编辑推荐
国内物联网工程学科的奠基性作品，系统阐述物联网传感器件与通信芯片的设计理念与方法，从设计源头告诉你要设计什么样的芯片。
内容简介
《物联网之芯：传感器件与通信芯片设计》为“物联网工程实战丛书”第2卷。书中从物联网工程的实际需求出发，阐述了传感器件与通信芯片的设计理念，从设计源头告诉读者要设计什么样的芯片。集成电路设计是一门专业技术，其设计方法和流程有专门的著作介绍，不在《物联网之芯：传感器件与通信芯片设计》讲述范围之内。
《物联网之芯：传感器件与通信芯片设计》共10章。第1章阐述了物联网芯片的功能需求、性能需求、成本需求和安全需求；第2章介绍了集成电路产业的发展历史和芯片制造流程，以及常规芯片封装及其命名规则；第3章从材料性能和器件结构出发，描述了传感器件设计的两条主线：材料敏感设计和结构敏感设计；第4章结合物联网数据传输的特点，给出了有线通信模块和无线通信模块设计的方法和案例；第5章介绍了窄带物联网（NB-IoT）的发展轨迹和技术特色；第6章展望了5G通信技术的发展趋势和技术特色，介绍了5G通信技术对物联网工程的推动作用；第7章列举了物联网工程中常用的嵌入式处理器，这些芯片涵盖A/D转换、网络接口、射频模块和存储单元，已演变为SoC系统芯片而运行操作系统；第8章给出了SoC芯片的设计流程和案例；第9章介绍了简化电路结构和降低工作频率是低功耗设计的主题，休眠和待机模式则是低功耗运行的主旋律；第10章阐述了无源感知和无源网络是物联网芯片设计工程师努力的方向。
《物联网之芯：传感器件与通信芯片设计》适合作为高等院校物联网工程、通信工程、网络工程、电子信息工程、微电子和集成电路等相关专业的教材，也适合传感器和芯片研发人员阅读，还可作为智慧城市建设等政府管理部门相关人员的参考读物。
作者简介
作者曾凡太，是山东大学信息科学与工程学院高级工程师。已经出版“EDA工程丛书”（共五卷，清华大学出版社出版）《现代电子设计教程》（高等教育出版社出版）《PCI总线与多媒体计算机》（电子工业出版社出版）等书，发表论文数十篇，申请发明专利4项。
章节目录
版权信息
丛书序 信息物理学是物联网工程的理论基础
物联网领域千帆竞渡，百舸争流
物联网工程引领潮流，改变世界
信息物理学是物联网工程的理论基础
丛书介绍
丛书创作团队
丛书服务与支持
序言 “芯”随“物”动，“物”依“芯”联
第1章 物联网集成电路（oT IC）芯片设计概述
1.1 集成传感器件技术演进
1.2 物联网集成电路芯片分类
1.3 物联网集成电路芯片设计要求
1.3.1 物联网集成电路芯片设计一般要求
1.3.2 物联网边缘层设备IC芯片设计要求
1.3.3 物联网中间层设备IC芯片设计要求
1.3.4 物联网核心层设备IC芯片设计要求
1.3.5 物联网集成电路芯片安全性设计
1.3.6 物联网集成电路芯片低功耗设计
1.4 物联网集成电路芯片生态圈构建
1.4.1 英特尔布局云端物联网
1.4.2 Marvell做业界最全芯片平台解决方案
1.4.3 博通打造最安全物联网平台
1.4.4 TI建立第三方物联网云服务生态系统
1.5 物联网集成电路芯片定制化之变
1.6 物联网集成电路芯片产业化发展
1.6.1 物联网集成电路芯片技术发展趋势
1.6.2 IC企业在物联网领域的布局
1.6.3 传感器芯片和通信芯片是物联网集成电路芯片产业的方向
1.7 本章小结
1.8 习题
第2章 集成电路制造与设计基础
2.1 集成电路发展简史
2.2 集成电路产业变迁
2.3 集成电路分类与命名规则
2.3.1 按电路属性、功能分类
2.3.2 按集成规模分类
2.3.3 按导电类型分类
2.3.4 按用途分类
2.3.5 按外形分类
2.3.6 集成电路命名规则
2.4 集成电路制造
2.4.1 晶圆制造
2.4.2 晶圆生产工艺流程
2.4.3 集成电路生产流程
2.4.4 集成电路工艺
2.4.5 CMOS工艺
2.5 集成电路封装
2.5.1 集成电路封装技术
2.5.2 集成电路封装形式枚举
2.6 集成电路微组装工艺
2.6.1 不同工艺芯片组装
2.6.2 集成电路组装案例
2.7 数字集成电路设计概要
2.8 本章小结
2.9 习题
第3章 物联网传感器件设计
3.1 传感器件概述
3.2 材料型传感器
3.2.1 材料型传感器的基础效应
3.2.2 传感器半导体材料特性设计
3.2.3 掺杂工艺改变半导体敏感特性
3.2.4 设计材料成分，改变制造工艺，调节敏感特性
3.3 结构型传感器
3.3.1 电阻敏感结构
3.3.2 电感敏感结构
3.3.3 电容敏感结构
3.4 半导体敏感器件
3.4.1 磁敏元件结构
3.4.2 湿敏元件结构
3.4.3 光敏元件结构
3.4.4 气敏元件结构
3.5 生物敏感元件结构
3.5.1 酶传感器结构
3.5.2 葡萄糖传感器结构
3.5.3 氧传感器结构
3.6 图像敏感元件结构
3.6.1 CCD图像传感器
3.6.2 CMOS图像传感器
3.6.3 色敏三极管
3.7 传感器接口技术
3.7.1 传感器融合
3.7.2 I3C总线协议
3.8 几种传感器设计实例
3.8.1 MEMS传感器概述
3.8.2 微机电系统（MEMS）压力传感器
3.8.3 微机电系统（MEMS）加速度传感器
3.8.4 智能压力传感器
3.8.5 智能温湿度传感器
3.8.6 智能液体浑浊度传感器
3.9 本章小结
3.10 习题
第4章 物联网通信集成电路设计
4.1 通信电路概述
4.1.1 物联网常用通信方式
4.1.2 物联网通信电路进展
4.2 物联网有线通信电路设计
4.2.1 RS232电路设计
4.2.2 用VHDL设计UART收发电路
4.2.3 用Verilog HDL设计USART收发电路
4.2.4 RS485电路设计
4.2.5 光纤收发器电路
4.2.6 USB 2.0接口电路设计
4.2.7 USB 3.0芯片设计
4.2.8 USB 3.0转千兆以太网单芯片设计
4.3 物联网无线通信技术
4.3.1 物联网无线通信技术概述
4.3.2 物联网无线通信技术特性
4.4 RFIC芯片设计
4.4.1 RFIC设计历程
4.4.2 RFIC设计流程
4.4.3 RFIC设计行业的衰落
4.4.4 几款射频芯片性能一览
4.5 WiFi芯片设计
4.5.1 WiFi芯片产业概况
4.5.2 WiFi芯片设计
4.5.3 WiFi无线收发基带处理器设计
4.5.4 WiFi芯片设计案列
4.5.5 5G WiFi技术
4.6 蓝牙芯片设计
4.6.1 TI CC2541蓝牙芯片概述
4.6.2 TI CC2541蓝牙芯片RF片载系统
4.6.3 TI CC2541蓝牙芯片开发工具
4.6.4 TI CC2541蓝牙低功耗解决方案
4.7 本章小结
4.8 习题
第5章 窄带物联网（NB-IoT）
5.1 NB-IoT概念
5.2 NB-IoT商业模式
5.3 NB-IoT技术标准
5.4 NB-IoT实现高覆盖、大连接、微功耗、低成本的技术路线
5.4.1 NB-IoT提升无线覆盖的方法
5.4.2 NB-IoT实现大连接的关键技术
5.4.3 NB-IoT实现低成本的技术路线
5.4.4 NB-IoT实现低功耗的措施
5.5 NB-IoT芯片设计
5.5.1 NB-IoT芯片设计目标
5.5.2 物联网芯片生产厂商产品一览
5.5.3 NB-IoT终端芯片系统结构
5.5.4 Rx架构的选择
5.5.5 Rx混频器（Mixer）设计
5.5.6 Rx直流偏移消除电路
5.5.7 Tx中的模拟基带
5.6 NB-IoT业务范围、应用场景及竞争挑战
5.6.1 NB-IoT主要业务范围
5.6.2 NB-IoT应用场景
5.6.3 NB-IoT发展与挑战
5.7 本章小结
5.8 习题
第6章 物联网5G通信技术
6.1 物联网5G通信基本概念
6.1.1 5G通信技术研究机构
6.1.2 5G通信技术研究进程
6.1.3 5G通信技术基本概念
6.1.4 5G通信技术应用场景
6.2 5G通信关键技术
6.2.1 5G通信技术指标
6.2.2 5G通信理论基础
6.2.3 5G网络关键技术
6.3 5G网络建设
6.3.1 5G网络主要功能
6.3.2 5G网络速率测试
6.3.3 5G网络商业应用进程
6.4 5G小基站建设
6.5 5G芯片设计与实现
6.6 5G芯片设计案例——智能手机芯片
6.6.1 调制变频技术与多工技术
6.6.2 数字通信系统架构
6.6.3 无线通信系统架构
6.6.4 通信相关集成电路：基频芯片、中频芯片、射频芯片
6.7 本章小结
6.8 习题
第7章 物联网嵌入式处理器应用
7.1 4种常见的物联网嵌入式处理器
7.1.1 嵌入式ARM微处理器
7.1.2 嵌入式MIPS处理器
7.1.3 PowerPC处理器
7.1.4 x86架构物联网处理器
7.2 嵌入式Cortex-M0微处理器
7.2.1 LPC1114微控制器
7.2.2 ARM微控制器开发的软件——Keil
7.3 微处理器应用于温度检测设计实例
7.3.1 DS18B20的工作原理
7.3.2 LPC1114控制DS18B20温度显示的工程实例
7.4 乐鑫ESP8266移动互联网SoC芯片应用
7.4.1 ESP8266芯片概述
7.4.2 ESP8266引脚定义
7.4.3 ESP8266EX内部结构及组成
7.4.4 ESP8266EX低功耗管理
7.4.5 ESP8266EX外设接口
7.4.6 WiFi SoC芯片应用设计
7.5 君正物联网处理器
7.6 本章小结
7.7 习题
第8章 SoC应用设计
8.1 FPAG应用是大数据和物联网的发展趋势
8.1.1 FPGA＋CPU模式：大数据时代发展趋势之一
8.1.2 FPGA替代部分AISC，提升运行效率
8.1.3 FPGA在小批量应用上的优势
8.2 FPGA性能特色
8.2.1 可编程的“万能芯片”——FPGA
8.2.2 FPGA的核心优点
8.2.3 FPGA的制约因素
8.2.4 半导体领域摩尔定律的坚定执行者
8.3 SoC设计导论
8.3.1 SoC的概念
8.3.2 Cortex-M0处理器及总线结构
8.4 SoC系统的实现
8.4.1 Cortex-M0系统的构建
8.4.2 仿真原理和行为级仿真
8.4.3 系统编译和分析
8.5 本章小结
8.6 习题
第9章 微功耗无源物联网电源模块设计
9.1 电源管理
9.1.1 电压变换
9.1.2 功耗管理模式
9.1.3 功耗分析
9.2 微处理器功耗分析
9.2.1 微处理器功耗来源
9.2.2 CMOS反相器功耗组成
9.2.3 集成电路设计中常用的低功耗技术
9.3 STM32微处理器节能工作模式
9.3.1 STM32芯片的4种低功耗工作模式
9.3.2 STM32芯片时钟管理
9.4 低功耗集成电路设计
9.4.1 低功耗设计的原因
9.4.2 功耗分析
9.4.3 系统级低功耗设计
9.4.4 RTL级低功耗设计
9.4.5 门级电路低功耗设计
9.4.6 物理级低功耗设计
9.5 亚阈值设计
9.6 本章小结
9.7 习题
第10章 物联网无源IC设计前沿技术展望
10.1 物联网能源众包
10.1.1 光伏发电
10.1.2 温差发电
10.1.3 风力发电
10.1.4 水力发电
10.1.5 电磁辐射能发电
10.2 无线输电技术
10.2.1 无线输电技术溯源
10.2.2 无线输电的方法
10.2.3 无线输电技术研究进展
10.3 无线传感器实例
10.3.1 无线传感器概述
10.3.2 无线智能温度传感器
10.3.3 无线气体传感器
10.3.4 无线压力传感器
10.3.5 无线温湿度传感器
10.3.6 无线传感器的选择方法
10.3.7 无线传感器的应用技术
10.3.8 无线传感器网络拓扑结构
10.4 具有微功耗、低成本、高可靠性、长寿命性能的SoC芯片
10.4.1 改进设计架构是重要降耗途径
10.4.2 应对碎片化的挑战
10.4.3 无线传感器网络SoC芯片的低功耗设计实例
10.5 具有信息传感、数据传输、实时控制、无源供电功能的SoC芯片
10.5.1 WiFi无线传感器网络及其应用前景
10.5.2 选择合适的无线WiFi SoC芯片
10.5.3 选择合适的开发系统
10.5.4 代码开发和初步测试
10.6 集成电路产业发展趋势
10.7 本章小结
10.8 习题
参考文献
物联网之芯：传感器件与通信芯片设计是2019年由机械工业出版社华章分社出版,作者曾凡太。
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