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Der unmittelbare Praxisbezug und die "learning by doing" -Strategie dieses Buches versetzt Studenten und Entwickler in der Industrie rasch in die Lage, ASICs mit professionellen Werkzeugen zu entwerfen. Es kombiniert eine allgemeine Einführung in die Entwurfmethodik und Realisierungstechnik mit einer konkreten, beispielhaften Entwicklung einer Speicherschaltung in CMOS-Technologie mit den Programmen MENTOR GRAPHICS und PSPICE - vom Lastenheft bis zum Chiplayout mit Testprogramm. Diese Schaltung ist leicht zu überblicken und enthält sowohl analoge als auch digitale Komponenten wie viele ASICs…mehr

Produktbeschreibung
Der unmittelbare Praxisbezug und die "learning by doing" -Strategie dieses Buches versetzt Studenten und Entwickler in der Industrie rasch in die Lage, ASICs mit professionellen Werkzeugen zu entwerfen. Es kombiniert eine allgemeine Einführung in die Entwurfmethodik und Realisierungstechnik mit einer konkreten, beispielhaften Entwicklung einer Speicherschaltung in CMOS-Technologie mit den Programmen MENTOR GRAPHICS und PSPICE - vom Lastenheft bis zum Chiplayout mit Testprogramm. Diese Schaltung ist leicht zu überblicken und enthält sowohl analoge als auch digitale Komponenten wie viele ASICs in der Industrieelektronik. Verdeutlicht werden auch unterschiedliche Entwurfmethoden wie full- und semi-custom- und Syntheseverfahren. Der Schluß des Buches befaßt sich mit der Umsetzung des Entwurfs in Silizium. In diesem Buch wird der Entwicklungsablauf und die Realisierungstechniken für anwendungsspezifische Schaltkreise am Beispiel einer Speicherschaltung in CMOS-Technologie vorgestellt.
Dabei werden alle Entwurfsschritte von der Erstellung des Lastenheftes bis zur Generierung des Testprogramms angesprochen. Die verschiedenen Entwurfs- und Syntheseverfahren auf Zell- u. auf Transistorebene werden gezielt eingesetzt, sowie die Methoden der teilautomatischen Layouterzeugung behandelt, wobei die Schaltungsverifikation durch Simulationstechniken und Prüfalgorithmen besonders Gewicht erhalten. Das Buch vermittelt potentiellen ASIC-Entwicklern Einblicke in das kommerzielle und technische Umfeld, in dem IC-Entwicklungen typischerweise ablaufen und versetzt die Leser konkret in die Lage, ICs für elektronische Systeme mit professionellen Entwicklungswerkzeugen zu realisieren. Es wendet sich an Studenten der Elektrotechnik und Informatik, sowie an Praktiker in der Industrie.
  • Produktdetails
  • Verlag: Springer, Berlin
  • 1999.
  • Seitenzahl: 540
  • Erscheinungstermin: 18. Februar 1999
  • Deutsch
  • Abmessung: 235mm x 155mm x 28mm
  • Gewicht: 778g
  • ISBN-13: 9783540616641
  • ISBN-10: 3540616640
  • Artikelnr.: 07761402
Inhaltsangabe
1 Einleitung.- 2 Konzepte, Technologien und Realisierungstechniken.- 2.1 Systementwicklung.- 2.2 Schaltungsoptionen.- 2.2.1 Mikroprozessoren.- 2.2.2 Standardbausteine und ASICs.- 2.2.2.1 ASICs.- 2.2.2.2 ASIC-Entwurfsziele.- 2.2.2.3 Elektrisch konfigurierbare Logikschaltungen.- 2.3 Technologien und Realisierungsmethoden für ASICs.- 2.3.1 Halbleitertechnologien für ASICs.- 2.3.2 Realisierungstechniken für ASICs.- 2.3.2.1 Vollkundenspezifischer Entwurf.- 2.3.2.2 Halbkundenspezifischer oder Semi-Custom-Entwurf.- 2.3.2.3 Gate-Arrays.- 2.3.3 Das integrationsgerechte Schaltungskonzept.- 2.3.4 Optimale Realisierungstechniken.- 2.4 IC-Gehause und Aufbautechnik.- 2.5 Übungsaufgaben.- 3 Der ASIC-Entwurfsprozeß.- 3.1 Hierarchien und Sichtweisen.- 3.2 ASIC-Spezifikation: Datenblätter und Blockschaltbilder.- 3.3 Rechnergestützte ASIC-Entwicklung.- 3.3.1 Strukturelle Beschreibung der Schaltung durch Schaltpläne.- 3.3.2 Simulationsprogramme.- 3.3.3 Rechnergestützte Layouterstellung.- 3.3.4 Layoutverification.- 3.4 Die Übergabe der Entwurfsdaten an den Halbleiterhersteller.- 3.5 Das Testprogramm.- 3.6 Die Prototypenuntersuchung.- 3.7 Die Freigabeuntersuchung.- 3.8 Übungsaufgaben.- 4 Transistortheorie und Schaltungstechnik.- 4.1 Stromgleichungen für MOS-Transistoren.- 4.2 CMOS-Grundschaltungen.- 4.2.1 Logikelemente und Signalpegel.- 4.2.2 Logikgatter aus komplementären MOS-Transistoren.- 4.2.3 Gleich- und Wechselstromverhalten von CMOS-Logikgattern.- 4.2.4 Analoge Grundschaltungen.- 4.2.4.1 Spannungsteiler und aktive Lasten.- 4.2.4.2 Stromspiegelschaltungen.- 4.2.4.3 Differenzstufen und Komparatoren.- 4.2.5 Dynamische Schaltungen.- 4.2.6 Speicherschaltungen.- 4.2.7 Signalübertragung in Pass-Transistoren und Transfergattern.- 4.3 Takte.- 4.3.1 Sequentielle und asynchrone Schaltungen.- 4.3.2 Taktsignale und Taktungsverfahren für sequentielle Schaltungen.- 4.3.3 Takterzeugung.- 4.3.4 Taktverteilung.- 4.4 Verlustleistung und Power-Delay-Produkt.- 4.5 Zusammenfassung.- 4.6 Übungsaufgaben.- 5. Schaltungssimulation.- 5.1. Der Analogsimulator SPICE.- 5.1.1 Rechenverfahren und Modelle.- 5.1.2 Modellebenen und Modellparameter bei SPICE.- 5.1.3 MOS- Transistoren mit parasitären Komponenten.- 5.1.4 Kurzkanaltransistoren.- 5.1.5 Parametervarianten und Simulationsgenauigkeit bei SPICE.- 5.1.6 SPICE-Netzlisten und-Programme.- 5.1.6.1 Allgemeine Syntax-Regeln.- 5.1.6.2 Bauelement-und Modellanweisungen.- 5.1.6.3 Strom-und Spannungsquellen.- 5.1.7 Analysemöglichkeiten und Steueranweisungen.- 5.1.7.1 Gleichstromanalyse.- 5.1.7.2 Zeitanalyse.- 5.17.3 Frequenzanalyse.- 5.1.7.4 Anweisungen zur Ausgabe der Simulationsergebnisse.- 5.1.8 Definition von Teilschaltungen mit der SUBCKT-Anweisung.- 5.2 Digitalsimulation.- 5.2.1 Rechenverfahren und Modellbildung bei der Digitalsimulation.- 5.2.1.1 Ereignisgesteuerte Simulation.- 5.2.1.2 Laufzeitmodelle auf Gatterebene.- 5.2.2 Der Logiksimulator QuicksimII.- 5.2.2.1 Schaltpläne,Zeitverhalten und Signalzustände.- 5.2.2.2 Ereignissteuerung.- 5.2.2.3 Methoden zur Laufzeitverarbeitung (Delay modes).- 5.2.2.4 Die Behandlung von Spikes.- 5.2.2.5 Initialisierung.- 5.3 Zusammenfassung.- 5.4 Übungsaufgaben.- 6 Schnittstellen zwischen IC-Entwickler und Halbleiterhersteller.- 6.1 Definition von Halbleiterschaltungen mit Layout und Masken.- 6.1.2 Layouteditoren.- 6.1.3 Layoutdarstellungen von Bauelementen.- 6.1.4 Kritische Dimensionen, Entwurfsregeln und Layoutverifikation.- 6.1.5 Layoutverkleinerung ("Shrink").- 6.2 Simulationsparameter: SPICE-Dateien und Technologietoleranzen.- 6.3 Standardzellen.- 6.3.1 Makrozellen.- 6.3.2 Datenblätter der Bibliothekszellen.- 6.3.2.1 Statische Kenn- und Grenzwerte.- 6.3.2.2 Datenblätter für Standardzellen.- 6.3.3 Peripheriezellen und Schutzschaltungen.- 6.4 IC-Entwurf auf Standardzell-Basis.- 6.5 Zusammenfassung und Schlußbemerkungen.- 6.6 Übungsaufgabe.- 7 Entwurfssysteme.- 7.1 Parallele Entwurfsmethodik und Datenorganisation.- 7.1.1 Design und Komponente.- 7.1.2 Funktional