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第一章　原理图获取和生成1

1.1　引言1

1.2　屏幕和菜单2

1.2.1 屏幕设置2

1.2.2　菜单设置4

1.2.3 菜单设计4

1.3　层次型设计方法和单元结构5

1.3.1　层次型设计方法5

1.3.2　单元结构7

1.4　布线问题12

1.4.1 原理图的自动布线12

1.4.2　单线网的布线问题13

1.4.3 多线网的布线问题14

1.5　基于算法的原理图生成16

1.5.1　原理图生成的基本原则16

1.5.2　数学问题16

1.5.3 求解线相交数最小化的启发式算法18

1.5.4　物理布局与布线22

1.6　基于规则的原理图生成23

1.6.1 基本原理23

1.6.2 知识获取24

1.6.3 HAL系统概貌24

1.6.4　布局规则24

1.6.5　布线规则25

参考文献26

8.2.3 线探索方法27

2.1　硬件描述语言概述28

第二章　硬件描述语言28

2.2　寄存器传输30

2.3　寄存器传输语言31

2.4　AHPL语言33

2.4.1　AHPL语言的约定33

2.4.2　AHPL语言的编译及功能模拟38

2.4.3　硬件编译器的概念39

2.5　CDL语言的发展——具有精确时间描述的ERES语言44

2.5.1 CDL语言44

2.5.2 ERES的语言功能45

2.5.3 使用ERES对数字系统进行模拟52

2.6　VHDL语言介绍53

参考文献58

第三章　计算机辅助逻辑综合60

3.1 基本定义60

3.1.1 逻辑函数及其多维体表示60

3.1.2　术语62

3.1.3 多维体的运算64

3.2.1 质蕴涵项的计算69

3.2　单输出函数的最小造价覆盖69

3.2.2　求解覆盖问题75

3.3　多输出函数的综合80

3.3.1 多输出函数的质蕴涵项及全部质蕴涵项集合81

3.3.2 多输出函数的连接覆盖86

3.3.3　消去冗余连线87

3.4　同步时序电路综合89

3.4.1 状态化简90

3.4.2 状态分配93

3.4.3　时序电路的实现100

参考文献101

第四章　逻辑模拟和测试生成104

4.1 逻辑模拟104

4.1.1　一般概念104

4.1.2　逻辑模型107

4.1.3　模拟算法109

4.1.4　多值逻辑模拟115

4.2.1　逻辑故障模型118

4.2　故障模拟118

4.2.2　故障模拟算法119

4.3 测试生成123

4.3.1 模拟在测试生成中的应用123

4.3.2　组合电路测试生成算法125

4.3.3　时序电路测试生成算法134

4.3.4　故障辞典138

4.4　可测试性设计139

4.4.1 可测试性分析141

4.4.2　可测试设计技术145

参考文献152

第五章　电路分析154

5.1 线性网络方程的建立154

5.1.1 理想元件和它们的特性方程155

5.1.2　KCL、KVL和网络的拓扑方程156

5.1.3　稀疏表格法157

5.1.4　改进的节点电压法158

5.2　线性代数方程的求解162

5.2.1 高斯消元法和LU分解法162

5.2.2　主元选取165

5.2.3　换序问题166

5.2.4　稀疏矩阵的数据结构168

5.3　非线性电路的直流分析170

5.3.1　牛顿-莱夫森方法170

5.3.2　非线性器件的迭代伴随模型171

5.3.3　收敛性的改进算法172

5.3.4　折线近似求解非线性方程174

5.4　非线性电路的瞬态分析175

5.4.1 简单的积分方法176

5.4.2　积分方法的阶和截断误差177

5.4.3　积分方法的稳定性178

5.4.4　贮能元件的步进伴随模型180

5.5 以松弛法为基础的电路分析182

5.5.1　松弛算法183

5.5.2　时域模型185

5.5.3　迭代时域分析188

5.5.4　波形松弛法189

参考文献192

第六章　符号法版图设计194

6.1　概况194

6.2　设计对象描述195

6.2.1　符号版图描述196

6.2.2　工艺描述199

6.2.3　数据结构及其操作201

6.3　版图压缩与优化207

6.3.1 约束图算法207

6.3.2　剪辑线算法210

6.3.3　虚拟网格算法212

6.3.4　规划算法213

6.3.5　弯折算法215

6.3.6　“区域提纯”算法216

6.4　SESAMI符号法版图设计系统217

6.4.1　系统概述217

2.4.2　系统结构218

6.4.3　交互编辑模块219

6.4.4　版图生成模块219

参考文献220

第七章　自动布局225

7.1 联结规则和图模型225

7.1.1 完全图模型226

7.2　目标函数227

7.1.2　偶图模型227

7.2.1 联线总长最短的目标函数228

7.2.2　最大割线最小的目标函数228

7.2.4　三种目标函数比较229

7.2.3 最大密度最小的目标函数229

7.3　构造型布局算法230

7.3.1 构造型布局算法的基本思想231

7.3.2　构造型布局算法的步骤231

7.4　广义力向量松弛法——一种典型的迭代改善算法234

7.4.1 广义力向量松弛法的基本思想234

7.4.2　广义力向量松弛法的算法步骤235

7.4.3　广义力向量松弛法的实验结果及分析236

7.5　最小割算法240

7.5.1 最小割算法的基本思想和算法步骤240

7.5.2　任意单元的最小割算法243

7.6.1 最小通道密度算法的基本思想246

7.6 最小通道密度算法246

7.6.2　通道段密度的计算248

7.6.3 算法和某些实验结果249

7.7　分析型算法250

7.7.1 结合空间定位的相对最优布局算法251

7.7.2　非线性规划法（罚函数法）253

7.8　模拟退火法257

7.8.1 基本算法思想及步骤257

7.8.2　模拟退火法的某些实验结果258

参考文献259

第八章　自动布线262

8.1 引言262

8.1.1 自功布线设计的目标262

8.1.2　基本概念262

8.1.3 自动布线过程的分类262

8.2　最短路径问题和斯坦纳树问题264

8.2.1 两点最短距离问题264

8.2.2　迷宫算法265

8.2.4　最短通路方法270

8.2.5　最小生成树方法270

8.2.6 最小斯坦纳树问题271

8.3　分级布线方法274

8.3.1 布线区域的划分274

8.3.2 总体布线276

8.3.3　通道布线276

8.4　总体布线方法277

8.4.1　预测模型277

8.4.2　调整模型277

8.4.3　分析模型279

8.5　通道布线280

8.5.1 通道布线格式和约束关系281

8.5.2　左边布线算法283

8.5.3 最优通道布线283

8.5.4　贪婪通道布线方法286

8.5.5　合并算法和匹配算法290

8.6 四边通道布线问题298

参考文献300

第九章　人机交互版图设计和辅助制版302

9.1 引言302

9.1.1 计算机图形显示简史302

9.1.2　人机交互及其作用302

9.2　图形显示303

9.2.1 硬件303

9.2.2 软件304

9.2.3　坐标系、窗口和视口305

9.2.4　二维变换和矩阵表示307

9.2.5　剪取308

9.2.6　显示档案308

9.3 人机交互版图设计方法309

9.3.1 人机交互版图设计概况309

9.3.2　人机交互310

9.3.3 版图的结构311

9.3.4　屏区布局312

9.3.5 人机交互命令的设计313

9.4　人机交互版图设计中常用的命令313

9.5　辅助制版319

9.5.1　辅助制版系统319

9.5.2　掩膜语言的设计思想320

9.5.3　掩膜描述语言的编译及其实现322

9.5.4　数据结构和图形处理方法323

附录 国际标准图形核心系统GKS324

参考文献329

第十章　版图验证332

10.1 引言332

10.1.1 版图验证的背景332

10.1.2　版图验证的现状333

10.1.3 版图验证中的数学问题334

10.2 几何设计规则检查335

10.2.1 几何设计规则335

10.2.2 图形的拓扑运算337

10.2.3 图形的逻辑运算341

10.3　电路提取345

10.3.1 电路提取的意义345

10.3.2 器件识别345

10.3.3　连接提取349

10 3.4 寄生效应及参数计算350

10.4.2 门电路的提取353

10.4　逻辑提取353

10.4.1 逻辑提取的意义353

10.4.3 功能模块的提取358

10.5 网络比较359

10.5.1 网络比较的意义359

10.5.2 图论中的同构问题359

10.5.3 网络比较的启发式算法360

参考文献367

第十一章　VLSI设计中的数据管理369

11.1 VLSI-CAD中的数据库管理369

11.1.1 数据库在VLSI-CAD系统中的作用369

11.1.2 VLSI设计中的数据类型370

11.1.3　VLSI中数据库的特点372

11.2.1 早期的简单CAD数据文件管理373

11.2.2 带有访问方法的CAD数据文件管理373

11.2 CAD数据的文件管理373

11.2.3 文件管理下的VLSI-CAD系统374

11.2.4 文件管理CAD系统的缺点376

11.3 DBMS支持下的CAD系统377

11.3.1 DBMS的一般概念377

11.3.2 VLSI中DBMS的特点379

11.3.3 DBMS支持下的CAD系统结构385

11.3.4 DBMS支持下的CAD系统387

11.4 VLSI数据库的设计390

11.4.1 一般数据库的设计过程390

11.4.2　数据库的概念结构设计391

11.4.3　数据库的逻辑设计393

11.4.4　数据库的物理设计394

11.4.5　标准库与设计库的划分395

11.4.6 CMOS门陈列数据库的设计举例395

参考文献401