图书前言

边计年清华大学计算机系教授,博士生导师。1970年毕业于清华大学自动控制系,毕业后在清华大学任教至今,其中1985年至1986年作为访问学者在日本京都大学进修。研究方向为面向系统芯片(SOC)的系统设计方法学,包括系统描述、软硬件划分与通信综合、与布图结合的高层次综合、系统协同设计与验证等。出版著作有《数字系统计算机辅助设计》、《数字系统设计自动化》、《超大规模集成电路计算机辅助设计技术》等。译著有《用VHDL设计电子线路》、《数字逻辑与VHDL设计》、《嵌入式系统的描述与设计》、《用SpecC做系统设计》等。

薛宏熙清华大学计算机系教授。1962年毕业于清华大学自动控制系,毕业后在清华大学任教至今,其中1985年至1986年作为访问学者在加拿大多伦多大学进修。研究方向为数字系统设计自动化,包括模拟、逻辑综合、高层次综合、形式验证、软硬件协同设计、系统芯片设计工具研究等。出版著作有: 《数字系统计算机辅助设计》、《数字系统设计自动化》。译著有《VHDL简明教程》、《用VHDL设计电子线路》、《用SpecC做系统设计》、《数字逻辑与VHDL设计》等。

苏明博士,加拿大渥太华Synopsys公司高级工程师。1988年、1990年、1993年先后获得清华大学计算机系工学学士、硕士和博士学位。之后,先后为清华大学计算机系讲师,美国加州大学圣迭戈分校访问学者。研究方向为电路系统设计自动化,包括高层次综合、系统设计环境研究与开发、时序优化与压缩、自动布图及优化等。出版著作有《数字系统设计自动化》。作者简介数字系统设计自动化吴为民博士,清华大学计算机系副研究员。1989年获吉林大学计算机科学系学士学位,1992年在哈尔滨船舶工程学院获硕士学位,1995年在哈尔滨工业大学获博士学位。从1996年到2000年先后在浙江大学和清华大学做博士后研究工作,出站后在清华大学工作至今。现在研究方向为数字系统设计自动化,目前的主要兴趣是数字系统的形式化验证。译著有《嵌入式系统的描述与设计》。

本书是为高等学校计算机、电子工程等有关专业的高年级学生和研究生编写的教科书,着重介绍数字系统设计自动化各个领域的基础理论和最新发展。

我们在1996年出版了《数字系统设计自动化》第1版。相隔8年后的今天,电子设计自动化的理论和技术的发展达到了前所未有的速度。半导体集成电路工艺的发展超出人们的想象,芯片特征尺寸已经进入100nm之下,一个芯片上的电路规模迅速膨胀,并出现了把整个系统集成在一个芯片上的系统级芯片SOC。半导体技术的发展促进了电路系统设计技术的发展,同时又给电子设计自动化的研究者和工具提供商带来极大的挑战和机遇。在设计自动化领域,研究重点已经由过去的以物理设计为主转变为以系统设计为主。EDA工具在设计中的重要性已经不言而喻,并获得广泛的推广。为此,作者感到需要对原有教材的内容进行更新,跟上设计技术发展的步伐。

本书的宗旨是兼顾基本理论基础和最新发展技术,力求达到二者的平衡。作为一本教材,作者认为给读者建立扎实的理论基础是第一位的,新技术往往是在相同的理论基础上的进一步发展。为此,我们对基本理论的内容大部分保留,同时,有代表性地介绍最新的发展趋势和带有理论意义的一些内容。但毕竟一本教材不同于最新技术的专著,不可能把所有的新技术都包含进来。

20世纪的80~90年代,VHDL语言和Verilog语言相继成为国际标准硬件描述语言,并一再推出新版本。目前许多EDA工具同时支持这两种语言。本书在介绍VHDL的同时,对Verilog也作了简要的介绍。在第3章介绍了为提供模拟测试基准而最新出现的硬件验证语言Jeda,着重给读者提供新的概念。在综合技术方面除了增加一些新的算法之外,还增加了时延驱动综合的内容,介绍了如何在综合和再综合过程中考虑互连线引起的延迟,并简要介绍了软硬件协同设计的内容,单独作为第8章。形式验证部分是发展最快的领域之一,一些技术,如基于BDD的等价性验证和符号模型检验已经得到实际应用,这一部分内容基本是重写的。为了使读者掌握使用工具的方法,在最后一章中介绍了Altera公司的EDA工具MAX+plus Ⅱ,介绍其基本使用方法和常见电路实用的可综合描述方法,为读者用EDA工具设计、描述和实现数字电路提供了一种可行的手段。

在这样的指导思想和内容安排下,我们认为,本书既是适合于在校学生的教科书,也是EDA开发者和系统设计者有价值的参考书。在安排教学计划的时候,可以根据学时的多少和实际的需要决定对教材内容的取舍,有些可以留给学生作为提高的内容自学,有些作为他们参加有关工作时的参考。

为了使正文简练而又便于查阅,把VHDL有关的标准程序包接口放在附录中。此外,鉴于技术发展较快,许多新名词来自英文,中文译法尚不统一。我们根据常见的使用方法和自己的理解加以选用,并在附录中加上英汉名词对照表,并附有章节索引,供读者查阅正文和参考。

第2版序言数字系统设计自动化本书的编写工作由下列人员承担: 薛宏熙负责第1,4,5,8,9章,其中第5章是在苏明原稿(第1版)基础上作了部分修改; 边计年负责第2,3,7章; 吴为民负责第6章。全书由边计年审校定稿。此外,赵建洲编写第3章硬件验证语言一节。朱明、吴强、王云峰、赵建洲对其中的习题进行了试做,并提出修改意见。在本书第1版出版之后,许多国内知名教授、学者曾提出许多宝贵的改进意见,是本书再版的重要依据。在此一并表示衷心感谢。由于作者水平所限,错误和不足之处在所难免,恳请读者批评指正。

作者

2005年4月于清华大学