從算法到電路：數字芯片算法的電路實現

這是一本深入解讀基礎算法及其電路設計，以打通算法研發到數字IC設計的實現屏障，以及指導芯片設計工程師從底層掌握複雜電路設計與優化方法為目標的專業技術書。任何芯片(如WiFi芯片、5G芯片、AI芯片、多媒體處理芯片等)都是由四則運算器、濾波器、特殊信號發生器等基本算法電路構成的，熟練掌握這些基本算法電路是實現複雜算法電路的基礎。忽視基本算法及其電路設計而談論複雜算法電路，無異於痴人說夢。

本書力求從算法、芯片設計、軟件開發等多個角度解讀基礎算法電路的設計，涵蓋了溢出保護、有符號運算、浮點運算、位寬確定等運算電路基礎知識，以及除法器、信號發生器、濾波器、小數分頻器等常用基本算法電路的Matlab建模和RTL設計，可幫助數字IC設計者掌握常用算法設計思路、工具和流程，從根本上提高設計基本算法電路和複雜算法電路的能力。

本書共分為12章。第1~2章介紹算法和芯片設計的基礎知識，包括算法與芯片設計的關係，芯片設計人員掌握算法知識的必要性，以及位寬確定、有符號數處理、浮點數運算、溢出保護和四捨五入等算法的實現。第3~11章重點介紹各種典型基本算法的電路設計，其中包括任何數字芯片都必不可少的乘法器和除法器設計，在不同專業芯片領域有着廣泛應用的數字信號發生器、複數求模求角度運算器、普通濾波器、ΣΔADC中使用的抽取濾波器、基於ΣΔ結構實現的小數倍分頻器、CRC校驗器等。每個電路均給出了算法的浮點建模、定點建模、RTL以及TestBench仿真文件，並在理論上對ADC、頻率、濾波器以及電路結構拓撲進行深入解讀。部分電路給出了多種可選設計，並在面積和時序等方面進行了優缺點分析。第12章介紹IEEE754浮點運算單元的設計，專為滿足具備標準協議格式的浮點運算核開發需求。其中涉及算法的內容較少，重點介紹協議實現、集成和應用。基於這一章設計得到的電路既可作為SoC芯片中的可編程浮點運算加速器，也可作為專用芯片的浮點運算硬核。



白櫟暘，廈大通信系碩士，芯片設計與算法工程師，某知名企業WiFi芯片算法負責人。先後供職于多家知名芯片公司和創業團隊，從事數字電路架構和算法設計工作。具有豐富的數字IC設計經驗和算法研發經驗，長期與模擬設計團隊聯合設計數模混合電路，擅長射頻電路相關數字校準算法設計以及SoC芯片的架構設計。主持研發的芯片累積產量已達上億顆。作為第一發明人獲授國家發明專利4項。著有《數字IC設計入門》等專業技術圖書。

白櫟暘

廈大通信系碩士，芯片設計與算法工程師，某知名企業WiFi芯片算法負責人。先後供職于多家知名芯片公司和創業團隊，從事數字電路架構和算法設計工作。

具有豐富的數字IC設計經驗和算法研發經驗，長期與模擬設計團隊聯合設計數模混合電路，擅長射頻電路相關數字校準算法設計以及SoC芯片的架構設計。主持研發的芯片累積產量已達上億顆。

作為第一發明人獲授國家發明專利4項。

著有《數字IC設計入門》等專業技術圖書。