Cadence高速電路闆設計與仿真(第5版)——信號與電源完整性分析 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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周潤景著 著

圖書標籤:

• 高速電路闆設計
• 信號完整性
• 電源完整性
• Cadence
• 仿真
• PCB設計
• 電子工程
• 電磁兼容性
• 電路分析
• 第五版

店鋪： 夜語笙簫圖書專營店

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121257247

商品編碼：29647842041

包裝：平裝

齣版時間：2015-04-01

基本信息

書名：Cadence高速電路闆設計與仿真(第5版)——信號與電源完整性分析

定價：88.00元

作者：周潤景著

齣版社：電子工業齣版社

齣版日期：2015-04-01

ISBN：9787121257247

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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Cadence高速電路闆設計與仿真經典力作

內容提要

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本書以Cadence Allegro SPB 16.6為基礎，以具體的高速PCB為範例，詳盡講解瞭IBIS模型的建立、高速PCB的預布局、拓撲結構的提取、反射分析、串擾分析、時序分析、約束驅動布綫、後布綫DRC分析、差分對設計等信號完整性分析，以及目標阻抗、電源噪聲、去耦電容器模型與布局、電源分配係統、電壓調節模塊、電源平麵、單節點仿真、多節點仿真、直流分析、交流分析、模型提取等電源完整性分析內容。

目錄

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章 高速PCB設計知識
1.1 學習目標
1.2 課程內容
1.3 高速PCB設計的基本概念
1.4 PCB設計前的準備工作
1.5 高速PCB布綫
1.6 布綫後信號完整性仿真
1.7 提高抗電磁乾擾能力的措施
1.8 測試與比較
1.9 混閤信號布局技術
1.10 過孔對信號傳輸的影響
1.11 一般布局規則
1.12 電源完整性理論基礎
1.13 本章思考題
第2章 仿真前的準備工作
2.1 學習目標
2.2 分析工具
2.3 IBIS模型
2.4 驗證IBIS模型
2.5 預布局
2.6 PCB設置
2.7 基本的PCB SI功能
2.8 本章思考題
第3章 約束驅動布局
3.1 學習目標
3.2 相關概念
3.3 信號的反射
3.4 串擾的分析
3.5 時序分析
3.6 分析工具
3.7 創建總綫（Bus）
3.8 預布局拓撲提取和仿真
3.9 前仿真時序
3.10 模闆應用和約束驅動布局
3.11 本章思考題
第4章 約束驅動布綫
4.1 學習目標
4.2 手工布綫
4.3 自動布綫
4.4 本章思考題
第5章 後布綫DRC分析
5.1 學習目標
5.2 為多闆仿真創建DesignLink
5.3 後仿真
5.4 本章思考題
第6章 差分對設計
6.1 學習目標
6.2 建立差分對
6.3 仿真前的準備工作
6.4 仿真差分對
6.5 差分對約束
6.6 差分對布綫
6.7 後布綫分析
6.8 本章思考題
第7章 電源完整性工具
7.1 學習目標
7.2 課程內容
7.3 電源完整性分析工具
7.4 進行電源完整性分析的意義
7.5 目標阻抗
7.6 PDS中的噪聲
7.7 去耦電容器
7.8 電源分配係統（PDS）
7.9 電壓調節模塊（VRM）
7.10 電源平麵
7.11 Allegro PCB PI option XL電源完整性分析流程
7.12 Allegro PCB PI option XL的使用步驟
7.13 本章思考題
第8章 電容器和單節點仿真
8.1 學習目標
8.2 第7章迴顧
8.3 去耦電容器
8.4 去耦電容器的頻率響應
8.5 電源/地平麵對上的電容器模型
8.6 串聯諧振
8.7 並聯諧振
8.8 使用Allegro PCB PI option XL設計目標阻抗
8.9 本章思考題
第9章 平麵和多節點仿真
9.1 學習目標
9.2 第8章迴顧
9.3 電容器布局
9.4 平麵模型
9.5 電源平麵的損耗
9.6 多節點仿真
9.7 使用電源完整性工具進行多節點分析
9.8 本章思考題
0章 貼裝電感和電容器庫
10.1 學習目標
10.2 第9章迴顧
10.3 電源完整性工具元器件庫的管理
10.4 電容器中的電感
10.5 在Allegro PCB PI option XL中配置電容器
10.6 使用Allegro PCB PI option XL創建電容器模型
10.7 對PCB進行電源完整性分析
10.8 本章思考題
1章 通道分析
11.1 學習目標
11.2 新增功能
11.3 前提條件
11.4 SigXplorer增強功能
11.5 圖形用戶界麵更新
11.6 其他增強功能
11.7 腳本演示
11.8 本章思考題
2章 PDN分析
12.1 學習目標
12.2 新增功能
12.3 更新的圖形界麵
12.4 新的PDN分析流程
12.5 性能增強
12.6 PDN分析過程
12.7 去耦電容器的管理
12.8 單節點分析
12.9 直流分析
12.10 交流分析
12.11 模型提取
12.12 本章思考題

作者介紹

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周潤景教授，IEEE/EMBS會員，中國電子學會高級會員，航空協會會員，主要研究方嚮是高速數字係統的信號與電源完整性聯閤設計與優化，具有豐富的數字電路、傳感器與檢測技術、模式識彆、控製工程、EDA技術等課程的教學經驗。

文摘

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序言

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《高速電路闆設計與信號電源完整性精要（第X版）》 深入理解現代電子設計的基石，掌控信號與電源的穩定運行 在電子産品日新月異的今天，高性能、高集成度的設計已成為主流。然而，隨著電路工作頻率的不斷攀升，信號完整性（Signal Integrity, SI）和電源完整性（Power Integrity, PI）問題正日益凸顯，成為製約産品性能、穩定性和可靠性的關鍵瓶頸。本書旨在為廣大電子工程師、硬件設計師、PCB工程師以及相關領域的研究者提供一套係統、深入且實用的解決方案，幫助他們掌握在高速電路闆設計中應對SI/PI挑戰的必備知識和先進技術。 本書並非一本簡單的工具書，而是一次對高速電路闆設計原理、仿真方法及實踐經驗的全麵梳理與深度挖掘。我們關注的是理解問題的本質，而非僅僅羅列參數和技巧。通過本書，您將能夠： 透徹理解高速信號傳播的物理機製： 從微波理論的基礎概念齣發，逐步深入到傳輸綫理論、阻抗匹配、反射、串擾、損耗等核心議題。您將理解信號在PCB走綫中的傳播路徑，為何會齣現信號失真，以及這些失真對係統性能的潛在影響。 掌握先進的信號完整性分析技術： 學習如何利用仿真工具進行準確的SI分析，包括眼圖分析、時域反射（TDR）、迴波損耗（S11）、插入損耗（S21）等關鍵指標的解讀。瞭解如何針對性地優化走綫拓撲、終端匹配、去耦策略等，從而有效抑製信號失真，確保信號的清晰傳輸。 深入剖析電源完整性設計的挑戰與對策： 理解電源分配網絡（PDN）的結構、阻抗特性以及其對信號完整性的深遠影響。學習如何設計低阻抗的PDN，如何選擇和布置去耦電容，以及如何通過仿真評估PDN的性能，確保為高速器件提供穩定、純淨的電源。 掌握時域與頻域分析方法的融閤應用： 認識到SI/PI問題並非孤立存在，而是相互關聯、相互影響的。本書將引導您如何結閤時域和頻域的分析工具，從不同角度審視和解決問題，獲得更全麵的理解和更優化的設計。 學習如何有效利用現代EDA仿真工具： 雖然本書不側重於特定軟件的操作，但會深入講解各種仿真方法的原理及其在實踐中的應用。您將瞭解各種仿真設置的關鍵參數，如何構建準確的模型，以及如何解讀仿真結果，從而將理論知識轉化為實際設計能力。 掌握EMC/EMI（電磁兼容/電磁乾擾）設計的基本原則： 信號和電源完整性問題與EMC/EMI密切相關。本書將觸及如何通過良好的SI/PI設計來改善電路闆的EMC/EMI性能，減少輻射乾擾和抗乾擾能力。 本書核心內容涵蓋： 第一部分：高速信號傳播基礎 電子信號的本質與高速的定義： 探討什麼是高速信號，其與低速信號的關鍵區彆，以及頻率、帶寬、上升沿等關鍵參數對設計的意義。 傳輸綫理論的深入解析： 從集總參數模型到分布參數模型，詳細闡述電壓、電流在傳輸綫上的傳播特性，包括波阻抗、傳播延遲、信號完整性損失的根源。 阻抗匹配的原理與實踐： 深入講解阻抗失配導緻的反射，不同類型的終端匹配（端接、端接）方案的優缺點，以及如何根據實際電路選擇閤適的匹配策略。 信號失真與損耗分析： 詳細探討皮膚效應、介質損耗、連接器損耗、焊盤損耗等對信號質量的影響，並介紹量化分析的方法。 串擾（Crosstalk）的産生與抑製： 分析相鄰走綫之間電磁耦閤的原理，理解近端串擾（NT）和遠端串擾（FT），並學習走綫間距、地綫屏蔽、差分對設計等抑製串擾的有效手段。 差分信號設計的優勢與挑戰： 闡述差分信號在抑製共模噪聲、提高信噪比方麵的獨特優勢，以及差分對走綫的一緻性要求。 第二部分：電源完整性（PI）設計與分析 電源分配網絡（PDN）的構成與特性： 詳細介紹PDN的組成部分（電源平麵、地平麵、去耦電容、VRM等），以及PDN阻抗對係統穩定性的關鍵作用。 PDN阻抗的建模與仿真： 學習如何使用仿真工具分析PDN的頻域阻抗特性，理解目標阻抗麯綫，並識彆PDN中的諧振點。 去耦電容的選型、布置與優化： 深入講解不同類型去耦電容（陶瓷電容、鉭電容等）的ESR、ESL特性，以及如何根據目標阻抗和頻率範圍進行有效的去耦電容組閤與布局。 VRM（電壓調節模塊）對PDN的影響： 分析VRM的瞬態響應和輸齣阻抗，以及其如何影響PDN的整體性能。 電源與信號完整性的相互關聯： 強調電源噪聲如何轉化為信號噪聲，以及良好的PI設計是實現良好SI的基礎。 第三部分：高速電路闆設計中的仿真與驗證 SI/PI仿真工具的原理與應用概述： 介紹主流SI/PI仿真軟件的基本工作流程和核心功能，以及不同工具在分析類型上的側重點。 仿真模型的建立與準確性： 討論PCB走綫、連接器、過孔、焊盤、電容等元器件的建模方法，以及如何提高仿真模型的準確性。 眼圖分析與信號質量評估： 詳細解讀眼圖中的各項參數（眼高、眼寬、抖動等），並學習如何基於眼圖判斷信號質量是否滿足設計要求。 時域反射（TDR）和迴波損耗（S11）分析： 學習如何使用TDR和S11分析傳輸綫的不連續性、反射係數，以及如何指導阻抗控製和終端匹配。 插入損耗（S21）分析與通道建模： 理解S21參數在評估信號傳輸通道衰減和性能方麵的作用，以及如何進行通道建模和仿真。 EMC/EMI的初步探討： 結閤SI/PI設計，討論如何通過優化走綫、地綫、屏蔽等方式降低電磁輻射和提高抗乾擾能力。 第四部分：實踐經驗與設計流程 高速PCB設計流程的優化： 引導讀者建立一套完整的、以SI/PI為核心的高速PCB設計流程，從概念設計到最終驗證。 關鍵設計參數的識彆與控製： 強調走綫寬度、間距、層疊結構、過孔設計、焊盤設計等參數對SI/PI的影響，並提供控製建議。 常見高速接口的設計考量： 以DDR、PCIe、USB等高速接口為例，講解其SI/PI設計的特有挑戰和解決思路。 布局布綫中的SI/PI優化技巧： 提供實際布局布綫過程中可以采納的各種技巧，例如信號規劃、拓撲選擇、電源規劃、地綫處理等。 原型驗證與問題排查： 探討如何在原型製作後進行實際測試和驗證，以及如何針對測試中發現的SI/PI問題進行定位和修復。 本書適閤讀者： PCB設計工程師： 希望提升高速PCB設計能力，解決信號和電源完整性問題的工程師。 硬件工程師： 負責電路設計、原理圖開發，需要理解高速信號對硬件設計影響的工程師。 産品開發工程師： 參與産品從概念到量産全過程，需要關注産品性能和可靠性的工程師。 嵌入式係統開發者： 尤其關注高性能嵌入式係統設計，需要確保係統穩定運行的開發者。 電子工程專業學生： 希望深入學習高速電路設計理論和實踐的在校生或研究生。 技術管理者： 需要瞭解高速電路設計中的關鍵技術和挑戰，以便更好地指導團隊的工程師。 通過對本書的學習，您將能夠擺脫對高速電路闆設計中“黑箱”現象的睏惑，掌握一套係統化的分析方法和設計理念。您將不再僅僅是簡單地“畫闆”，而是能夠真正地“設計”齣高性能、高可靠性的高速電路闆。我們相信，本書將成為您在高速電路設計領域不斷前進的堅實助力。 開啓您的精密設計之旅，駕馭高速信號與純淨電源，讓您的産品在激烈的市場競爭中脫穎而齣！

評分☆☆☆☆☆

這本書的實踐指導價值堪稱一流，它完美地平衡瞭理論的嚴謹性與工程的實用性。書中大量的章節都穿插瞭基於行業主流EDA工具的實際操作流程和截圖，這對於我們日常工作來說是無價之寶。例如，在講解阻抗匹配和串擾分析時，作者不僅解釋瞭S參數的含義，還提供瞭具體的仿真設置參數和結果解讀標準，甚至包括瞭對仿真模型（如Touchstone文件）的選取和驗證過程。這種“理論指導實踐，實踐反哺理論”的閉環設計，確保瞭讀者學到的知識是能直接應用於PCB工廠和測試颱架上的。我發現書中對“設計規則檢查”（DRC）和“可製造性設計”（DFM）的提及也相當到位，提示我們在追求高性能的同時，絕不能忽視成本和可量産性，這體現瞭作者深厚的行業經驗和全局觀。

評分☆☆☆☆☆

這本書的理論深度簡直令人咋舌，它似乎沒有放過任何一個與高速PCB設計相關的關鍵物理現象。從基礎的傳輸綫理論、史密斯圓圖的應用，到更前沿的非綫性模型、電磁場耦閤效應，作者都進行瞭極為詳盡的論述。我特彆注意到其中對於諸如“去嵌技術”和“時域反射分析”的講解部分，它不僅僅停留在公式推導的層麵，而是深入剖析瞭這些工具背後的物理意義和實際應用限製。對於像我這樣有一定工程背景的讀者來說，這本書提供的理論支撐是極其紮實的，它讓你明白“為什麼”會發生信號失真，而不僅僅是“如何”去修復它。這種自上而下、層層遞進的邏輯架構，使得讀者在建立起完整的知識體係時，能夠做到胸有成竹，而非零散的知識點堆砌。它更像是一份高級研討會的講義，而不是簡單的入門指南，對希望在設計領域深耕的工程師極具價值。

評分☆☆☆☆☆

這本書的適用範圍廣度，遠超我最初的預期。我本以為它會聚焦於單一的應用領域，比如高速數據通信，但深入閱讀後發現，它對航空航天、醫療設備乃至汽車電子中涉及的高速信號處理都有所涵蓋。作者似乎刻意去平衡瞭不同行業對信號完整性（SI）和電源完整性（PI）的不同側重點。例如，針對電源完整性的章節，對去耦電容的選型和布局的討論非常細緻，這對於設計低噪聲、高穩定性的DC-DC轉換模塊至關重要。同時，書中關於封裝效應（Package Effects）的分析，也充分考慮瞭現代BGA和QFN封裝的復雜寄生參數影響。這種全方位的覆蓋，使得這本書不僅是特定項目的設計手冊，更像是一份可以長期參考、隨著技術進步不斷迴溯的“高速電路設計的百科全書”，為職業生涯中不同階段的挑戰都提供瞭有力的理論支撐和解決方案思路。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計簡直是教科書級彆的典範，封麵色彩的搭配既專業又不失穩重，主色調的選取讓人一眼就能感受到它在技術深度上的追求。內頁紙張的質感非常齣色，墨跡清晰，排版布局考究，即便是長時間閱讀也不會讓人感到眼睛疲勞。更值得稱贊的是，作者在行文過程中，對於復雜概念的闡述，往往會配以精心繪製的插圖或示意圖，這些圖示並非簡單的裝飾，而是真正起到瞭“畫龍點睛”的作用，將抽象的理論知識具象化，極大地降低瞭理解的門檻。我個人尤其欣賞書中對圖錶、公式和關鍵術語的強調方式，它們被恰當地加粗、斜體或用方框突齣顯示，使得讀者在快速瀏覽時也能迅速抓住核心要點。整體而言，這本書在視覺傳達和閱讀體驗上的用心程度，完全體現瞭一本頂級技術參考書應有的專業素養，讓人在翻閱學習的過程中充滿愉悅感，這在同類書籍中是相當少見的亮點。

評分☆☆☆☆☆

從作者的寫作風格來看，這位專傢無疑是一位極其注重邏輯清晰度和錶達精準度的學者。全書的語言風格保持瞭一種高度的客觀與冷靜，沒有任何浮誇或煽情的詞匯，一切都以數據和事實為依據。作者在組織章節結構時，展現瞭極高的駕馭能力，無論是從前置的材料科學基礎講起，還是直接切入到復雜的交聯效應分析，過渡都顯得非常自然流暢，讀起來幾乎沒有“卡殼”的感覺。特彆值得稱贊的是，對於那些可能引起混淆的概念，作者會不厭其煩地使用類比或對比的方式進行澄清，使得原本晦澀難懂的電磁兼容（EMC）原理也能被清晰地把握。這種精確、高效且毫不拖遝的敘述方式，極大地提升瞭閱讀效率，讓知識的吸收過程變得非常順暢。