無人系統(tǒng)設(shè)計(jì)與集成

本書主要介紹了無人系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與集成，對無人系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)以及相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)描述。全書共分7章，首先總結(jié)了無人系統(tǒng)的概念、意義、作戰(zhàn)運(yùn)用準(zhǔn)則以及無人系統(tǒng)的發(fā)展，然后不僅從總體上對無人系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了討論，還對無人系統(tǒng)的控制與導(dǎo)航制導(dǎo)技術(shù)、三維在線路徑規(guī)劃技術(shù)以及圖像智能信息處理技術(shù)等分技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，又對無人系統(tǒng)的任務(wù)載荷與數(shù)據(jù)鏈路進(jìn)行了分析和介紹，最后以炮射巡飛彈的總體設(shè)計(jì)為例對于無人系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)進(jìn)行了具體分析和闡述。本書內(nèi)容建立在多年相關(guān)領(lǐng)域教學(xué)和科研工作基礎(chǔ)之上，是對無人系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)與集成以及關(guān)鍵技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，對未來無人系統(tǒng)領(lǐng)域的研究具有很好的借鑒作用。本書可以作為兵器、航空航天等國防科技領(lǐng)域工程技術(shù)人員以及科研工作者的學(xué)習(xí)參考書，也可以作為相關(guān)專業(yè)的研究生教材。

第1章緒論1

1.1無人系統(tǒng)的基本概念和內(nèi)涵1

1.2無人系統(tǒng)的意義及作戰(zhàn)使命分析1

1.2.1無人系統(tǒng)的意義1

1.2.2無人系統(tǒng)的任務(wù)使命2

1.3無人系統(tǒng)的作戰(zhàn)運(yùn)用準(zhǔn)則6

1.3.1無人系統(tǒng)的軍事需求與作戰(zhàn)倫理之間的平衡7

1.3.2無人系統(tǒng)的運(yùn)用準(zhǔn)則8

1.4無人系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢分析9

1.4.1無人系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀9

1.4.2無人系統(tǒng)的發(fā)展趨勢10

第2章軍用無人系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)14

2.1用戶需求分析15

2.2技術(shù)需求轉(zhuǎn)化16

2.2.1功能需求18

2.2.2性能需求18

2.2.3接口需求18

2.2.4環(huán)境需求18

2.2.5可靠性需求18

2.2.6安全性需求19

2.2.7需求分解、分配和確認(rèn)19

2.2.8技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 19

2.3總體設(shè)計(jì)技術(shù)21

2.3.1邏輯分解21

2.3.2設(shè)計(jì)方案21

2.4多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)方法25

2.4.1多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)的知識(shí)體系25

2.4.2分析建模中的關(guān)鍵技術(shù)25

2.4.3多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)方法28

第3章無人系統(tǒng)的控制與導(dǎo)航制導(dǎo)技術(shù)31

3.1自動(dòng)控制系統(tǒng)31

3.1.1控制系統(tǒng)總體31

3.1.2先進(jìn)的控制技術(shù)34

3.1.3自動(dòng)駕駛儀的實(shí)現(xiàn)35

3.2自主導(dǎo)航與制導(dǎo)技術(shù)37

3.2.1慣性導(dǎo)航技術(shù)37

3.2.2衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)38

3.2.3組合導(dǎo)航40

3.2.4導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展趨勢41

3.2.5自主制導(dǎo)技術(shù)41

3.2.6尋的制導(dǎo)技術(shù)43

3.3導(dǎo)航與控制系統(tǒng)47

3.3.1概述47

3.3.2導(dǎo)航系統(tǒng)與避障技術(shù)48

3.3.3基于圖像的輔助導(dǎo)航技術(shù)52

第4章三維在線路徑規(guī)劃技術(shù)58

4.1在線路徑規(guī)劃及空間表示方法概述58

4.1.1在線路徑規(guī)劃方法58

4.1.2規(guī)劃空間表示方法58

4.2Dubins路徑59

4.2.1基本知識(shí)59

4.2.2Dubins路徑的基本概念60

4.2.3微分幾何法計(jì)算Dubins路徑長度61

4.2.4兩點(diǎn)間Dubins路徑生成64

4.2.5仿真分析65

4.3三維路徑生成方法67

4.3.1三維Dubins路徑最優(yōu)解分析67

4.3.2螺線模型三維Dubins路徑生成方法68

4.3.3二平面模型三維Dubins路徑生成72

4.3.4仿真分析79〖HJ〗

第5章圖像智能信息處理技術(shù)81

5.1圖像配準(zhǔn)技術(shù)81

5.1.1圖像配準(zhǔn)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀81

5.1.2圖像配準(zhǔn)的方法綜述81

5.2圖像獲取的系統(tǒng)模型84

5.2.1相機(jī)透視投影成像模型84

5.2.2相機(jī)運(yùn)動(dòng)與成像關(guān)系86

5.3圖像特征提取方法92

5.3.1基于仿射不變量的特征區(qū)域提取92

5.3.2基于尺度空間的特征點(diǎn)提取97

5.4圖像特征配準(zhǔn)方法105

5.4.1相位相關(guān)法105

5.4.2特征點(diǎn)匹配法106

5.4.3最鄰近的NN算法107

5.4.4k-d樹算法108

5.4.5BBF算法109

5.4.6去除錯(cuò)誤配準(zhǔn)特征點(diǎn)算法110

5.4.7仿真分析112

5.5圖像的拼接方法114

5.5.1圖像變換與配準(zhǔn)誤差計(jì)算114

5.5.2圖像變換插值115

5.5.3圖像的融合研究117

5.5.4圖像拼接方式119

5.5.5仿真分析122

5.6基于光流場的動(dòng)目標(biāo)信息提取技術(shù)126

5.6.1光流場126

5.6.2球面光流場128

5.6.3光流場分布129

5.6.4球面光流場景深信息提取132

5.6.5基于時(shí)空梯度的球面光流算法135

5.6.6景深探測機(jī)制與計(jì)算方法136

5.6.7球面光流場景深探測仿真實(shí)驗(yàn)138

第6章無人系統(tǒng)任務(wù)載荷與數(shù)據(jù)鏈路142

6.1任務(wù)載荷142

6.1.1不同任務(wù)使命下的有效載荷及設(shè)計(jì)142

6.1.2任務(wù)載荷的應(yīng)用概況及發(fā)展趨勢150

6.2數(shù)據(jù)鏈路153

6.2.1概述153

6.2.2數(shù)據(jù)鏈路的機(jī)構(gòu)與原理153

6.2.3對數(shù)據(jù)鏈路的特別要求154

6.2.4數(shù)據(jù)鏈路的抗干擾分析155

6.2.5數(shù)據(jù)鏈路的發(fā)展趨勢156

6.3無人系統(tǒng)的互操作技術(shù)157

6.3.1概述157

6.3.2互操作技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)158

6.3.3人與無人系統(tǒng)之間的互操作技術(shù)161

6.3.4無人系統(tǒng)與有人武器系統(tǒng)的互操作技術(shù)163

6.3.5我國發(fā)展軍用無人系統(tǒng)的互操作技術(shù)建議165

第7章炮射巡飛彈總體設(shè)計(jì)實(shí)例167

7.1炮射巡飛彈系統(tǒng)的系統(tǒng)分析167

7.1.1任務(wù)設(shè)想167

7.1.2系統(tǒng)需求分析167

7.1.3系統(tǒng)質(zhì)量功能開發(fā)168

7.1.4系統(tǒng)功能流圖169

7.1.5系統(tǒng)的頂層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)169

7.1.6技術(shù)指標(biāo)分析171

7.1.7作戰(zhàn)運(yùn)用方式171

7.2炮射巡飛彈系統(tǒng)的概念設(shè)計(jì)與評(píng)估173

7.2.1概念設(shè)計(jì)173

7.2.2概念設(shè)計(jì)評(píng)估與向下選擇175

7.3炮射巡飛彈系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)178

7.3.1總體技術(shù)方案178

7.3.2炮射巡飛彈系統(tǒng)工作過程分析178

7.4炮射巡飛彈系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)184

7.4.1母彈設(shè)計(jì)方案184

7.4.2套筒設(shè)計(jì)方案187

7.4.3巡飛彈設(shè)計(jì)方案190

參考文獻(xiàn)195"

書名：無人系統(tǒng)設(shè)計(jì)與集成

書號(hào)：978-7-118-09670-5

作者：李杰

出版時(shí)間：2014年9月

譯者：

版次：1版1次

開本：16

裝幀：平裝

出版基金：

頁數(shù)：212

字?jǐn)?shù)：253

中圖分類：TN925

叢書名：

定價(jià)：49.90

本書適應(yīng)21世紀(jì)傳感、測控、無人、人工智能等技術(shù)發(fā)展的需要，詳細(xì)討論了陸上及低空無人系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法與制作技巧，即以編者團(tuán)隊(duì)近年指導(dǎo)學(xué)生參加全國教育機(jī)器人大賽、“恩智浦”（原“飛思卡爾”）杯全國大學(xué)生智能車競賽等的獲獎(jiǎng)作品為核心，從總體方案設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、軟/硬件調(diào)試技巧等幾個(gè)方面詳細(xì)介紹微小型無人系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制作方法。本書思路清晰、案例具體、可操作性強(qiáng)，特別適合95后機(jī)器人、無人機(jī)等愛好者作為入門實(shí)踐教程，高等院校機(jī)械電子、自動(dòng)化、測控技術(shù)與儀器等專業(yè)相關(guān)課程的教材，以及大學(xué)生智能車競賽和電子設(shè)計(jì)競賽基礎(chǔ)培訓(xùn)教學(xué)用書。

1章概述

11基本概念

12組成分類

13微小型無人系統(tǒng)的發(fā)展對技術(shù)的挑戰(zhàn)

14微小型無人系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

第2章Arduino智能搬運(yùn)小車的設(shè)計(jì)與制作

21總體設(shè)計(jì)方案

211智能搬運(yùn)小車的結(jié)構(gòu)

212智能搬運(yùn)小車的功能

22硬件設(shè)計(jì)

221伺服電動(dòng)機(jī)

222QTI傳感器

223超聲波傳感器

224顏色傳感器

23軟件設(shè)計(jì)

231軟件總體設(shè)計(jì)

232QTI傳感器的尋線算法

233超聲波定位算法

234白平衡和顏色識(shí)別算法

235搬運(yùn)過程

24設(shè)計(jì)心得

第3章Arduino虛擬現(xiàn)實(shí)感知小車的設(shè)計(jì)與制作

31總體方案設(shè)計(jì)

311系統(tǒng)的組成

312系統(tǒng)組成模塊

313系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

32硬件設(shè)計(jì)

321控制系統(tǒng)

322動(dòng)力系統(tǒng)

323底盤系統(tǒng)

33軟件設(shè)計(jì)

第4章聲音導(dǎo)引系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作

41設(shè)計(jì)任務(wù)

42設(shè)計(jì)要求

421基本要求

422補(bǔ)充說明

43方案比較與論證

431需求分析

432系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

433聲源定位方案的選擇

44理論分析與計(jì)算

441測量原理

442系統(tǒng)計(jì)算模型

443誤差信號(hào)的產(chǎn)生

444誤差的計(jì)算

45聲音導(dǎo)引系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

451總體設(shè)計(jì)

452無線收/發(fā)電路的設(shè)計(jì)

453電機(jī)驅(qū)動(dòng)及控制電路的設(shè)計(jì)

454音頻產(chǎn)生和接收電路的設(shè)計(jì)

455語音指示電路的設(shè)計(jì)

456控制電路的設(shè)計(jì)

46聲音導(dǎo)引系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

461系統(tǒng)工作流程

462定位參數(shù)的計(jì)算

463軟件流程

47系統(tǒng)測試

471測試使用的儀器

472指標(biāo)測試

第5章四旋翼無人飛行器的設(shè)計(jì)與制作

51概述

52總體設(shè)計(jì)

521四旋翼無人飛行器的飛行控制平臺(tái)

522四旋翼無人飛行器的結(jié)構(gòu)及控制原理

53硬件設(shè)計(jì)

531系統(tǒng)組成

532微控制系統(tǒng)模塊

533飛行姿態(tài)檢測模塊

534電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊

535超聲波測距模塊

536紅外避障模塊

537電源模塊

54四旋翼無人飛行器的軟件設(shè)計(jì)

541軟件總體設(shè)計(jì)

542軟件開發(fā)平臺(tái)

55飛行姿態(tài)解算算法及程序

551加速度傳感器檢測數(shù)據(jù)解算

552陀螺儀檢測數(shù)據(jù)解算

553卡爾曼濾波與平均值濾波

56PID控制算法

57四旋翼無人飛行器的制作與調(diào)試

571電子調(diào)速器對電機(jī)控制的調(diào)試

572MPU6050傳感器測量調(diào)試

573超聲波測距調(diào)試

574紅外避障調(diào)試

575四旋翼無人飛行器整體調(diào)試

第6章Arduino 六足機(jī)器人的設(shè)計(jì)與制作

61六足機(jī)器人的總體設(shè)計(jì)方案

611六足機(jī)器人的主要功能

612六足機(jī)器人肢體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

613六足機(jī)器人控制系統(tǒng)方案總體設(shè)計(jì)

62六足機(jī)器人的步態(tài)分析

621三角步態(tài)原理

622六足機(jī)器人直行步態(tài)

623六足機(jī)器人定點(diǎn)轉(zhuǎn)彎步態(tài)

63硬件設(shè)計(jì)及組裝

631Arduino主控制板

632舵機(jī)

633舵機(jī)控制板

634遙控器

64六足機(jī)器人的組裝

641舵機(jī)的組裝

642安裝六足機(jī)器人的支架

643舵機(jī)接口的連接

644PS2手柄接收器與舵機(jī)控制器的連接

645六足機(jī)器人與Arduino主控制板的連接

65軟件設(shè)計(jì)

651舵機(jī)上位機(jī)軟件

652六足機(jī)器人超聲波搖頭避障

653六足機(jī)器人穿越火線

654六足機(jī)器人紅外遙控

655六足機(jī)器人紅外防跌落

第7章直立智能車的設(shè)計(jì)與制作

71總體方案設(shè)計(jì)

72機(jī)械方案設(shè)計(jì)

721直立車模與控制原理

722機(jī)械方案的設(shè)計(jì)原則

723機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

73硬件方案設(shè)計(jì)

731電源模塊

732MCU模塊

733電磁信號(hào)處理模塊

734姿態(tài)傳感模塊

735編碼器模塊

736電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊

737藍(lán)牙通信模塊

74軟件方案設(shè)計(jì)

741角度環(huán)控制

742速度環(huán)控制

743轉(zhuǎn)向環(huán)控制

744電機(jī)PWM波的輸出及各控制環(huán)之間的耦合關(guān)系

75系統(tǒng)調(diào)試

751直立車模的直立調(diào)試

752直立車模的速度調(diào)試

753直立車模的轉(zhuǎn)向調(diào)試

第8章電磁智能車的設(shè)計(jì)與制作

81系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)

82系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

821主控板

822電磁傳感器模塊

823電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊

83系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)

831傳感器數(shù)據(jù)采集處理算法

832位置偏差獲取算法

833路徑規(guī)劃

834控制算法

84系統(tǒng)調(diào)試

841電磁傳感器模塊的調(diào)試

842參數(shù)整定

第9章攝像頭智能車的設(shè)計(jì)與制作

91總體方案設(shè)計(jì)

911系統(tǒng)目標(biāo)功能

912系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

92攝像頭傳感器的安裝

93攝像頭智能車的硬件設(shè)計(jì)

931電源管理模塊

932超聲波傳感器

933編碼器模塊

934攝像頭傳感器

935輔助調(diào)試模塊

936舵機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊

94圖像分析與處理

941提取邊界

942計(jì)算中線

943十字元素的識(shí)別及處理

944橫斷元素的識(shí)別及處理

945坡道元素的識(shí)別及處理

946彎道元素的識(shí)別及處理

947小S彎道元素的識(shí)別及處理

948斑馬線元素的識(shí)別及處理

95控制算法及其應(yīng)用

951PID控制算法

952PID參數(shù)調(diào)整

953PID控制器在舵機(jī)控制中的應(yīng)用

954PID控制器在電機(jī)控制中的應(yīng)用

96系統(tǒng)總體調(diào)試

961電機(jī)參數(shù)的調(diào)試

962轉(zhuǎn)向舵機(jī)的調(diào)試

963車體機(jī)械調(diào)整

964其他調(diào)試方法

第10章智能車多機(jī)交互的設(shè)計(jì)與制作

101通信手段

1011藍(lán)牙模塊

1012NRF24L01模塊

1013WIFI模塊

102雙車追逐方案設(shè)計(jì)

1021系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

1022通信測距模塊的選擇

1023雙車距離的控制

1024調(diào)試方法

103雙車超車方案的設(shè)計(jì)

1031比賽規(guī)則

1032超車方案

104雙車會(huì)車方案的設(shè)計(jì)

1041競賽規(guī)則

1042會(huì)車方案

105空-地協(xié)同方案的設(shè)計(jì)

1051硬件系統(tǒng)

1052機(jī)械部分

1053軟件系統(tǒng)

第1章 緒論

1.1 集成電路的發(fā)展簡史

1.2 集成電路產(chǎn)業(yè)鏈(行業(yè))概述

1.2.1 電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化行業(yè)

1.2.2 IP行業(yè)

1.2.3 集成電路設(shè)計(jì)服務(wù)行業(yè)

1.2.4 集成電路設(shè)計(jì)行業(yè)

1.2.5 集成電路晶圓制造行業(yè)

1.2.6 封裝測試行業(yè)

1.2.7 半導(dǎo)體設(shè)備與材料行業(yè)

1.2.8 集成電路分銷代理行業(yè)

1.3 VLSI設(shè)計(jì)流程

1.3.1 系統(tǒng)規(guī)范(System Specification)

1.3.2 架構(gòu)設(shè)計(jì)(Architecture Exploration)

1.3.3 邏輯功能設(shè)計(jì)與綜合(Logic Design and Syntheses)

1.3.4 電路設(shè)計(jì)、綜合與驗(yàn)證(Circuit Design，Syntheses and Verification)

1.3.5 物理設(shè)計(jì)(Physical Design)

1.3.6 物理驗(yàn)證(Physical Verification)

1.3.7 制造(Manufacture)

1.3.8 封裝和測試(Packaging and Testing)

1.4 VLSI設(shè)計(jì)模式

1.4.1 全定制設(shè)計(jì)

1.4.2 標(biāo)準(zhǔn)單元設(shè)計(jì)

1.4.3 宏單元

1.4.4 門陣列

1.4.5 現(xiàn)場可編程門陣列 (FPGA)

1.4.6 結(jié)構(gòu)化ASIC(無通道門陣列)

1.5 版圖層和設(shè)計(jì)規(guī)則

1.5.1 版圖層集成電路

1.5.2 設(shè)計(jì)規(guī)則

1.6 目前面臨的問題和發(fā)展方向

1.6.1 物理綜合技術(shù)

1.6.2 設(shè)計(jì)重用和片上系統(tǒng)

1.6.3 片上網(wǎng)絡(luò)

1.6.4 FPGA的動(dòng)態(tài)可重構(gòu)和異構(gòu)計(jì)算

1.6.5 演化硬件電路和系統(tǒng)

參考文獻(xiàn)

習(xí)題

第2章 可編程邏輯器件及現(xiàn)場可編程門陣列

2.1 可編程邏輯器件的分類及現(xiàn)狀

2.2 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器及其組合邏輯實(shí)現(xiàn)

2.2.1 存儲(chǔ)器件

2.2.2 基于存儲(chǔ)器ROM/RAM的組合邏輯及狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)

2.3 可編程邏輯器件

2.3.1 可編程邏輯陣列

2.3.2 可編程陣列邏輯

2.3.3 復(fù)雜可編程邏輯器件

2.4 現(xiàn)場可編程門陣列

2.4.1 FPGA的典型結(jié)構(gòu)

2.4.2 基于SRAM的FPGA

2.4.3 基于反熔絲多路開關(guān)(MUX)的FPGA

2.4.4 Xilinx和Altera的系列FPGA

2.5 基于Verilog的FPGA設(shè)計(jì)流程

2.5.1 架構(gòu)設(shè)計(jì)

2.5.2 設(shè)計(jì)輸入

2.5.3 RTL設(shè)計(jì)

2.5.4 FPGA綜合

2.5.5 布局布線

2.5.6 仿真與驗(yàn)證

2.5.7 基于ModelSim的設(shè)計(jì)與仿真流程

2.5.8 基于IP的FPGA嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.6 ASIC設(shè)計(jì)與FPGA設(shè)計(jì)之間的移植

2.6.1 可供選擇的設(shè)計(jì)方法

2.6.2 FPGA之間的轉(zhuǎn)換

2.6.3 FPGA到ASIC的轉(zhuǎn)換

2.6.4 ASIC到FPGA的轉(zhuǎn)換

2.7 FPGA的安全性設(shè)計(jì)

2.7.1 設(shè)備對FPGA日益增加的依賴

2.7.2 FPGA的安全設(shè)計(jì)及技術(shù)要點(diǎn)

參考文獻(xiàn)

習(xí)題

第3章 數(shù)字集成電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程

3.1 數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)的基本流程

3.2 需求分析和設(shè)計(jì)規(guī)格書

3.3 算法和架構(gòu)設(shè)計(jì)

3.3.1 算法設(shè)計(jì)

3.3.2 架構(gòu)設(shè)計(jì)

3.4 模塊設(shè)計(jì)、RTL設(shè)計(jì)和可測性設(shè)計(jì)

3.4.1 模塊設(shè)計(jì)

3.4.2 RTL設(shè)計(jì)

3.4.3 可測性設(shè)計(jì)

3.5 綜合

3.6 時(shí)序驗(yàn)證

3.6.1 動(dòng)態(tài)時(shí)序仿真和靜態(tài)時(shí)序分析

3.6.2 時(shí)序收斂

3.7 原型驗(yàn)證

3.8 后端設(shè)計(jì)

3.9 CMOS工藝選擇

3.10 封裝

3.11 生產(chǎn)測試

3.12 集成電路產(chǎn)業(yè)的變革及對設(shè)計(jì)方法的影響

參考文獻(xiàn)

習(xí)題

第4章 Verilog HDL基礎(chǔ)

4.1 Verilog HDL的基本結(jié)構(gòu)及描述方式

4.1.1 模塊的結(jié)構(gòu)

4.1.2 Verilog中的標(biāo)識(shí)符

4.1.3 Verilog中的端口和內(nèi)部變量的定義

4.1.4 結(jié)構(gòu)定義語句

4.1.5 注釋語句

4.1.6 Verilog原語(Primitives)

4.2 Verilog中的常量、變量和數(shù)據(jù)類型

4.2.1 數(shù)字聲明

4.2.2 常量、變量和運(yùn)算表達(dá)式

4.3 賦值語句

4.3.1 連續(xù)賦值語句

4.3.2 過程賦值語句

4.3.3 塊語句

4.4 電路功能描述方式

4.4.1 數(shù)據(jù)流描述方式

4.4.2 行為描述方式

4.4.3 結(jié)構(gòu)描述方式

4.4.4 混合描述方式

4.5 門電路的傳輸延遲

4.5.1 慣性延遲

4.5.2 傳輸延遲

4.5.3 模塊路徑延遲

4.5.4 延遲建模的表達(dá)式

4.6 數(shù)字邏輯驗(yàn)證和仿真

4.6.1 數(shù)字邏輯驗(yàn)證的4個(gè)階段

4.6.2 邏輯仿真

4.7 測試平臺(tái)testbench及仿真設(shè)計(jì)

4.7.1 testbench的概念及結(jié)構(gòu)

4.7.2 testbench的編寫

參考文獻(xiàn)

習(xí)題

第5章 數(shù)字邏輯電路的Verilog RTL建模和設(shè)計(jì)

5.1 數(shù)字系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通路和控制器

5.1.1 數(shù)據(jù)通路

5.1.2 控制部分

5.2 Verilog的寄存器傳輸級(jí)(RTL)設(shè)計(jì)流程

5.2.1 寄存器傳輸級(jí)概念和模型

5.2.2 寄存器傳輸級(jí)的基本特點(diǎn)

5.2.3 寄存器傳輸級(jí)的設(shè)計(jì)步驟

5.2.4 寄存器傳輸級(jí)設(shè)計(jì)與行為級(jí)設(shè)計(jì)的區(qū)別

5.3 基本組合電路設(shè)計(jì)

5.3.1 多路選擇器

5.3.2 譯碼器

5.3.3 行波進(jìn)位加法器和超前進(jìn)位全加器

5.4 基本時(shí)序電路設(shè)計(jì)

5.4.1 存儲(chǔ)元件的基本特點(diǎn)

5.4.2 鎖存器

5.4.3 D觸發(fā)器

5.4.4 計(jì)數(shù)器

5.5 有限狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)

5.5.1 有限狀態(tài)機(jī)的基本概念

5.5.2 狀態(tài)機(jī)的描述和基本語法

5.5.3 狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)流程和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

5.5.4 狀態(tài)機(jī)的描述風(fēng)格

5.5.5 狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)的建模技巧

參考文獻(xiàn)

習(xí)題

第6章 數(shù)字信號(hào)處理器的算法、架構(gòu)及實(shí)現(xiàn)

6.1 數(shù)字信號(hào)處理的算法分析與實(shí)現(xiàn)

6.1.1 算法分解的基礎(chǔ)理論

6.1.2 基本算法分析

6.2 信號(hào)處理器的基本運(yùn)算模型及實(shí)現(xiàn)

6.2.1 加法器、乘法器和延遲單元

6.2.2 積分器和微分器

6.2.3 抽樣和插值濾波器

6.3 數(shù)字濾波器的工作原理及實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)

6.3.1 數(shù)字濾波器的特點(diǎn)

6.3.2 FIR數(shù)字濾波器的工作原理

6.3.3 FIR濾波器技術(shù)參數(shù)及設(shè)計(jì)步驟

6.3.4 FIR濾波器的設(shè)計(jì)方案

6.3.5 FIR濾波器的一般實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)

6.3.6 FIR濾波器的抽頭系數(shù)編碼

6.4 FIR數(shù)字濾波器的Verilog描述及實(shí)現(xiàn)

6.4.1 數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程

6.4.2 FIR濾波器的Verilog設(shè)計(jì)舉例

6.4.3 數(shù)字相關(guān)器的Verilog設(shè)計(jì)舉例

6.5 數(shù)字信號(hào)處理器的有限字長 效應(yīng)

6.5.1 數(shù)字信號(hào)處理器的主要誤差源

6.5.2 有限字長的影響

6.5.3 減緩舍入誤差的措施

參考文獻(xiàn)

習(xí)題

第7章 可測性設(shè)計(jì)

7.1 測試和可測性設(shè)計(jì)的基本概念

7.1.1 故障測試基本概念和過程

7.1.2 自動(dòng)測試設(shè)備

7.2 故障建模及ATPG原理

7.2.1 故障建模的基本概念

7.2.2 數(shù)字邏輯單元中的常見故障模型

7.2.3 存儲(chǔ)器的故障模型

7.2.4 故障測試覆蓋率和成品率

7.2.5 ATPG的工作原理

7.2.6 ATPG的設(shè)計(jì)流程和工具

7.3 可測性設(shè)計(jì)

7.3.1 電路的可測性

7.3.2 常用的可測性設(shè)計(jì)方案

7.3.3 可測性設(shè)計(jì)的優(yōu)勢和不足

7.4 掃描測試

7.4.1 掃描測試原理

7.4.2 掃描測試的可測性設(shè)計(jì)

7.5 內(nèi)建自測試

7.5.1 內(nèi)建自測試的基本概念

7.5.2 存儲(chǔ)器的內(nèi)建自測試

7.6 邊界掃描法

7.6.1 邊界掃描法的基本結(jié)構(gòu)

7.6.2 JTAG和IEEE 1149.1標(biāo)準(zhǔn)

7.6.3 邊界掃描設(shè)計(jì)流程

參考文獻(xiàn)

習(xí)題

第8章 物理設(shè)計(jì)

8.1 數(shù)字集成電路的后端設(shè)計(jì)

8.1.1 數(shù)字集成電路的前端設(shè)計(jì)和后端設(shè)計(jì)

8.1.2 數(shù)字集成電路的前端設(shè)計(jì)

8.1.3 數(shù)字集成電路的后端設(shè)計(jì)

8.2 半導(dǎo)體制造工藝簡介

8.2.1 單晶硅和多晶硅

8.2.2 氧化工藝

8.2.3 摻雜工藝

8.2.4 掩模的制版工藝

8.2.5 光刻工藝

8.2.6 金屬化工藝

8.3 版圖設(shè)計(jì)規(guī)則

8.3.1 版圖設(shè)計(jì)規(guī)則

8.3.2 版圖設(shè)計(jì)規(guī)則的幾何約束

8.4 版圖設(shè)計(jì)

8.4.1 布局規(guī)劃

8.4.2 布線

8.4.3 寄生參數(shù)提取

8.5 版圖后驗(yàn)證

8.5.1 設(shè)計(jì)規(guī)則檢查(DRC)

8.5.2 版圖與原理圖的一致性檢查

8.5.3 版圖后時(shí)序分析(后仿真)

8.5.4 ECO技術(shù)

8.5.5 噪聲、VDD壓降和電遷移分析

8.5.6 功耗分析

8.6 數(shù)據(jù)交換及檢查

8.6.1 數(shù)據(jù)交換

8.6.2 檢查內(nèi)容及方法

8.7 封裝

8.7.1 封裝的基本功能

8.7.2 常見的封裝類型

8.7.3 系統(tǒng)級(jí)封裝技術(shù)

參考文獻(xiàn)

習(xí)題

第9章 仿真驗(yàn)證和時(shí)序分析

9.1 仿真類型

9.2 綜合后的時(shí)序仿真與驗(yàn)證

9.2.1 動(dòng)態(tài)時(shí)序分析

9.2.2 靜態(tài)時(shí)序分析

9.2.3 影響時(shí)序的因素

9.3 時(shí)序規(guī)范和用于時(shí)序驗(yàn)證的Verilog系統(tǒng)任務(wù)

9.3.1 時(shí)序規(guī)范

9.3.2 時(shí)序檢查驗(yàn)證

9.4 延遲反標(biāo)注

9.4.1 Verilog中的sdf

9.4.2 在ASIC設(shè)計(jì)流程中使用sdf

9.5 ASIC中時(shí)序違約的消除

9.5.1 消除時(shí)序違約的可選方案

9.5.2 利用緩沖器插入技術(shù)減少信號(hào)延遲

參考文獻(xiàn)

習(xí)題

第10章 低功耗設(shè)計(jì)

10.1 低功耗設(shè)計(jì)的意義

10.1.1 功耗問題的嚴(yán)重性

10.1.2 低功耗設(shè)計(jì)的意義

10.2 低功耗設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展趨勢

10.2.1 降低動(dòng)態(tài)功耗技術(shù)趨勢

10.2.2 降低靜態(tài)功耗技術(shù)趨勢

10.2.3 低功耗體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的趨勢

10.3 在各設(shè)計(jì)抽象層次降低功耗

10.3.1 降低動(dòng)態(tài)功耗技術(shù)

10.3.2 降低靜態(tài)功耗技術(shù)

10.4 系統(tǒng)級(jí)低功耗技術(shù)

10.4.1 硬件/軟件劃分

10.4.2 低功耗軟件和處理器

10.5 寄存器傳輸級(jí)的低功耗設(shè)計(jì)

10.5.1 并行處理和流水線

10.5.2 幾種常見的RTL設(shè)計(jì)描述方法

10.6 未來超低功耗設(shè)計(jì)的展望

10.6.1 亞閾區(qū)電路

10.6.2 容錯(cuò)設(shè)計(jì)

10.6.3 全局異步和局部同步設(shè)計(jì)

10.6.4 柵感應(yīng)泄漏抑制方法

參考文獻(xiàn)

習(xí)題