从算法到电路:数字芯片算法的电路实现

这是一本深解读基础算法及其电路设计，以通算法研发到数字IC设计的实现屏障，以及指导芯片设计工程师从底层掌握复杂电路设计与优化方法为目标的专业技术书。任何芯片（如WiFi芯片、5G芯片、AI芯片、多媒体处理芯片等）都是由四则运算器、滤波器、特殊信号发生器等基本算法电路构成的，熟练掌握这些基本算法电路是实现复杂算法电路的基础。忽视基本算法及其电路设计而谈论复杂算法电路，无异于痴人说梦。本书力求从算法、芯片设计、软件发等多个角度解读基础算法电路的设计，涵盖了溢出保护、有符号运算、浮运算、位宽确定等运算电路基础知识，以及除法器、信号发生器、滤波器、小数分频器等常用基本算法电路的Matlab建模和RTL设计，可帮助数字IC设计者掌握常用算法设计思路、工具和流程，从根本上提高设计基本算法电路和复杂算法电路的能力。本书共分为12章。第1 ~ 2章介绍算法和芯片设计的基础知识，包括算法与芯片设计的关系，芯片设计人员掌握算法知识的必要性，以及位宽确定、有符号数处理、浮数运算、溢出保护和四舍五等算法的实现。第3 ~ 11章 重介绍各种典型基本算法的电路设计，其中包括任何数字内容简介这是一本深解读基础算法及其电路设计，以通算法研发到数字IC设计的实现屏障，以及指导芯片设计工程师从底层掌握复杂电路设计与优化方法为目标的专业技术书。任何芯片（如WiFi芯片、5G芯片、AI芯片、多媒体处理芯片等）都是由四则运算器、滤波器、特殊信号发生器等基本算法电路构成的，熟练掌握这些基本算法电路是实现复杂算法电路的基础。忽视基本算法及其电路设计而谈论复杂算法电路，无异于痴人说梦。本书力求从算法、芯片设计、软件发等多个角度解读基础算法电路的设计，涵盖了溢出保护、有符号运算、浮运算、位宽确定等运算电路基础知识，以及除法器、信号发生器、滤波器、小数分频器等常用基本算法电路的Matlab建模和RTL设计，可帮助数字IC设计者掌握常用算法设计思路、工具和流程，从根本上提高设计基本算法电路和复杂算法电路的能力。本书共分为12章。第1 ~ 2章介绍算法和芯片设计的基础知识，包括算法与芯片设计的关系，芯片设计人员掌握算法知识的必要性，以及位宽确定、有符号数处理、浮数运算、溢出保护和四舍五等算法的实现。第3 ~ 11章重介绍各种典型基本算法的电路设计，其中包括任何数字芯片都必不可少的乘法器和除法器设计，在不同专业芯片领域有着广泛应用的数字信号发生器、复数求模求角度运算器、普通滤波器、ΣΔADC中使用的抽取滤波器、基于ΣΔ结构实现的小数倍分频器、CRC校验器等。每个电路均给出了算法的浮建模、定建模、RTL以及TestBench仿真文件，并在理论上对ADC、频率、滤波器以及电路结构拓扑行深解读。部分电路给出了多种可选设计，并在面积和时序等方面行了优缺分析。第12章介绍IEEE754浮运算单元的设计，专为满足具备标准协议格式的浮运算核发需求。其中涉及算法的内容较少，重介绍协议实现、集成和应用。基于这一章设计得到的电路既可作为SoC芯片中的可编程浮运算加速器，也可作为专用芯片的浮运算硬核。
【推荐语】
这一本书就把除法器、信号发生器、滤波器、小数分频器等10余种基本算法电路的Matlab建模和RTL设计讲透了。它可以帮你从根本上理解复杂电路的设计与优化问题。无论是数字IC设计工程师，还是FPGA发工程师，通过这本书都可以快速成长为算法与电路设计专家。
【作者】
白栎旸 厦大通信系硕士，芯片设计与算法工程师，某知名企业WiFi芯片算法负责人。先后供职于多家知名芯片公司和创业团队，从事数字电路架构和算法设计工作。 具有丰富的数字IC设计经验和算法研发经验，长期与模拟设计团队联合设计数模混合电路，擅长射频电路相关数字校准算法设计以及SoC芯片的架构设计。主持研发的芯片累积产量已达上亿颗。 作为第一发明人获授国家发明专利4项。 著有《数字IC设计门》等专业技术图书。