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内容大纲
本书系统介绍了超大规模集成电路（VLSI）与嵌入式系统的设计与应用。全书共分为4个部分：第1部分主要介绍决策图（DD），DD广泛使用计算机辅助设计（CAD）软件进行综合电路和形式验证；第2部分主要涵盖多值电路的设计架构，多值电路能够改进当前的VLSI设计；第3部分涉及可编程逻辑器件（PLD），PLD可以被编程，用于在单个芯片中为VLSI和嵌入式系统整合复杂的逻辑函数。第4部分集中介绍用于嵌入式系统的数字电路设计架构，最后还结合大量实例介绍VLSI与嵌入式系统的应用。
本书适合从事超大规模集成电路与嵌入式系统设计及应用的从业者，也可供院校集成电路相关专业师生学习参考。 -
作者介绍
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目录
缩略语
第1部分 决策图
第1章 共享多端二元决策图
1.1 引言
1.2 预备知识
1.3 SMTBDD(k)的一个优化算法
1.3.1 权重计算程序
1.3.2 SMTBDD(3)的优化
1.4 小结
参考文献
第2章 多输出函数
2.1 引言
2.2 多输出函数的二元决策图
2.2.1 共享二元决策图和多端二元决策图
2.2.2 用于特征函数的二元决策图
2.2.3 各种二元决策图的比较
2.3 紧凑型BDD for CF的构造
2.3.1 问题描述
2.3.2 输出变量的排序
2.3.3 基于交错采样方案的输入变量排序
2.3.4 输入变量和输出变量的交错
2.3.5 变量排序算法
2.4 小结
参考文献
第3章 多输出函数的共享多值决策图
3.1 引言
3.2 决策图
3.2.1 二元决策图
3.2.2 多值决策图
3.3 紧凑型SMDD的构造
3.3.1 二进制输入变量的配对
3.3.2 输入变量的排序
3.4 小结
参考文献
第4章 多值决策图最小化的启发式算法
4.1 引言
4.2 基本性质
4.3 多值决策图
4.4 多值决策图的最小化
4.4.1 二值输入的配对
4.4.2 多值变量的排序
4.5 小结
参考文献
第5章 多输出函数的时分复用实现——基于共享多端多值决策图
5.1 引言
5.2 多输出函数的决策图
5.2.1 共享二元决策图
5.2.2 共享多值决策图
5.2.3 共享多端多值决策图
5.3 时分复用实现
5.3.1 基于SBDD的TDM实现
5.3.2 基于SMDD的TDM实现
5.3.3 基于SMTMDD的TDM实现
5.3.4 TDM 现的比较
5.4 SMTMDD的精简
5.5 决策图大小的上限
5.6 小结
参考文献
第6章 多输出开关函数——基于多值伪克罗内克决策图
6.1 引言
6.2 定义和基本性质
6.3 伪克罗内克决策图
6.3.1 二值伪克罗内克决策图
6.3.2 多值伪克罗内克决策图
6.4 四值伪克罗内克决策图的优化
6.4.1 二值输入变量的配对
6.4.2 四值变量的排序
6.4.3 展开的选择
6.5 小结
参考文献
第2部分 多值电路设计架构
第7章 多值触发器——基于传输管逻辑
7.1 引言
7.1.1 传输管逻辑实现多值触发器
7.1.2 传输管逻辑实现带二进制编译码的多值触发器
7.2 无二进制编译码的多值触发器
7.2.1 传输管和阈值门的特性
7.2.2 用阈值门实现多值逆变器
7.2.3 用多值传输管逻辑实现多值触发器
7.3 小结
参考文献
第8章 多值多输出逻辑电路——基于电压模式传输管
8.1 引言
8.2 基本定义和术语
8.3 方法
8.3.1 二进制逻辑函数到多值逻辑函数的转换
8.3.2 函数的配对
8.3.3 输出阶段
8.4 小结
参考文献
第9章 多值输入二值输出函数
9.1 引言
9.2 基本定义
9.3 二值变量转换为多值变量
9.4 小结
参考文献
第10章 数字模糊运算——基于多值Fredkin门
10.1 引言
10.2 可逆逻辑
10.2.1 可逆门和经典数字逻辑
10.2.2 多值Fredkin门
10.3 模糊集与模糊关系
10.4 电路
10.4.1 多值Fredkin门模糊运算
10.4.2 用于组合模糊关系的脉动阵列结构
10.5 小结
参考文献
第11章 基于查找表的多值多输出逻辑表达式
11.1 引言
11.2 基本定义和性质
11.2.1 乘积项
11.2.2 最小乘积和
11.2.3 使用Kleenean系数的多值逻辑乘积和表达式
11.3 方法
11.3.1 支撑集矩阵
11.3.2 配对支撑集矩阵
11.4 基于Kleenean系数的多值多输出函数最小化算法
11.5 基于电流模式CMOS实现多值多输出函数
11.6 小结
参考文献
第3部分 可编程逻辑器件
第12章 基于查找表的神经网络矩阵乘法
12.1 引言
12.2 基本定义
12.3 方法
12.4 小结
参考文献
第13章 基于传输管逻辑的易测试可编程逻辑阵列
13.1 引言
13.2 乘积线分组
13.3 设计
13.4 乘积线分组技术
13.5 小结
参考文献
第14章 译码PLA输入分配的遗传算法
14.1 译码器简介
14.2 译码PLA
14.3 基本定义
14.4 遗传算法
14.4.1 遗传算法术语
14.4.2 简单遗传算法
14.4.3 稳态遗传算法
14.5 遗传算子
14.5.1 选择
14.5.2 交叉
14.5.3 突变
14.5.4 反演
14.6 译码PLA的遗传算法
14.6.1 问题编码
14.6.2 适应度函数
14.6.3 改进的遗传算法
14.6.4 译码与-异或PLA实现
14.7 小结
参考文献
第15章 基于FPGA的乘法器——采用LUT合并定理
15.1 引言
15.2 LUT合并定理
15.3 采用LUT合并定理的乘法器电路
15.4 小结
参考文献
第16章 基于LUT的BCD加法器
16.1 引言
16.2 基于LUT的BCD加法器的设计
16.2.1 并行BCD加法
16.2.2 用LUT实现并行BCD加法器电路
16.3 小结
参考文献
第17章 FPGA布局布线算法
17.1 引言
17.2 布局和布线
17.3 模块划分算法
17.4 Kernighan-Lin算法
17.4.1 K-L算法原理
17.4.2 K-L算法实现
17.4.3 K-L算法步骤
17.5 小结
参考文献
第18章 基于LUT的BCD乘法器
18.1 引言
18.2 基本性质
18.3 算法
18.3.1 BCD乘法思想
18.3.2 LUT架构
18.4 基于LUT的BCD乘法器设计
18.5 小结
参考文献
第19章 基于鸽笼原理的LUT矩阵乘法器电路
19.1 引言
19.2 基本定义
19.2.1 二进制乘法
19.2.2 矩阵乘法
19.2.3 BCD编码
19.2.4 BCD加法
19.2.5 二进制到BCD转换
19.2.6 鸽笼原理
19.2.7 现场可编程门阵列
19.2.8 查找表
19.2.9 基于LUT的加法器
19.2.10 BCD加法器
19.2.11 比较器
19.2.12 移位寄存器
19.2.13 字面量成本
19.2.14 门输入成本
19.2.15 Xilinx Virtex-6 FPGA Slice
19.3 矩阵乘法器
19.3.1 一种高效的矩阵乘法
19.3.2 矩阵乘法算法
19.3.3 高性价比的矩阵乘法器电路
19.4 小结
参考文献
第20章 BCD加法器——使用基于LUT的FPGA
20.1 引言
20.2 基于LUT的BCD加法器
20.2.1 BCD加法
20.2.2 LUT架构
20.3 使用LUT的BCD加法器电路
20.4 小结
参考文献
第21章 通用复杂可编程逻辑器件（CPLD）电路板
21.1 引言
21.2 硬件设计与开发
21.2.1 DC-DC转换器
21.2.2 JTAG接口
21.2.3 LED接口
21.2.4 时钟电路
21.2.5 CPLD
21.2.6 七段显示器
21.2.7 输入/输出连接器
21.3 CPLD内部硬件设计
21.3.1 A5/1算法
21.3.2 七段显示驱动器
21.3.3 8位二进制计数器
21.4 应用
21.5 小结
参考文献
第22章 基于FPGA的可编程逻辑控制器（PLC）
22.1 引言
22.2 PLC中的FPGA技术
22.3 PLC系统设计流程
22.3.1 梯形图程序结构
22.3.2 PLC的运行模式
22.3.3 梯形图扫描
22.3.4 梯形图执行
22.3.5 系统实现
22.4 设计约束
22.5 小结
参考文献
第4部分 数字电路设计架构
第23章 除法器电路设计——基于商和部分余数的并行计算
23.1 引言
23.2 基本定义
23.2.1 除法运算
23.2.2 移位寄存器
23.2.3 补码逻辑
23.2.4 比较器
23.2.5 加法器
23.2.6 减法器
23.2.7 查找表
23.2.8 计数器电路
23.2.9 可逆逻辑和容错逻辑
23.3 方法学
23.3.1 除法算法
23.3.2 基于ASIC的电路
23.3.3 基于LUT的电路
23.4 小结
参考文献
第24章 TANT网络的布尔函数综合
24.1 引言
24.2 TANT最小化
24.3 TANT最小化的推荐方法
24.4 不同阶段使用的算法
24.5 小结
参考文献
第25章 基于神经网络的非对称高基有符号数加法器
25.1 基本定义
25.1.1 神经网络
25.1.2 非对称数系统
25.1.3 二进制到非对称数系统的转换
25.1.4 AHSD4数字系统的加法
25.2 基于神经网络的加法器设计
25.3 基5非对称高基有符号数加法
25.4 小结
参考文献
第26章 SoC测试自动化集成框架——基于矩形装箱的包装器/TAM协同优化与约束测试调度
26.1 引言
26.2 包装器设计
26.3 TAM设计及测试调度
26.4 功率约束测试调度
26.4.1 数据结构
26.4.2 矩形结构
26.4.3 对角线长度计算
26.4.4 TAM任务分配
26.5 小结
参考文献
第27章 基于忆阻器的SRAM
27.1 引言
27.2 忆阻器特性
27.3 忆阻器作为开关
27.4 忆阻器工作原理
27.5 忆阻SRAM
27.6 小结
参考文献
第28章 微处理器设计的容错方法
28.1 引言
28.1.1 设计故障
28.1.2 制造缺陷
28.1.3 运行故障
28.2 动态验证
28.2.1 系统架构
28.2.2 检查处理器架构
28.3 物理设计
28.4 附加故障覆盖率的设计改进
28.4.1 运行错误
28.4.2 制造错误
28.5 小结
参考文献
第29章 超大规模集成电路与嵌入式系统的应用
29.1 超大规模集成电路应用
29.1.1 工业厂房中的自主机器人
29.1.2 制造业中的机器
29.1.3 用于质量控制的智能视觉技术
29.1.4 确保安全的可穿戴设备
29.1.5 使用CPU进行计算
29.1.6 片上系统
29.1.7 前沿AI处理
29.1.8 5G网络中的VLSI
29.1.9 模糊逻辑和决策图
29.2 嵌入式系统应用
29.2.1 用于路灯控制的嵌入式系统
29.2.2 用于工业温度控制的嵌入式系统
29.2.3 用于交通信号控制的嵌入式系统
29.2.4 用于车辆定位的嵌入式系统
29.2.5 用于战地侦察机器人的嵌入式系统
29.2.6 自动售货机
29.2.7 机械臂调节器
29.2.8 路由器和交换机
29.2.9 工业FPGA
29.2.10 工业PLC
29.3 小结
参考文献
结束语
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