本书以HyperLynx 9.0软件为基础,以具体的电路为范例,系统讲述了信号完整性和电源完整性仿真分析的全过程。本书不仅介绍了信号和电源完整性设计的基础知识,也详细介绍了HyperLynx 9.0软件的功能和使用流程。为了使读者对高速电路设计有更清晰的认识,本书还以理论与实践相结合的方式,对HDMI、PCI-E、DDR等设计电路布线前、后的仿真进行了详细介绍。
周润景教授,中国电子学会高级会员,IEEE/EMBS会员,国家自然科学基金项目"高速数字系统的信号与电源完整性联合设计与优化”等多项***、省部级科研项目负责人,主要从事模式识别与智能系统、控制工程的研究与教学工作,具有丰富的教学与科研经验。
第1章 信号完整性概述
1.1 信号完整性的要求以及问题的产生
1.2 信号完整性问题的分类
1.3 模型介绍
习题
第2章 IBIS模型介绍
2.1 IBIS工作原理
2.2 IBIS基础知识
2.3 IBIS器件描述
2.4 IBIS模型的建立
2.5 IBIS模型的验证方法
2.6 IBIS模型与信号完整性分析
习题
第3章 传输线理论与信号完整性分析
3.1 传输线模型
3.2 传输线的特性阻抗
3.3 反射的理论分析和仿真
3.4 端接电阻匹配方式
3.5 多负载的端接
习题
第4章 信号完整性原理图
4.1 建立新的自由格式(Free-Form)原理图
4.2 原理图设计进阶
习题
第5章 布线前仿真
5.1 对网络的LineSim仿真
5.2 对网络的EMC分析
习题
第6章 LineSim的串扰及差分信号仿真
6.1 串扰及差分信号的技术背景
6.2 LineSim的串扰分析
6.3 LineSim的差分信号仿真
习题
第7章 HyperLynx模型编辑器
7.1 集成电路的模型
7.2 IBIS模型编辑器
7.3 使用IBIS模型
习题
第8章 布线后仿真
8.1 布线后仿真(BoardSim)用户界面
8.2 快速分析整板的信号完整性和EMC问题
8.3 在BoardSim中运行交互式仿真
8.4 使用曼哈顿布线进行BoardSim仿真
习题
第9章 BoardSim的串扰及Gbit信号仿真
9.1 快速分析整板的串扰强度
9.2 交互式串扰仿真
9.3 Gbit信号仿真
习题
第10章 高级分析技术
10.1 4个“T”的研究
10.2 BoardSim中的差分对
10.3 建立SPICE电路连接
10.4 标准眼图与快速眼图仿真
习题
第11章 多板仿真
11.1 多板仿真概述
11.2 建立多板仿真项目
11.3 运行多板仿真
11.4 多板仿真练习
习题
第12章 HDMI实例仿真
12.1 HyperLynx中的TMDS布线
12.2 基本TMDS传输信号分析
12.3 TMDS差分对对内偏移仿真
12.4 TMDS差分对对间偏移
12.5 串扰的影响
习题
第13章 PCI-E的设计与仿真
13.1 PCI-E设计工具介绍
13.2 分析传输线路上的损耗
13.3 分析发射机的性能
13.4 串扰分析
习题
第14章 SATA接口的仿真分析
14.1 SATA接口简介
14.2 SATA的电路仿真
习题
第15章 SAS的实例仿真
15.1 分析输电线路的损耗
15.2 系统仿真及眼图分析
15.3 串扰分析
习题
第16章 DDR的数据仿真和地址仿真
16.1 DDR仿真概述
16.2 DDR数据仿真前的数据验证
16.3 DDR数据仿真的具体步骤
16.4 DDR地址仿真前的数据验证
16.5 DDR地址仿真的具体步骤
习题
第17章 USB实验仿真与结果分析
17.1 实验仿真过程
17.2 结果分析与总结
习题
第18章 直流压降分析
18.1 前仿真的直流压降分析
18.2 后仿真的直流压降分析
18.3 批量直流压降分析
习题
第19章 去耦分析
19.1 去耦分析(Pre-Layout)
19.2 后仿真的去耦分析
19.3 去耦电容在后仿真分析中的作用
19.4 使用QPL 文件为去耦电容分配模型
习题
第20章 板层噪声分析和SI/PI联合仿真
20.1 前仿真层噪声分析
20.2 后仿真层噪声分析
20.3 设置和运行SI/PI 联合仿真
20.4 执行信号过孔旁路分析
习题
第21章 DDR2 内存接口的布局前信号完整性分析
21.1 创建一个DDR2内存接口多板工程
21.2 在LineSim中规划和设计叠层与多层板
21.3 在LineSim中创建内存数据网络
21.4 数据写操作的终端方案
21.5 数据读操作的终端对策
21.6 传输线长度、过孔和驱动强度对信号完整性的影响
21.7 设置分析选通脉冲差分网络
习题
第22章 DDR2存储器接口前仿真串扰分析
22.1 单端网络中的串扰
22.2 差分对上的串扰
习题
第23章 DDR2存储器接口的布局前仿真时序分析
23.1 设置数据激励和选通脉冲网络
23.2 仿真并且获得写操作的建立时间裕量
23.3 获得写操作的保持时间裕量
23.4 探究影响源同步时序的因素
习题
第24章 DDR2存储器接口的后仿真验证
24.1 收集设计信息并为DDRx向导准备设计电路
24.2 设置DDRx向导
24.3 分析DDR2 仿真结果
习题
第25章 串行通道的前仿真分析
25.1 探索多层板中的PCI-E串行通道
25.2 设置叠层以减小损耗
25.3 分析通道的不同配置对损耗的影响
25.4 检查驱动端规范
25.5 检查接收器规范
25.6 通过仿真得出整个通道的驱动约束限制
习题
第26章 串行通道的后仿真验证
26.1 从一个多层板工程中验证串行通道
26.2 在多层板中设置连接器模型
26.3 通过导出到LineSim验证一个串行通道
26.4 快速眼图仿真
习题
前言
随着电子技术和通信技术的快速发展,信号速率不断提高。同时,由于高速电路应用的迅速增多,高速芯片和器件也越来越被广泛使用。高速数字电路的设计技术复杂,尤其是大规模和超大规模集成电路越来越多地应用到电路系统中,芯片越来越小,引脚数越来越多,对此带来的信号完整性问题也越来越引人关注。由此可见,在当今的设计领域,电子设计的体积减小会导致电路布局布线的密度增大,从而使得高速信号的完整性问题成为设计好坏的关键因素。
本书基于HyperLynx 9.0软件,通过实例讲解软件的操作,并通过实例进行仿真和分析。
本书共分为26章,其中,第1章主要介绍信号完整性的相关问题及产生原因;第2章主要介绍IBIS模型的构成及工作原理,并对IBIS模型的描述方法做了简要介绍;第3章主要讲解传输线与信号完整性的相关理论知识;第4章至第11章介绍HyperLynx 9.0的信号完整性设计分析的基本操作,包括电路原理图的设计、布线前仿真和布线后仿真设计;第12章至第17章主要介绍HDMI、PCI-E、SATA、SAS、DDR、USB实例的仿真步骤及分析;第18 章至第20章主要介绍HyperLynx 9.0进行电源完整性仿真分析的基本操作及实例分析;第21章至第26章以DDR2内存接口和PCI-E串行通道为例,对其进行布局前仿真和后仿真验证。本书层次结构清晰,内容全面,理论与实例相结合,有助于读者理解。
本书第4章至第26章由周润景编写;贾雯编写了第1章至第3章,并对书中的例子做了全面的验证。全书由周润景负责统稿。参加本书编写的还有姜攀、托亚、王洪艳、何茹、蒋诗俊、张晨、张龙龙、刘晓霞、姜晓黎、张红敏、张丽敏、宋志清、周敬。
本书的出版得到了Mentor Graphics公司的大力支持,在此表示感谢!
为便于读者阅读、学习,本书配有电子资料包,请访问http://yydz.phei.com.cn,到“资源下载”栏目下载。
由于作者水平有限,加上时间仓促,书中错误和不妥之处在所难免,恳请读者批评指正。
编著者
这本书的深度和广度都超出了我的预期。它不仅仅局限于对HyperLynx 9.0软件本身的操作说明,更重要的是,它将工具的使用与背后的物理原理和工程实践紧密地结合起来。书中对于高速信号在PCB上传输过程中可能遇到的各种挑战,例如阻抗不连续、反射、串扰、损耗、时域和频域的信号畸变等,都进行了深入的探讨。我特别喜欢书中关于“衰减”和“色散”效应的章节,它解释了信号在长走线或经过高频损耗材料时,幅度如何下降以及高频分量如何延迟,并给出了相应的仿真分析方法。 在电源完整性(PI)方面,这本书同样提供了非常有价值的指导。它详细介绍了如何利用HyperLynx 9.0进行DC Drop分析,以评估电源分配网络(PDN)的电压降情况;如何进行AC阻抗分析,以检查PDN的去耦性能;以及如何通过仿真来优化去耦电容的选型和布局。书中通过实际的案例,展示了不良的PDN设计是如何导致电源噪声,进而影响到数字电路的正常工作的。我从中学习到了很多关于如何构建低阻抗、高效率的PDN的宝贵经验。
评分从实际操作层面来看,这本书的价值更是毋庸置疑。对于HyperLynx 9.0这样一款功能强大但界面相对复杂的EDA工具,没有一本好的参考指南,新手很容易迷失在各种设置和选项中。这本书就像一位经验丰富的手把手指导老师,它详尽地介绍了如何在HyperLynx 9.0中进行PCB模型的导入、设置仿真类型(如DC Drop, AC Analysis, Eye Diagram, SPICE Simulation等)、定义激励源和负载、配置分析参数,以及如何有效地利用各种后处理工具来查看和分析仿真结果。书中对不同仿真选项的优缺点和适用场景的对比分析,让我能够根据具体的设计需求选择最合适的仿真方法,避免了不必要的摸索和时间浪费。 我尤其赞赏书中关于“眼图分析”部分的讲解,它不仅仅是展示眼图,更是教会我如何解读眼图中的各项关键指标,如眼高、眼宽、抖动、过冲、欠冲等,以及这些指标与实际信号质量之间的关联。通过大量的仿真实例,我学会了如何通过调整PCB布线规则、器件参数、终端匹配网络等来改善眼图,从而确保高速信号的可靠传输。书中对于DC Drop仿真的深入剖析,也让我认识到电源网络的设计对于信号完整性的重要性,以及如何通过仿真来评估电源分配网络(PDN)的性能。
评分这本关于HyperLynx 9.0的信号和电源完整性仿真分析的图书,给我带来了前所未有的学习体验。它以一种非常系统和循序渐进的方式,将复杂的SI/PI理论知识转化为可操作的工程实践。我欣赏书中对各种典型SI/PI问题的分析框架,从现象识别,到理论阐述,再到仿真验证,最后到解决方案的提出,整个流程都清晰明了。书中对“阻抗匹配”的讲解尤为细致,它不仅介绍了串联匹配、并联匹配等常用方法,还结合仿真结果,说明了不同匹配策略在实际应用中的效果差异。 在实际的PCB设计过程中,我们经常会遇到各种各样看似难以理解的信号失真问题,例如时序边界的信号跳变异常、数据传输中的位错误等等。这本书通过大量的仿真实例,帮助我建立起一套解决问题的思维模式。它教我如何利用HyperLynx 9.0来模拟这些不良现象,分析其根本原因,并提出针对性的改进措施。例如,书中关于“串扰”的分析,详细介绍了如何识别威胁最大的耦合路径,并给出如何通过增加间距、改变走线方向、利用差分对等方式来抑制串扰的有效方法。
评分一本真正打开了我对高速数字设计PCB板级信号完整性(SI)和电源完整性(PI)理解大门的参考书,它不仅仅是简单地罗列HyperLynx 9.0软件的各个功能按钮和操作流程,更重要的是,它深入浅出地阐述了SI/PI问题的根源,以及如何利用工具去诊断和解决这些问题。我尤其欣赏书中在分析理论和实际案例之间的平衡。它不会让你感觉像是在啃枯燥的理论书籍,也不会让你觉得只是在学习如何操作一个复杂的软件。相反,它通过大量的实际PCB设计案例,让你直观地看到SI/PI问题是如何产生的,例如串扰、反射、时序抖动、电源去耦不足等等,并且一步步地教你如何在HyperLynx 9.0中设置仿真环境,运行仿真,以及解读仿真结果。 书中对于SI/PI基本原理的讲解,比如传输线理论、阻抗匹配、端口反射、串扰耦合机制等,都非常清晰透彻。作者似乎有着丰富的实践经验,能够用最贴切的比喻和最简明的语言来解释这些看似复杂的技术概念。我印象深刻的是关于“容性负载”和“感性负载”对信号完整性的影响,以及书中给出的不同场景下的最佳处理建议。此外,书中对EMI(电磁干扰)的初步介绍和与SI/PI的关联性也让我受益匪浅,它帮助我认识到SI/PI的优化不仅是为了信号的正确传输,更是为减少电磁辐射的关键。
评分读完这本基于HyperLynx 9.0的信号和电源完整性仿真分析的图书,我感觉自己对高速PCB设计的理解上了一个新的台阶。它不仅仅是一本工具书,更像是一本包含了丰富工程智慧的指导手册。书中对于SI/PI问题的剖析,往往能够触及问题的本质,让我不再仅仅是“治标不治本”地去调整参数,而是能够从根源上理解问题所在,并提出更有效的解决方案。我尤其对书中关于“损耗”的讨论印象深刻,它详细解释了介质损耗和导体损耗在不同频率下的影响,以及如何在设计阶段通过选择合适的PCB材料和优化走线结构来降低损耗,从而保证信号的远距离传输质量。 在电源完整性方面,这本书也为我打开了新的视野。它深入讲解了电源去耦电容的设计原则和仿真方法,包括如何根据目标阻抗谱选择合适的电容类型和值,以及如何进行多电容协同去耦。通过书中丰富的仿真案例,我学会了如何用HyperLynx 9.0来评估一个电源分配网络的整体性能,并找出潜在的薄弱环节。例如,书中关于“地弹”效应的分析,详细解释了其产生机制,以及如何通过改进接地设计来减小地弹的幅度,从而保证信号的稳定性。这本书的实用性和前瞻性,使其成为我案头必备的参考资料。
评分讲的比较基础,适合初学者!
评分东西不错,很快就收到,非常满意。
评分很不错的书,多看看书有好处
评分好好好
评分还可以,为了京豆也得多几个字
评分书还不错,很快就收到,非常满意!
评分适合初学者,里面的知识挺好的!也实用
评分好好好
评分书的质量很不错,是正版书。
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