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物聯網之芯：傳感器件與通信芯片設計 ( 簡體 字) |
| 作者：曾凡太 邊 棟 徐勝朋 編著 | 類別：1. -> 程式設計 -> 物聯網 |
| 譯者： |
| 出版社：機械工業出版社 |  3dWoo書號： 50313
詢問書籍請說出此書號！【缺書】
NT售價： 495 元 |
| 出版日：11/1/2018 |
| 頁數：422 |
| 光碟數：0 |
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站長推薦：   |
| 印刷：黑白印刷 | 語系： ( 簡體 版 ) |
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| ISBN：9787111613244 |
| 作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 序 |
| (簡體書上所述之下載連結耗時費功, 恕不適用在台灣, 若讀者需要請自行嘗試, 恕不保證) |
| 作者序： |
| 譯者序： |
| 前言： |
內容簡介： 本書為“物聯網工程實戰叢書”第2卷。書中從物聯網工程的實際需求出發，闡述了傳感器件與通信芯片的設計理念，從設計源頭告訴讀者要設計什么樣的芯片。集成電路設計是一門專業技術，其設計方法和流程有專門的著作介紹，不在本書講述范圍之內。
本書共10章。第1章闡述了物聯網芯片的功能需求、性能需求、成本需求和安全需求；第2章介紹了集成電路產業的發展歷史和芯片制造流程，以及常規芯片封裝及其命名規則；第3章從材料性能和器件結構出發，描述了傳感器件設計的兩條主線：材料敏感設計和結構敏感設計；第4章結合物聯網數據傳輸的特點，給出了有線通信模塊和無線通信模塊設計的方法和案例；第5章介紹了窄帶物聯網（NB-IoT）的發展軌跡和技術特色；第6章展望了5G通信技術的發展趨勢和技術特色，介紹了5G通信技術對物聯網工程的推動作用；第7章列舉了物聯網工程中常用的嵌入式處理器，這些芯片涵蓋A/D轉換、網絡接口、射頻模塊和存儲單元，已演變為SoC系統芯片而運行操作系統；第8章給出了SoC芯片的設計流程和案例；第9章介紹了簡化電路結構和降低工作頻率是低功耗設計的主題，休眠和待機模式則是低功耗運行的主旋律；第10章闡述了無源感知和無源網絡是物聯網芯片設計工程師努力的方向。
本書適合作為高等院校物聯網工程、通信工程、網絡工程、電子信息工程、微電子和集成電路等相關專業的教材，也適合傳感器和芯片研發人員閱讀，還可作為智慧城市建設等政府管理部門相關人員的參考讀物。 |
目錄：叢書序
序言
第1章 物聯網集成電路（IoT IC）芯片設計概述 1
1.1 集成傳感器件技術演進 2
1.2 物聯網集成電路芯片分類 3
1.3 物聯網集成電路芯片設計要求 4
1.3.1 物聯網集成電路芯片設計一般要求 4
1.3.2 物聯網邊緣層設備IC芯片設計要求 5
1.3.3 物聯網中間層設備IC芯片設計要求 6
1.3.4 物聯網核心層設備IC芯片設計要求 7
1.3.5 物聯網集成電路芯片安全性設計 8
1.3.6 物聯網集成電路芯片低功耗設計 9
1.4 物聯網集成電路芯片生態圈構建 9
1.4.1 英特爾布局云端物聯網 11
1.4.2 Marvell做業界最全芯片平臺解決方案 11
1.4.3 博通打造最安全物聯網平臺 12
1.4.4 TI建立第三方物聯網云服務生態系統 12
1.5 物聯網集成電路芯片定制化之變 13
1.6 物聯網集成電路芯片產業化發展 13
1.6.1 物聯網集成電路芯片技術發展趨勢 14
1.6.2 IC企業在物聯網領域的布局 23
1.6.3 傳感器芯片和通信芯片是物聯網集成電路芯片產業的方向 28
1.7 本章小結 29
1.8 習題 29
第2章 集成電路制造與設計基礎 30
2.1 集成電路發展簡史 30
2.2 集成電路產業變遷 32
2.3 集成電路分類與命名規則 35
2.3.1 按電路屬性、功能分類 35
2.3.2 按集成規模分類 37
2.3.3 按導電類型分類 38
2.3.4 按用途分類 38
2.3.5 按外形分類 39
2.3.6 集成電路命名規則 39
2.4 集成電路制造 40
2.4.1 晶圓制造 40
2.4.2 晶圓生產工藝流程 44
2.4.3 集成電路生產流程 44
2.4.4 集成電路工藝 46
2.4.5 CMOS工藝 49
2.5 集成電路封裝 49
2.5.1 集成電路封裝技術 49
2.5.2 集成電路封裝形式枚舉 52
2.6 集成電路微組裝工藝 58
2.6.1 不同工藝芯片組裝 58
2.6.2 集成電路組裝案例 59
2.7 數字集成電路設計概要 62
2.8 本章小結 64
2.9 習題 64
第3章 物聯網傳感器件設計 65
3.1 傳感器件概述 65
3.2 材料型傳感器 66
3.2.1 材料型傳感器的基礎效應 66
3.2.2 傳感器半導體材料特性設計 68
3.2.3 摻雜工藝改變半導體敏感特性 69
3.2.4 設計材料成分，改變制造工藝，調節敏感特性 72
3.3 結構型傳感器 73
3.3.1 電阻敏感結構 74
3.3.2 電感敏感結構 75
3.3.3 電容敏感結構 78
3.4 半導體敏感器件 81
3.4.1 磁敏元件結構 81
3.4.2 濕敏元件結構 85
3.4.3 光敏元件結構 88
3.4.4 氣敏元件結構 93
3.5 生物敏感元件結構 95
3.5.1 ?傳感器結構 95
3.5.2 葡萄糖傳感器結構 97
3.5.3 氧傳感器結構 99
3.6 圖像敏感元件結構 101
3.6.1 CCD圖像傳感器 101
3.6.2 CMOS圖像傳感器 106
3.6.3 色敏三極管 108
3.7 傳感器接口技術 109
3.7.1 傳感器融合 110
3.7.2 I3C總線協議 111
3.8 幾種傳感器設計實例 116
3.8.1 MEMS傳感器概述 117
3.8.2 微機電系統（MEMS）壓力傳感器 118
3.8.3 微機電系統（MEMS）加速度傳感器 118
3.8.4 智能壓力傳感器 119
3.8.5 智能溫濕度傳感器 121
3.8.6 智能液體渾濁度傳感器 121
3.9 本章小結 122
3.10 習題 123
第4章 物聯網通信集成電路設計 124
4.1 通信電路概述 124
4.1.1 物聯網常用通信方式 124
4.1.2 物聯網通信電路進展 128
4.2 物聯網有線通信電路設計 130
4.2.1 RS232電路設計 131
4.2.2 用VHDL設計UART收發電路 132
4.2.3 用Verilog HDL設計USART收發電路 135
4.2.4 RS485電路設計 141
4.2.5 光纖收發器電路 142
4.2.6 USB 2.0接口電路設計 143
4.2.7 USB 3.0芯片設計 147
4.2.8 USB 3.0轉千兆以太網單芯片設計 148
4.3 物聯網無線通信技術 150
4.3.1 物聯網無線通信技術概述 150
4.3.2 物聯網無線通信技術特性 154
4.4 RFIC芯片設計 155
4.4.1 RFIC 設計歷程 156
4.4.2 RFIC設計流程 156
4.4.3 RFIC設計行業的衰落 160
4.4.4 幾款射頻芯片性能一覽 161
4.5 WiFi芯片設計 163
4.5.1 WiFi芯片產業概況 164
4.5.2 WiFi芯片設計 171
4.5.3 WiFi無線收發基帶處理器設計 174
4.5.4 WiFi芯片設計案列 186
4.5.5 5G WiFi技術 191
4.6 藍牙芯片設計 193
4.6.1 TI CC2541藍牙芯片概述 193
4.6.2 TI CC2541藍牙芯片RF片載系統 195
4.6.3 TI CC2541藍牙芯片開發工具 195
4.6.4 TI CC2541 藍牙低功耗解決方案 196
4.7 本章小結 197
4.8 習題 197
第5章 窄帶物聯網（NB-IoT） 198
5.1 NB-IoT概念 198
5.2 NB-IoT商業模式 199
5.3 NB-IoT技術標準 200
5.4 NB-IoT實現高覆蓋、大連接、微功耗、低成本的技術路線 201
5.4.1 NB-IoT提升無線覆蓋的方法 201
5.4.2 NB-IoT實現大連接的關鍵技術 203
5.4.3 NB-IoT實現低成本的技術路線 204
5.4.4 NB-IoT實現低功耗的措施 206
5.5 NB-IoT芯片設計 208
5.5.1 NB-IoT芯片設計目標 208
5.5.2 物聯網芯片生產廠商產品一覽 209
5.5.3 NB-IoT終端芯片系統結構 213
5.5.4 Rx架構的選擇 216
5.5.5 Rx混頻器（Mixer）設計 216
5.5.6 Rx直流偏移消除電路 218
5.5.7 Tx中的模擬基帶 219
5.6 NB-IoT業務范圍、應用場景及競爭挑戰 221
5.6.1 NB-IoT主要業務范圍 221
5.6.2 NB-IoT應用場景 222
5.6.3 NB-IoT發展與挑戰 223
5.7 本章小結 223
5.8 習題 224
第6章 物聯網5G通信技術 225
6.1 物聯網5G通信基本概念 225
6.1.1 5G通信技術研究機構 225
6.1.2 5G通信技術研究進程 229
6.1.3 5G通信技術基本概念 229
6.1.4 5G通信技術應用場景 233
6.2 5G通信關鍵技術 234
6.2.1 5G通信技術指標 235
6.2.2 5G通信理論基礎 235
6.2.3 5G網絡關鍵技術 236
6.3 5G網絡建設 245
6.3.1 5G網絡主要功能 245
6.3.2 5G網絡速率測試 246
6.3.3 5G網絡商業應用進程 246
6.4 5G小基站建設 247
6.5 5G芯片設計與實現 250
6.6 5G芯片設計案例——智能手機芯片 253
6.6.1 調制變頻技術與多工技術 253
6.6.2 數字通信系統架構 254
6.6.3 無線通信系統架構 256
6.6.4 通信相關集成電路：基頻芯片、中頻芯片、射頻芯片 257
6.7 本章小結 258
6.8 習題 258
第7章 物聯網嵌入式處理器應用 259
7.1 4種常見的物聯網嵌入式處理器 259
7.1.1 嵌入式ARM微處理器 259
7.1.2 嵌入式MIPS處理器 260
7.1.3 PowerPC處理器 260
7.1.4 x86架構物聯網處理器 261
7.2 嵌入式Cortex-M0微處理器 262
7.2.1 LPC1114微控制器 262
7.2.2 ARM微控制器開發的軟件——Keil 264
7.3 微處理器應用于溫度檢測設計實例 265
7.3.1 DS18B20的工作原理 265
7.3.2 LPC1114控制DS18B20溫度顯示的工程實例 268
7.4 樂鑫ESP8266移動互聯網SoC芯片應用 272
7.4.1 ESP8266芯片概述 272
7.4.2 ESP8266引腳定義 273
7.4.3 ESP8266EX內部結構及組成 275
7.4.4 ESP8266EX低功耗管理 278
7.4.5 ESP8266EX外設接口 279
7.4.6 WiFi SoC芯片應用設計 284
7.5 君正物聯網處理器 286
7.6 本章小結 289
7.7 習題 289
第8章 SoC應用設計 290
8.1 FPAG應用是大數據和物聯網的發展趨勢 290
8.1.1 FPGA＋CPU模式：大數據時代發展趨勢之一 290
8.1.2 FPGA替代部分AISC，提升運行效率 291
8.1.3 FPGA在小批量應用上的優勢 293
8.2 FPGA性能特色 295
8.2.1 可編程的“萬能芯片”——FPGA 295
8.2.2 FPGA的核心優點 295
8.2.3 FPGA的制約因素 296
8.2.4 半導體領域摩爾定律的堅定執行者 297
8.3 SoC設計導論 297
8.3.1 SoC的概念 297
8.3.2 Cortex-M0處理器及總線結構 298
8.4 SoC系統的實現 301
8.4.1 Cortex-M0系統的構建 301
8.4.2 仿真原理和行為級仿真 318
8.4.3 系統編譯和分析 323
8.5 本章小結 329
8.6 習題 329
第9章 微功耗無源物聯網電源模塊設計 330
9.1 電源管理 330
9.1.1 電壓變換 331
9.1.2 功耗管理模式 334
9.1.3 功耗分析 335
9.2 微處理器功耗分析 339
9.2.1 微處理器功耗來源 340
9.2.2 CMOS反相器功耗組成 340
9.2.3 集成電路設計中常用的低功耗技術 341
9.3 STM32微處理器節能工作模式 344
9.3.1 STM32芯片的4種低功耗工作模式 344
9.3.2 STM32芯片時鐘管理 349
9.4 低功耗集成電路設計 350
9.4.1 低功耗設計的原因 350
9.4.2 功耗分析 351
9.4.3 系統級低功耗設計 361
9.4.4 RTL級低功耗設計 366
9.4.5 門級電路低功耗設計 379
9.4.6 物理級低功耗設計 387
9.5 亞閾值設計 388
9.6 本章小結 390
9.7 習題 391
第10章 物聯網無源IC設計前沿技術展望 392
10.1 物聯網能源眾包 392
10.1.1 光伏發電 392
10.1.2 溫差發電 393
10.1.3 風力發電 394
10.1.4 水力發電 395
10.1.5 電磁輻射能發電 397
10.2 無線輸電技術 398
10.2.1 無線輸電技術溯源 398
10.2.2 無線輸電的方法 399
10.2.3 無線輸電技術研究進展 401
10.3 無線傳感器實例 402
10.3.1 無線傳感器概述 402
10.3.2 無線智能溫度傳感器 403
10.3.3 無線氣體傳感器 404
10.3.4 無線壓力傳感器 404
10.3.5 無線溫濕度傳感器 405
10.3.6 無線傳感器的選擇方法 405
10.3.7 無線傳感器的應用技術 407
10.3.8 無線傳感器網絡拓撲結構 407
10.4 具有微功耗、低成本、高可靠性、長壽命性能的SoC芯片 410
10.4.1 改進設計架構是重要降耗途徑 411
10.4.2 應對碎片化的挑戰 411
10.4.3 無線傳感器網絡SoC芯片的低功耗設計實例 412
10.5 具有信息傳感、數據傳輸、實時控制、無源供電功能的SoC芯片 414
10.5.1 WiFi無線傳感器網絡及其應用前景 414
10.5.2 選擇合適的無線WiFi SoC 芯片 415
10.5.3 選擇合適的開發系統 417
10.5.4 代碼開發和初步測試 418
10.6 集成電路產業發展趨勢 420
10.7 本章小結 422
10.8 習題 422
參考文獻 423 |
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