Cadence高速电路板设计与仿真（第5版）――信号与电源完整性分析 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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周润景，王洪艳 著

图书标签:

• 高速电路板设计
• 信号完整性
• 电源完整性
• Cadence
• 仿真
• PCB设计
• 电子工程
• 电磁兼容性
• 电路分析
• 第五版

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121257247

版次：01

商品编码：11677236

包装：平装

丛书名： EDA应用技术

开本：16开

出版时间：2015-04-01

用纸：胶版纸

页数：548

正文语种：中文

内容简介

　　《Cadence高速电路板设计与仿真（第5版）――信号与电源完整性分析》以Cadence Allegro SPB 16.6为基础，以具体的高速PCB为范例，详尽讲解了IBIS模型的建立、高速PCB的预布局、拓扑结构的提取、反射分析、串扰分析、时序分析、约束驱动布线、后布线DRC分析、差分对设计等信号完整性分析，以及目标阻抗、电源噪声、去耦电容器模型与布局、电源分配系统、电压调节模块、电源平面、单节点仿真、多节点仿真、直流分析、交流分析、模型提取等电源完整性分析内容。

作者简介

　　周润景教授，IEEE/EMBS会员，中国电子学会高级会员，航空协会会员，主要研究方向是高速数字系统的信号与电源完整性联合设计与优化，具有丰富的数字电路、传感器与检测技术、模式识别、控制工程、EDA技术等课程的教学经验。

目录

第1章 高速PCB设计知识
1．1 学习目标
1．2 课程内容
1．3 高速PCB设计的基本概念
1．4 PCB设计前的准备工作
1．5 高速PCB布线
1．6 布线后信号完整性仿真
1．7 提高抗电磁干扰能力的措施
1．8 测试与比较
1．9 混合信号布局技术
1．10 过孔对信号传输的影响
1．11 一般布局规则
1．12 电源完整性理论基础
1．13 本章思考题
第2章 仿真前的准备工作
2．1 学习目标
2．2 分析工具
2．3 IBIS模型
2．4 验证IBIS模型
2．5 预布局
2．6 PCB设置
2．7 基本的PCB SI功能
2．8 本章思考题
第3章 约束驱动布局
3．1 学习目标
3．2 相关概念
3．3 信号的反射
3．4 串扰的分析
3．5 时序分析
3．6 分析工具
3．7 创建总线（Bus）
3．8 预布局拓扑提取和仿真
3．9 前仿真时序
3．10 模板应用和约束驱动布局
3．11 本章思考题
第4章 约束驱动布线
4．1 学习目标
4．2 手工布线
4．3 自动布线
4．4 本章思考题
第5章 后布线DRC分析
5．1 学习目标
5．2 为多板仿真创建DesignLink
5．3 后仿真
5．4 本章思考题
第6章 差分对设计
6．1 学习目标
6．2 建立差分对
6．3 仿真前的准备工作
6．4 仿真差分对
6．5 差分对约束
6．6 差分对布线
6．7 后布线分析
6．8 本章思考题
第7章 电源完整性工具
7．1 学习目标
7．2 课程内容
7．3 电源完整性分析工具
7．4 进行电源完整性分析的意义
7．5 目标阻抗
7．6 PDS中的噪声
7．7 去耦电容器
7．8 电源分配系统（PDS）
7．9 电压调节模块（VRM）
7．10 电源平面
7．11 Allegro PCB PI option XL电源完整性分析流程
7．12 Allegro PCB PI option XL的使用步骤
7．13 本章思考题
第8章 电容器和单节点仿真
8．1 学习目标
8．2 第7章回顾
8．3 去耦电容器
8．4 去耦电容器的频率响应
8．5 电源/地平面对上的电容器模型
8．6 串联谐振
8．7 并联谐振
8．8 使用Allegro PCB PI option XL设计目标阻抗
8．9 本章思考题
第9章 平面和多节点仿真
9．1 学习目标
9．2 第8章回顾
9．3 电容器布局
9．4 平面模型
9．5 电源平面的损耗
9．6 多节点仿真
9．7 使用电源完整性工具进行多节点分析
9．8 本章思考题
第10章 贴装电感和电容器库
10．1 学习目标
10．2 第9章回顾
10．3 电源完整性工具元器件库的管理
10．4 电容器中的电感
10．5 在Allegro PCB PI option XL中配置电容器
10．6 使用Allegro PCB PI option XL创建电容器模型
10．7 对PCB进行电源完整性分析
10．8 本章思考题
第11章 通道分析
11．1 学习目标
11．2 新增功能
11．3 前提条件
11．4 SigXplorer增强功能
11．5 图形用户界面更新
11．6 其他增强功能
11．7 脚本演示
11．8 本章思考题
第12章 PDN分析
12．1 学习目标
12．2 新增功能
12．3 更新的图形界面
12．4 新的PDN分析流程
12．5 性能增强
12．6 PDN分析过程
12．7 去耦电容器的管理
12．8 单节点分析
12．9 直流分析
12．10 交流分析
12．11 模型提取
12．12 本章思考题

前言/序言

《精密电子设计：从原理到实践的系统解析》 在瞬息万变的电子技术浪潮中，一款卓越的电子产品离不开精巧的电路设计和严谨的系统验证。从一颗微小的芯片到构成复杂系统的庞大电路板，每一个细节都至关重要，它们共同决定了产品的性能、可靠性和市场竞争力。本书，《精密电子设计：从原理到实践的系统解析》，正是这样一本旨在为电子工程师、硬件设计师以及相关领域的学生提供全面、深入的指导，帮助他们掌握现代电子设计中的关键技术和方法论。 聚焦核心设计理念与方法 本书并非仅仅罗列技术工具的使用方法，而是将重点放在电子设计背后的核心原理和思维模式上。我们深知，只有理解了“为何”这样做，才能更好地掌握“如何”去做，并能灵活应对各种复杂的设计挑战。因此，本书从最基础的电路理论出发，逐步深入到高级的系统级设计，力求为读者构建一个完整、连贯的设计知识体系。 第一部分：数字与模拟电路设计基础的回顾与深化 在展开复杂的系统设计之前，扎实的模拟和数字电路基础是必不可少的。本书将对这些基础知识进行系统性的回顾和深化，不仅仅是概念的陈述，更强调这些原理在现代设计中的实际应用和考量。 模拟电路设计精要： 我们将深入探讨运算放大器的应用、滤波器设计、信号衰减与失真、噪声分析以及电源管理等模拟电路设计的核心议题。本书会着重讲解如何通过合理的电路拓扑和元器件选择来优化模拟信号的传输质量，抑制干扰，并确保系统在各种工作条件下的稳定性。例如，在讨论滤波器设计时，我们将超越简单的理论公式，深入分析不同类型滤波器的优缺点、在实际应用中的适用性、以及如何通过级联和补偿技术来获得更优的滤波效果。对于噪声的抑制，除了基本的滤波手段，还会探讨电源退耦、屏蔽等物理层面的防护措施。 数字电路设计原理与实践： 从逻辑门到复杂的状态机，本书将系统梳理数字电路的设计流程。重点关注时序逻辑、同步与异步设计、时钟树综合、组合逻辑优化以及功耗管理等关键领域。我们将详细讲解如何通过先进的逻辑综合工具和布局布线技术来提高数字电路的运行速度，降低功耗，并避免潜在的时序违规问题。例如，在时钟树综合的部分，将详细讲解时钟抖动、占空比失真等概念，以及如何通过对称性设计、缓冲器插入等方法来确保时钟信号的精确同步。对于功耗管理，将深入分析动态功耗和静态功耗的来源，并介绍门控时钟、电源门控等低功耗设计技术。 第二部分：PCB设计与布局布线高级技巧 随着集成电路的性能不断提升，PCB（Printed Circuit Board）作为连接这些器件的桥梁，其设计的重要性日益凸显。本书将聚焦于PCB设计的关键环节，提供一套行之有效的指导。 元器件选型与封装考量： 在实际设计中，元器件的选型不仅关系到性能，还直接影响到PCB的布线密度和可制造性。本书将指导读者如何根据电路功能、性能需求、成本以及封装的物理尺寸、引脚分配等因素进行合理选型。我们将探讨不同封装类型（如BGA、QFN、SOT等）的优缺点，以及它们对PCB设计提出的挑战，并提供相应的应对策略。 PCB布局策略与信号完整性优化： 布局是PCB设计的灵魂。本书将深入剖析各种布局策略，如功能模块划分、关键信号路径优化、电源和地线的处理等。我们将详细讲解如何通过合理的元器件布局来缩短信号路径，减少串扰，并为信号完整性打下坚实基础。例如，在讨论电源和地线的处理时，将重点强调电源和地平面的完整性，讲解差分对走线、地线回流路径分析等方法，以最大限度地降低地弹和电源噪声。 高速信号布线技术： 随着信号频率的不断攀升，PCB走线不再仅仅是简单的连接。本书将详细介绍高速信号的布线规则，包括阻抗匹配、串扰抑制、过孔优化、差分信号布线等。我们将通过大量的图例和实例，讲解这些技术在实际应用中的细节和注意事项，帮助读者避免信号反射、串扰等问题，确保信号的可靠传输。例如，在阻抗匹配部分，将详细讲解传输线理论，讲解如何根据PCB叠层结构和走线尺寸计算所需的走线宽度和间距，以及如何使用终端匹配电阻来消除信号反射。 多层PCB设计与叠层规划： 现代电子产品普遍采用多层PCB，其叠层结构的设计对信号完整性、电磁兼容性（EMC）以及信号隔离至关重要。本书将指导读者如何规划合理的PCB叠层结构，包括信号层、电源层、地层、介质层等。我们将深入分析不同介质材料的特性，以及它们对信号传播速度、损耗的影响，并提供优化叠层设计的建议，以满足不同应用场景的需求。 第三部分：系统级仿真与验证 理论设计与实际实现之间存在着潜在的差距。仿真与验证是确保设计成功的关键环节，能够帮助设计者在投板前发现并解决潜在的问题。 电路仿真工具的应用与解读： 本书将介绍当前主流的电路仿真工具，并重点讲解如何利用这些工具对电路进行静态和动态分析。我们将深入探讨仿真设置中的关键参数，如模型选择、激励源设置、分析类型（AC、DC、瞬态、噪声分析等），以及如何解读仿真结果，发现潜在的设计缺陷。例如，在瞬态仿真部分，将重点讲解如何观察信号的时域波形，分析上升/下降时间、过冲、振铃等指标，并与设计要求进行对比。 信号完整性仿真与电源完整性分析： 随着信号速度的提升，信号完整性（SI）和电源完整性（PI）已成为影响系统性能的关键因素。本书将详细介绍如何利用专业的SI/PI仿真工具，对PCB的走线、过孔、连接器等进行详细的分析，预测信号的反射、串扰、时序抖动等问题。同时，我们将讲解如何分析电源网络的阻抗、纹波，优化去耦电容的布局，以确保电源的稳定性。例如，在SI仿真部分，将重点讲解S参数、TDR（时域反射计）等分析方法，以及如何根据仿真结果优化走线拓扑和终端匹配。在PI分析中，将重点讲解PDN（电源分配网络）的阻抗谱，以及如何通过调整电容值和布局来降低PDN阻抗。 电磁兼容性（EMC）仿真与设计： EMC是保证电子设备在电磁环境中正常工作的关键。本书将介绍EMC的基本原理，包括辐射发射、传导发射、抗干扰等。我们将指导读者如何利用EMC仿真工具，预测潜在的EMC问题，并提供相应的EMC设计和优化建议，如滤波器的选择、屏蔽的设计、PCB布局的优化等，以帮助设计出符合EMC标准的电子产品。 系统级验证与测试： 仿真只是设计流程的一部分，最终的验证还需要通过实际的测试来完成。本书将介绍各种系统级验证方法，包括功能测试、性能测试、可靠性测试等。我们将指导读者如何制定详细的测试计划，选择合适的测试仪器，并分析测试结果，以确保产品满足所有设计要求。 第四部分：面向未来的设计趋势与挑战 电子技术的发展日新月异，新的设计理念和技术不断涌现。本书将展望未来的设计趋势，并探讨应对这些挑战的方法。 异构集成与三维封装： 随着摩尔定律的挑战，异构集成和三维封装成为提升芯片性能和集成度的重要途径。本书将介绍这些新兴技术的基本原理、设计挑战以及在高性能计算、人工智能等领域的应用前景。 人工智能在电子设计中的应用： 人工智能正在深刻地改变着电子设计的流程。本书将探讨如何利用机器学习算法来优化电路设计、提高仿真效率、预测设计风险，以及智能化的PCB布局布线等。 可持续电子设计： 随着全球对环保要求的日益提高，可持续电子设计也变得越来越重要。本书将探讨如何从元器件选择、功耗优化、可回收性等方面着手，设计出更环保的电子产品。 本书的特色与优势 理论与实践相结合： 本书不仅讲解理论原理，还通过大量的实例和图解，深入浅出地阐述了在实际设计中如何应用这些原理。 面向当前行业需求： 书中内容紧密结合当前电子设计行业的最新发展和实际需求，帮助读者掌握最前沿的技术。 系统性的知识体系： 本书构建了一个从基础到高级、从单板到系统的完整知识体系，帮助读者建立全面的设计认知。 强调方法论和思维模式： 除了具体的技术操作，本书更注重培养读者的设计思维和解决问题的能力。 目标读者 本书适用于所有从事或即将从事电子产品设计、电路设计、PCB设计、系统验证等工作的工程师，以及相关专业的在校学生。无论您是初入行的新手，还是希望提升专业技能的资深从业者，都能从本书中获益。 结语 在充满机遇与挑战的电子设计领域，精湛的设计能力是成功的基石。《精密电子设计：从原理到实践的系统解析》，将成为您在电子设计旅程中不可多得的良师益友，助您驾驭复杂的电子系统，创造出更具创新性和竞争力的产品。

评分☆☆☆☆☆

作为一名经验丰富的PCB工程师，我一直在寻找一本能够帮助我突破技术瓶颈的进阶书籍，而这本《Cadence高速电路板设计与仿真（第5版）》无疑满足了我的期待。这本书的深度和广度都超乎我的想象，尤其是在高速数字信号的完整性分析方面，它提供了许多我之前接触过的书籍都未曾涉及到的前沿技术和深入见解。作者在书中对SI/PI（信号完整性/电源完整性）的分析，不仅仅是停留在基础理论，更是深入到各种复杂场景下的失效机理和优化方法。例如，他在讲解高速连接器模型时，详细阐述了不同寄生参数对信号质量的影响，以及如何通过精确建模来减小仿真误差。我印象特别深刻的是关于EMC（电磁兼容性）设计的部分，作者结合了实际的案例分析，讲解了如何从PCB设计的源头就规避EMC问题，而不是事后补救。他提出的“三阶”分析法，即从材料、结构和布局三个维度来考虑EMC，给我带来了全新的启发。而且，书中对Cadence仿真工具的应用也进行了详尽的指导，很多高级的功能和技巧，是我之前在使用中很少深入挖掘的。通过这本书，我不仅提升了对高速PCB设计的理解深度，也掌握了更加高效的仿真和验证方法，这对于我目前负责的复杂项目非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

一直以来，我都认为PCB设计是一个非常依赖经验的领域，很多问题只有在实际生产中才会遇到。但读了这本书之后，我发现很多问题其实是可以提前预知的，并且可以通过仿真来规避。作者在书中对高速信号的传播特性进行了非常细致的描述，从时域到频域，从基本的传输线理论到复杂的互连线模型，都做了深入浅出的讲解。我尤其欣赏他在分析阻抗匹配和损耗时，给出了非常实用的计算公式和工程经验。而且，书中对于Cadence仿真软件的使用也非常详细，从基本的设置到高级的分析选项，都有清晰的指导。我尝试着按照书中的方法进行仿真，发现很多之前难以理解的现象，在仿真中变得一目了然。比如，关于过孔的寄生参数对信号的影响，书中通过对比不同过孔设计在仿真结果上的差异，让我对这个细节有了深刻的认识。这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一位经验丰富的导师，指导我在高速PCB设计的道路上少走弯路，提高设计效率和成功率。

评分☆☆☆☆☆

作为一名资深的硬件架构师，我在项目中经常需要评估和指导PCB设计团队。之前，我对于高速信号和电源完整性的理解主要停留在概念层面，缺乏系统的、深入的工程实践指导。这本书为我提供了一个全新的视角。它不仅仅是罗列技术要点，更是从系统设计的角度，分析了信号和电源完整性对整个产品性能的影响。作者在书中对“协同设计”的理念进行了强调，即让PCB设计团队与系统设计、射频设计等其他团队紧密合作，从源头上解决潜在的问题。我特别赞赏书中关于“多层板设计”的策略，如何合理地划分电源层、地层、信号层，以及如何进行信号的布线，才能最大程度地减少串扰和电磁干扰。书中还详细介绍了各种高速接口（如DDR、PCIe）的设计要点和仿真验证方法，这些内容对于我评估和指导相关项目的设计非常有价值。这本书让我更加清楚地认识到，高速PCB设计不仅仅是“画板子”，而是一项复杂且精密的系统工程，需要系统性的思维和全面的技术考量。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是PCB设计领域的“圣经”，尤其对于我这种刚入门的新手来说，它简直就是一盏指路明灯。我之前一直在摸索，走了不少弯路，但自从翻开这本书，我感觉我多年的迷茫瞬间消散了。作者的讲解深入浅出，理论知识和实践技巧结合得非常好。比如，他在讲到电源完整性时，没有仅仅停留在理论层面，而是详细地解释了不同类型电容的选择、去耦策略的细微差别，甚至是如何通过仿真来验证这些设计的有效性。我尤其喜欢他对于SI（信号完整性）的分析，从阻抗匹配、串扰到损耗，每一个环节都剖析得非常透彻，并且提供了非常具体的工程实践建议。书中大量的图表和实物照片，让我能够直观地理解抽象的概念，而不是枯燥的文字堆砌。我记得有一次，我在调试一个高速接口时遇到了信号失真问题，翻到书中关于眼图分析的部分，对照着书上的案例，我很快就找到了问题所在，并且解决了。这种“授人以渔”的教学方式，让我受益匪浅。即使是那些我之前认为非常复杂的概念，在作者的笔下也变得清晰明了，仿佛剥洋葱一样，一层一层地揭开神秘的面纱。而且，这本书不仅仅是讲解“怎么做”，更重要的是讲解“为什么这样做”，这对于理解设计原则至关重要。

评分☆☆☆☆☆

我是一个在校的电子工程专业的学生，平时课程涉及PCB设计，但总是觉得理论知识和实际应用之间存在巨大的鸿沟。偶然的机会，我接触到了这本书，简直像打开了新世界的大门。它没有那些枯燥的公式推导，而是用一种非常贴近实际工程的语言来讲解，仿佛一位经验丰富的工程师在手把手教你。书中关于“信号完整性”的章节，详细讲解了为什么会有反射、串扰，以及如何通过调整阻抗、走线长度来优化信号质量。这些内容在我的课堂上只是浅尝辄止，但这本书却将它们讲得非常透彻，并且附带了大量的仿真截图和实际PCB的对比，让我能够清晰地看到理论的实践效果。我尤其喜欢书中关于“电源完整性”的讲解，它解释了为什么会有电源噪声，以及如何通过合理的布局、选择合适的去耦元件来改善电源网络的稳定性。这对于我设计一些对电源要求比较高的电路非常有指导意义。总而言之，这本书让我对高速PCB设计有了更直观、更深入的理解，也让我对未来的学习和工作充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

不错，

评分☆☆☆☆☆

工作用的，写得比较具体。

评分☆☆☆☆☆

不错，性价比还是比较高的。

评分☆☆☆☆☆

书很好，很有参考价值，正版书籍

评分☆☆☆☆☆

绝对正版，物流速度超级快，买书就上京东

评分☆☆☆☆☆

书很好

评分☆☆☆☆☆

还算是不错的，有实用性，学到了不少知识

评分☆☆☆☆☆

很不错的书，里面的内容读起来有点慢，实在太难啦

评分☆☆☆☆☆

东西不错，灰常好，还可以，物有所值，童叟无欺！