

3.3 CMOS反相器直流特性44

3.4 CMOS基本门47

3.4.1 与非门47

3.4.2 或非门48

3.4.3 CMOS传输门50

3.5 信号传输延迟51

3.5.1 CMOS反相器延迟时间51

3.5.2 连线延迟55

3.5.3 电路扇出延迟57

3.5.4 大电容负载驱动电路58

3.6 功耗61

3.6.1 金属导线宽度的确定61

3.6.2 CMOS功耗61

习题与思考题63

第四章 半定制电路65

4.1 引言65

4.2 门阵列设计方法66

4.2.1 门阵列母片结构67

4.2.2 单元结构68

4.2.3 门阵列设计流程74

4.3 标准单元设计75

4.3.1 标准单元库75

4.4.1 概述78

4.4.2 可编程逻辑器件编程原理78

4.4 可编程逻辑器件设计78

4.3.2 标准单元设计流程78

4.4.3 典型PLD器件结构80

4.4.4 PLD器件设计过程87

4.5 可编程门阵列设计92

4.5.1 概述92

4.5.2 Xilinx公司的PGA设计92

4.5.3 Altera公司的FPGA104

习题与思考题109

第五章 全定制电路设计111

5.1 全定制设计与半定制设计的主要区别111

5.2 全定制电路的结构化设计特征112

5.3 全定制电路的阵列逻辑设计形式114

5.3.1 Weinberger阵列结构与栅列阵版图114

5.3.2 PLA结构117

5.3.3 存储器结构121

5.4 单元在全定制设计中的作用与单元设计125

习题与思考题126

第六章 可测试性结构设计128

6.1 VLSI可测试设计的重要意义128

6.2 测试基础128

6.2.1 故障模型128

6.2.2 可测试性分析130

6.2.3 故障模拟与测试向量生成132

6.3 可测试性结构设计133

6.3.1 分块测试133

6.3.2 扫描测试设计134

6.4 内含测试与自测试137

6.5 标准化测试体系结构设计方法——JTAG法141

习题与思考题144

7.2 MOS时钟电路145

第七章 CMOS电路与子系统设计145

7.1 引言145

7.3 双相时钟MOS存储器电路147

7.4 简单移位寄存器149

7.5 时钟CMOS逻辑151

7.5.1 C2MOS151

7.5.2 预充电逻辑152

7.5.3 多米诺CMOS156

7.6 寄存器存储电路158

7.7 组合逻辑159

7.8 微码控制器160

7.8.1 数据路径160

7.8.2 桶形移位器161

7.8.3 算术逻辑单元163

习题与思考题164

8.1 设计验证与自动化的意义166

第八章 设计验证与自动化166

8.2 电路模拟167

8.3 逻辑模拟与时序模拟171

8.4 开关级模拟174

8.5 定时分析178

8.6 寄存器传输级模拟179

8.6.1 寄存器传输语言描述示例180

8.6.2 ISPS描述与模拟181

8.7 VHDL语言183

8.8 逻辑综合与硅编译187

8.8.1 逻辑综合188

8.8.2 硅编译189

第八章 习题与思考题193

附录194

参考文献195