本教材為“普通高等教育‘十一五’國家級規(guī)劃教材”，全書共有10章。第1~3章重點介紹了VLSI設計的大基礎，包括三個主要部分：信息接收、傳輸、處理體系結構及與相關硬件的關系； MOS器件、工藝、版圖等共性基礎，以及設計與工藝接口技術、規(guī)范與應用。第4~6章介紹了數(shù)字VLSI設計的技術與方法，其中第6章以微處理器為對象，綜合介紹了數(shù)字系統(tǒng)設計方法的具體應用。第7章介紹了數(shù)字系統(tǒng)的測試問題和可測試性設計技術。第8章介紹了VLSIC中的模擬單元和變換電路的設計技術。第9章介紹了微機電系統(tǒng)（MEMS）及其在系統(tǒng)集成中的關鍵技術。第10章主要介紹了設計系統(tǒng)、HDL，對可制造性設計（DFM）的一些特殊問題進行了討論。
本書可作為高等學校電類專業(yè)本科生“VLSI設計技術基礎”課程教材，注重相關理論的結論和知識的應用，內容深入淺出。本教材也可作為微電子專業(yè)碩士研究生VLSI系統(tǒng)設計技術的參考書。同時，因本教材中涉及了較多的工程設計技術，也可供有關專業(yè)的工程技術人員參考。
李偉華，1988年碩士畢業(yè)后在東南大學電子工程系任教至今。
目 錄
第1章 VLSI設計概述
1.1 系統(tǒng)及系統(tǒng)集成
1.1.1 信息鏈
1.1.2 模塊與硬件
1.1.3 系統(tǒng)集成
1.2 VLSI設計方法與管理
1.2.1 設計層次與設計方法
1.2.2 復雜性管理
1.2.3 版圖設計理念
1.3 VLSI設計技術基礎與主流制造技術
1.4 新技術對VLSI的貢獻
1.5 設計問題與設計工具
1.6 一些術語與概念 目 錄
第1章 VLSI設計概述
1.1 系統(tǒng)及系統(tǒng)集成
1.1.1 信息鏈
1.1.2 模塊與硬件
1.1.3 系統(tǒng)集成
1.2 VLSI設計方法與管理
1.2.1 設計層次與設計方法
1.2.2 復雜性管理
1.2.3 版圖設計理念
1.3 VLSI設計技術基礎與主流制造技術
1.4 新技術對VLSI的貢獻
1.5 設計問題與設計工具
1.6 一些術語與概念
1.7 本書主要內容與學習方法指導
練習與思考一
第2章 MOS器件與工藝基礎
2.1 MOS晶體管基礎
2.1.1 MOS晶體管結構及基本工作原理
2.1.2 MOS晶體管的閾值電壓VT
2.1.3 MOS晶體管的電流—電壓方程
2.1.4 MOS器件的平方律轉移特性
2.1.5 MOS晶體管的跨導gm
2.1.6 MOS器件的直流導通電阻
2.1.7 MOS器件的交流電阻
2.1.8 MOS器件的最高工作頻率
2.1.9 MOS器件的襯底偏置效應
2.1.10 CMOS結構
2.2 CMOS邏輯部件
2.2.1 CMOS倒相器設計
2.2.2 CMOS與非門和或非門的結構及其等效倒相器設計方法
2.2.3 其他CMOS邏輯門
2.2.4 D觸發(fā)器
2.2.5 內部信號的分布式驅動結構
2.3 MOS集成電路工藝基礎
2.3.1 基本的集成電路加工工藝
2.3.2 CMOS工藝簡化流程
2.3.3 Bi?CMOS工藝技術
2.4 版圖設計
2.4.1 簡單MOSFET版圖
2.4.2 大尺寸MOSFET的版圖設計
2.4.3 失配與匹配設計
2.5 發(fā)展的MOS器件技術
2.5.1 物理效應對器件特性的影響
2.5.2 材料技術
2.5.3 器件結構
練習與思考二
第3章 設計與工藝接口
3.1 設計與工藝接口問題
3.1.1 基本問題——工藝線選擇
3.1.2 設計的困惑
3.1.3 設計與工藝接口
3.2 工藝抽象
3.2.1 工藝對設計的制約
3.2.2 工藝抽象
3.3 電學設計規(guī)則
3.3.1 電學規(guī)則的一般描述
3.3.2 器件模型參數(shù)
3.3.3 模型參數(shù)的離散及仿真方法
3.4 幾何設計規(guī)則
3.4.1 幾何設計規(guī)則描述
3.4.2 一個版圖設計的例子
3.5 工藝檢查與監(jiān)控
3.5.1 PCM（Process Control Monitor）
3.5.2 測試圖形及參數(shù)測量
本章結束語
練習與思考三
第4章 晶體管規(guī)則陣列設計技術
4.1 晶體管陣列及其邏輯設計應用
4.1.1 全NMOS結構ROM
4.1.2 ROM版圖
4.2 MOS晶體管開關邏輯
4.3 PLA及其拓展結構
4.3.1 “與非—與非”陣列結構
4.3.2 “或非—或非”陣列結構
4.3.3 多級門陣列(MGA)
4.4 門陣列
4.4.1 門陣列單元
4.4.2 整體結構設計準則
4.4.3 門陣列在VLSI設計中的應用形式
4.5 晶體管規(guī)則陣列設計技術應用示例
練習與思考四
第5章 單元庫設計技術
5.1 單元庫概念
5.2 標準單元設計技術
5.2.1 標準單元描述
5.2.2 標準單元庫設計
5.2.3 輸入／輸出單元（I/O PAD）
5.3 積木塊設計技術
5.4 單元庫技術的拓展
本章結束語
練習與思考五
第6章 微處理器
6.1 系統(tǒng)結構概述
6.2 微處理器單元設計
6.2.1 控制器單元
6.2.2 算術邏輯單元（ALU）
6.2.3 乘法器
6.2.4 移位器
6.2.5 寄存器
6.2.6 堆棧
6.3 存儲器組織
6.3.1 存儲器組織結構
6.3.2 行譯碼器結構
6.3.3 列選擇電路結構
6.4 微處理器的輸入/輸出單元
6.4.1 P0口單元結構
6.4.2 P1口單元結構
6.4.3 P2口單元結構
6.4.4 P3口單元結構
本章結束語
練習與思考六
第7章 測試技術和可測試性設計
7.1 VLSI可測試性的重要性
7.2 測試基礎
7.2.1 內部節(jié)點測試方法的測試思想
7.2.2 故障模型
7.2.3 可測試性分析
7.2.4 測試矢量生成
7.3 可測試性設計
7.3.1 分塊測試
7.3.2 可測試性的改善設計
7.3.3 內建自測試技術
7.3.4 掃描測試技術
本章結束語
練習與思考七
第8章 模擬單元與變換電路
8.1 模擬集成單元中的基本元件
8.1.1 電阻
8.1.2 電容
8.2 基本偏置電路
8.2.1 電流偏置電路
8.2.2 電壓偏置電路
8.3 放大電路
8.3.1 單級倒相放大器
8.3.2 差分放大器
8.3.3 源極跟隨器
8.3.4 MOS輸出放大器
8.4 運算放大器
8.4.1 普通兩級CMOS運放
8.4.2 采用共源—共柵（cascode）輸出級的CMOS運放
8.4.3 采用推挽輸出級的CMOS運放
8.4.4 采用襯底NPN管輸出級的CMOS運放
8.4.5 采用共源—共柵輸入級的CMOS運放
8.5 電壓比較器
8.5.1 電壓比較器的電壓傳輸特性
8.5.2 差分電壓比較器
8.5.3 兩級電壓比較器
8.6 D/A、A/D變換電路
8.6.1 D/A變換電路
8.6.2 A/D變換電路
本章結束語
練習與思考八
第9章 微機電系統(tǒng)（MEMS）
9.1 MEMS器件概念
9.1.1 幾種簡單的MEMS結構
9.1.2 集成微系統(tǒng)
9.1.3 多能域問題和復雜性設計問題
9.2 CMOS MEMS
9.2.1 材料的復用性
9.2.2 工藝的兼容性
9.3 MEMS器件描述與分析
9.3.1 簡單梁受力與運動分析
9.3.2 Pull?in現(xiàn)象
9.4 MEMS器件建模與仿真
9.4.1 等效電路建模基礎：類比
9.4.2 MEMS器件等效電路宏模型
9.4.3 器件特性與仿真
本章結束語
練習與思考九
第10章 設計系統(tǒng)與設計技術
10.1 設計系統(tǒng)的組織
10.1.1 管理和支持軟件模塊
10.1.2 數(shù)據庫
10.1.3 應用軟件
10.2 設計流程與軟件的應用
10.2.1 高度自動化的設計
10.2.2 計算機輔助版圖設計
10.2.3 單元庫設計
10.3 設計綜合技術
10.3.1 硬件描述語言HDL
10.3.2 設計優(yōu)化
10.4 可制造性設計(DFM)
10.4.1 一些特殊的問題
10.4.2 DFM技術示例
本章結束語
參考文獻
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