前言

本书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材，并被评为2008年度普通高等教育精品教材。

由于我国集成电路设计发展迅速，人才的培养迫在眉睫，大部分IC设计工程师缺乏SoC整体设计的概念。2003年秋，上海交通大学为工程硕士开设了SoC设计课程，由于缺少相关的教材及参考书，学生所能阅读的内容非常有限，于是就开始着手编写本书。在近两年的编写过程中，前后修改过多次，其间分别试用于研究生的教学及对业界工程师的培训中。书中不仅融入了编者多年的工程经验，还尽可能地将近几年集成电路设计领域国内外最新的进展收入其中。

本书适用于电子科学与技术和电子信息工程类专业高年级本科生及研究生集成电路领域相关课程的教学，也可以作为IC设计工程师的技术参考书。书中列举了大量工程实例来直接告诉读者“如何做SoC设计”。希望这本书不仅能使刚刚涉足集成电路设计领域的读者建立完整的SoC设计理念，而且能够给IC设计工程师提供一些帮助。

本书结合SoC设计的整体流程，对SoC设计方法学及如何实现进行了全面的介绍。全书共分14章。

第1章阐述SoC设计技术发展的趋势及所面临的挑战，这些挑战使读者专注于SoC设计的难点。

第2章阐述软硬件协同设计的流程，以及基于标准单元的设计流程，希望读者对SoC设计的完整过程有一定的了解。本书其余几章是按照SoC设计流程，一步一步深入下去的。

第3章介绍与SoC设计密切相关的EDA工具。SoC设计从系统架构设计开始，到硬件实现的每个步骤都与EDA工具紧密相连。通过这章的介绍，希望读者对SoC的设计流程有更深的认识。

第4章阐述SoC的架构设计。重点介绍了新兴的、用于复杂SoC架构设计的电子系统级（ESL）设计方法。

第5章介绍IP复用的设计方法及基于平台的SoC设计方法。SoC以IP复用为基础，而基于平台的SoC设计方法是在IP复用的基础上拓展开来的，此类方法更能满足快速的市场变化，目前被工业界广泛使用。

第6章和第7章就RTL代码编写中常犯的错误，如缺少整体规划、同步电路与异步电路的处理等问题给出指导性的建议。

第8章就综合的策略、静态时序分析（STA）及基于统计的时序分析（SSTA）方法加以详细介绍。这些方法对于前端和后端IC设计工程师都应该熟练掌握。其中SSTA方法是在45nm以下工艺进行设计时最受关注的新方法。本章还结合Synopsys的工具给出设计实例。

第9章提出了SoC验证所面临的问题和挑战，主要介绍系统级的验证策略和基于断言的验证（Assertion Based Verification）方法。

第10章对SoC的可测试设计（DFT）进行介绍，包括逻辑和存储器的内建自测（BIST）、边界扫描和扫描链插入等。

第11章介绍业界关注的低功耗设计问题和不同层次上的低功耗设计技术。

第12章和第13章主要涵盖了后端设计的关键知识及数模混合电路在SoC设计集成时的考虑，包括布局布线、时钟分配和时钟树的生成，以及信号完整性问题和可制造性设计（DFM/DFY）等。

第14章讨论了I/O环的设计及封装问题。包括噪声消除技术、ESD保护方案及如何选择SoC的封装形式等。

此外，为了让读者更好地掌握本书的内容，掌握一定的SoC设计实际经验，在本书附录中，还引入了一个需要一个团队共同来完成的SoC设计实验，并就如何进行项目管理、如何控制进度加以介绍。对于一个完整的集成电路设计项目，团队合作、团队沟通至关重要，这也是本书希望有志于日后投身集成电路设计事业的人员所需要掌握的重要内容之一。

本书为使用本书作为教材的读者提供免费多媒体电子课件，请登录华信教育资源网(http://www.huaxin.edu.cn或http://www.hxedu.com.cn)下载。

本书由郭炜、郭筝和谢憬执笔完成。在编写期间，受到了来自多方面的支持和帮助。上海交通大学微电子学院的领导和师生一直对本书的编写给予了大力支持。学院付宇卓教授、汪辉副教授等同仁对本书的编写提出了很重要的建议并花费了大量时间为本书进行审稿。2003级、2004级和2005级的部分研究生参与了文献整理，修订了本书中的许多纰漏和差错。另外，清华大学的魏少军教授和王志华教授也对本书的撰写做了前瞻性的指导。电子工业出版社对本书的出版给予了热情的帮助。Synopsys公司为本书提供了许多实例。在此谨向所有在本书的编写和出版工作中曾给予鼓励和帮助的各界人士表示衷心的感谢！此外，在写作过程中，作者参阅了国内外作者的有关论文和著作，特别是本书参考书目中列出的论著，在此一并表示谢意！

鉴于SoC技术发展迅速，且涉及众多技术领域，作者虽已尽力，但书中难免存在遗漏和错误之处，敬请读者批评指正。

郭炜

2007年3月于上海