從演算法到電路:數碼芯片演算法的電路實現

白櫟暘

  • 出版商: 機械工業
  • 出版日期: 2024-08-23
  • 售價: $714
  • 貴賓價: 9.5$678
  • 語言: 簡體中文
  • 頁數: 342
  • 裝訂: 平裝
  • ISBN: 7111760786
  • ISBN-13: 9787111760788
  • 相關分類: 半導體Algorithms-data-structures
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商品描述

這是一本深入解讀基礎演算法及其電路設計,以打通演算法研發到數碼IC設計的實現屏障,
以及指導芯片設計工程師從底層掌握複雜電路設計與最佳化方法為目標的專業技術書。
任何芯片(如WiFi芯片、5G芯片、AI芯片、多媒體處理芯片等)都是由四則運算器、濾波器、特殊訊號產生器等基本演算法電路構成的,
熟練這些基本演算法電路是實現複雜演算法電路的基礎。
忽略基本演算法及其電路設計而談論複雜演算法電路,無異於癡人說夢。
本書力求從演算法、芯片設計、軟件開發等多個角度解讀基礎演算法電路的設計,涵蓋了溢出保護、有符號運算、浮點運算、
位寬確定等運算電路基礎知識,以及除法器、訊號產生器、濾波器、小數分頻器等常用基本演算法電路的Matlab建模和RTL設計,
可幫助數碼IC設計者掌握常用演算法設計想法、工具和流程,從根本上提升設計基本演算法電路和複雜演算法電路的能力。

本共分為12章。
第1 ~ 2章介紹演算法與芯片設計的基礎知識,包括演算法與芯片設計的關係,芯片設計人員掌握演算法知識的必要性,
以及位寬確定、有符號數處理、浮點數運算、溢位保護和四捨五入等演算法的實作。
第3 ~ 11章 重點介紹各種典型基本演算法的電路設計,其中包括任何數碼內容簡介
這是一本深入解讀基礎演算法及其電路設計,以打通演算法研發到數碼IC設計的實現屏障,
以及指導芯片設計工程師從底層掌握複雜電路設計與最佳化方法為目標的專業技術書。
任何芯片(如WiFi芯片、5G芯片、AI芯片、多媒體處理芯片等)都是由四則運算器、濾波器、特殊訊號產生器等基本演算法電路構成的,
熟練這些基本演算法電路是實現複雜演算法電路的基礎。
忽略基本演算法及其電路設計而談論複雜演算法電路,無異於癡人說夢。
本書力求從演算法、芯片設計、軟件開發等多個角度解讀基礎演算法電路的設計,涵蓋了溢出保護、有符號運算、浮點運算、
位寬確定等運算電路基礎知識,以及除法器、訊號產生器、濾波器、小數分頻器等常用基本演算法電路的Matlab建模和RTL設計,
可幫助數碼IC設計者掌握常用演算法設計想法、工具和流程,從根本上提升設計基本演算法電路和複雜演算法電路的能力。
本共分為12章。
第1 ~ 2章介紹演算法與芯片設計的基礎知識,包括演算法與芯片設計的關係,芯片設計人員掌握演算法知識的必要性,
以及位寬確定、有符號數處理、浮點數運算、溢位保護和四捨五入等演算法的實作。
第3 ~ 11章重點介紹各種典型基本演算法的電路設計,其中包括任何數碼芯片都必不可少的乘法器和除法器設計,
在不同專業芯片領域有著廣泛應用的數碼訊號產生器、複數求模求角度運算器、普通濾波器、
ΣΔADC中所使用的抽取濾波器、基於ΣΔ結構所實現的小數倍分頻器、CRC校驗器等。
每個電路均給出了演算法的浮點建模、定點建模、RTL以及TestBench模擬文件,
並在理論上對ADC、頻率、濾波器以及電路結構拓樸進行深入解讀。
部分電路給出了多種可選設計,並在面積和時序等方面進行了優缺點分析。
第12章介紹IEEE754浮點運算單元的設計,專為滿足具備標準協定格式的浮點運算核開發需求。
其中涉及演算法的內容較少,重點介紹協議實現、整合和應用。
基於這一章設計得到的電路既可作為SoC芯片中的可程式浮點運算加速器,也可作為專用芯片的浮點運算硬核心。

作者簡介

白櫟暘,廈門大學通信系碩士,芯片設計與算法工程師,WiFi芯片算法負責人。先後供職於多家國內知名芯片公司和創業團隊,從事數字電路架構和算法設計工作,具有豐富的數字設計經驗和算法設計經驗,以及長期與模擬設計團隊聯合設計數模混合電路的經驗,擅長射頻電路相關數字校準算法設計及SoC芯片的架構設計,主持研發的芯片累計產量已達上億顆。作為第一發明人已獲授權國家發明專利4項。移知課程“從算法到RTL實現”主講人。

目錄大綱


前言
第1章 芯片演算法與數碼電路設計
1.1 芯片研發的流程
1.1.1 芯片公司的分類
1.1.2 芯片設計流程
1.2 芯片數碼電路設計與演算法的關係
1.2.1 預研階段
1.2.2 系統架構確定階段
1.2.3 實際電路設計階段
1.3 芯片驗證與演算法的關係
1.3.1 普通驗證
1.3.2 演算法驗證
1.4 演算法工具與數碼開發工具
1.5 數碼開發工程師掌握演算法知識的必要性
1.5.1 演算法的具象化
1.5.2 演算法的定點化
第2章 數碼電路設計的演算法基礎
2.1 電路中有符號數的表示
2.1.1 無符號的訊號對應的實體電路
2.1.2 有符號的訊號對應的實體電路
2.1.3 補碼羅盤
2.1.4 補碼的優勢
2.2 訊號位寬
2.2.1 無符號整數訊號的位寬
2.2.2 無符號浮點訊號的位寬
2.2.3 有符號訊號的位寬
2.2.4 特殊取值範圍的位寬處理
2.2.5 MSB和LSB
2.2.6 訊號的範圍和精度
2.2.7 訊號變化範圍的確定
2.2.8 運算結果的位寬
2.3 溢出保護
2.3.1 什麼是溢出
2.3.2 是否需要溢出保護
2.3.3 無符號訊號的溢出保護
2.3.4 有符號訊號的溢出保護
2.4 截位與四捨五入
2.4.1 截位的數學本質
……
第3章 加法電路設計
第4章 乘法電路設計
第5章 除法電路設計
第6章 常用數碼訊號處理電路設計
第7章 濾波器基礎概念
第8章 濾波器電路設計
第9章 ∑△ADC電路設計
第10章 鎖相環小數倍分頻器的電路設計
第11章 CRC校驗電路設計
第12章 IEEE754浮點運算單元的設計