Cadence高速电路板设计与仿真(第5版)——原理图与PCB设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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周润景著 著

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• 信号完整性
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店铺： 赏心悦目图书专营店

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121250491

商品编码：29364300690

包装：平装

出版时间：2015-04-01

基本信息

书名：Cadence高速电路板设计与仿真(第5版)——原理图与PCB设计

定价：88.0元

作者：周润景著

出版社：电子工业出版社

出版日期：2015-04-01

ISBN：9787121250491

字数：736000

页码：

版次：5

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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Cadence高速电路板设计与仿真经典力作

内容提要

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本书以Cadence Allegro SPB 16.6为基础，从设计实践的角度出发，以具体电路的PCB设计流程为顺序，深入浅出地详尽讲解元器件建库、原理图设计、布局、布线、规则设置、报告检查、底片文件输出、后处理等PCB设计的全过程。本书的内容主要包括原理图输入及元器件数据集成管理环境的使用、中心库的开发、PCB设计工具的使用，以及后期电路设计处理需要掌握的各项技能等。

目录

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作者介绍

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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。

文摘

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序言

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序 言
Allegro PCB产品是Cadence公司在PCB设计领域的旗舰产品，因其功能强大、易学易用，得到了广大电子工程师的厚爱。
Allegro PCB产品涵盖了完整的PCB设计流程，包括电路图输入，PCB编辑及布线，PCB板级系统电源完整性及信号完整性分析，PCB设计制造分析，以及PCB制造输出等。
电子工程领域的PCB设计有难、有易，Cadence公司为了适应不同的市场需求，分别提供如下几个集成的、从前端到后端的Allegro PCB设计解决方案，帮助用户应对不同设计的要求。
Allegro Orcad系列：满足主流用户PCB设计要求。
Allegro L系列：适用于对成本敏感的小规模到中等规模的团队，同时具有随着工艺复杂度增加而伸缩的灵活性。
Allegro XL/GXL：满足先进的高速、约束驱动的PCB设计，依托Allegro具有鲜明特点的约束管理器管理解决方案，能够跨设计流程同步管理电气约束，如同一个无缝的过程。
面对日益复杂的高速PCB设计要求，Cadence公司的上述产品包提供的都是一个统一且集成的设计环境，能够让电子工程师从设计周期开始到布线持续解决高速电路设计问题，以提高电子工程师的设计效率。
由于Allegro PCB软件功能强大，本书的作者周润景教授总结了多年的Allegro平台工具教学和使用心得，在结合《Cadence高速电路板设计与仿真》前4版经验的基础上，特意将Allegro PCB拆分成两本书来写，即《Cadence高速电路板设计与仿真（第5版）——原理图与PCB设计》和《Cadence高速电路板设计与仿真（第5版）——信号与电源完整性分析》，以满足不同层级读者的需要。这两本书分别以PCB物理设计及PCB分析为出发点，围绕Allegro PCB这个集成的设计环境，按照PCB新的设计流程，通俗易懂地讲解利用Allegro PCB软件实现高速电路设计的方法和技巧。
作为Cadence Allegro/Orcad在中国的合作伙伴，我向各位读者推荐此书作为学习Allegro/Orcad的桌面参考书。

北京迪浩永辉技术有限公司技术经理 王鹏


前 言
随着工程技术的电子化、集成化和系统化的迅速发展，电路设计已经进入一个全新的时代，尤其是高速电路设计已成为电子工程技术发展的主流，而Cadence以其强大的功能和高级的绘图效果，逐渐成为PCB设计行业中的主导软件。Cadence完善的集成设计系统和强大的功能符合高速电路设计速度快、容量大、精度高等要求，使它成为PCB设计方面的代表。本书以Cadence公司新发布的 Allegro SPB 16.6作为开发平台，以实际案例贯穿整个PCB设计开发的全过程，设计思路清晰，更加具有应用性。
新版Cadence软件在使用制程方面的全新优化和增强，可以使读者在原有基础上进一步提高设计的稳定性，缩短开发周期，完善系统的综合性能。
Allegro SPB 16.6中的新技术包括：
Allegro SPB 16.6的Pspice支持多核（超过4核），因而在仿真速度方面高可提升4倍。加强了与用户互动的功能，可通过云存储将设计放到云端。此外，在Team Design、小型化等方面都有很好的改进。
Allegro SPB 16.6产品线的新功能有助于嵌入式双面及垂直部件的小型化改良，改进时序敏感型物理实现与验证，加快时序闭合，并改进ECAD和机械化CAD（MCAD）协同设计——这些对加快多功能电子产品的开发至关重要。
Allegro SPB 16.6通过自动交互延迟调整（AiDT）加快时序敏感型物理实现。自动交互延迟调整可缩短时间，满足高级标准界面的时序约束，如DDR3等，缩短的程度可达30%～50%。AiDT可帮助用户逐个界面地迅速调整关键高速信号的时间，或将其应用于字节通道级，将PCB上的线路调整时间从数日缩短到几个小时。
本书共18章，其中，王洪艳编写了章～第4章，并对书中的例子做了全面的验证；第5章～8章由周润景编写。全书由周润景负责统稿。参加本书编写的还有姜攀、托亚、贾雯、张龙龙、刘晓霞、姜晓黎、何茹、蒋诗俊、张晨、张红敏、张丽敏、周敬、宋志清。
本书的出版得到了北京迪浩永辉科技公司执行董事黄胜利先生、技术经理王鹏先生和电子工业出版社张剑先生的大力支持，也有很多读者提出了宝贵的意见，在此一并表示衷心的感谢！
同时，本书的出版得到了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分析及优化设计”（项目批准号：61161001）的资助。
为便于读者阅读、学习，特提供本书实例下载资源，请访问yydz.phei.. 网站，到“资源下载”栏目下载。
由于Cadence公司的PCB工具性能非常强大，不可能通过一本书完成内容的详尽介绍，加上时间与水平有限，因此书中难免有不妥之处，还望广大读者批评指正。

编著者

深入探索高速电路板设计的奥秘：从原理图到PCB布局的全方位指南 在当今电子产品飞速发展的时代，高性能、高速度的电路板设计已成为电子工程师必备的核心技能。无论您是初涉此领域的学生，还是寻求技术突破的资深工程师，理解高速电路板设计的复杂性并掌握实际操作技巧至关重要。本书并非仅仅是对某个特定软件工具的教程，而是致力于揭示高速电路板设计的底层原理、关键技术以及行业最佳实践，帮助您构建更可靠、更高效的电子产品。 为何高速电路板设计如此关键？ 随着信息传输速率的不断攀升，从GHz到THz，电路板的物理尺寸、信号完整性、电源完整性以及电磁兼容性（EMC）等因素对信号的传输质量和系统的整体性能产生了巨大的影响。一个设计不当的高速电路板，即使使用了最先进的芯片，也可能导致信号衰减、噪声干扰、串扰，甚至系统不稳定。因此，深入理解这些高速效应，并掌握相应的处理方法，是迈向卓越设计的必经之路。 本书的独特视角与核心价值 本书并非简单地罗列软件操作步骤，而是从原理出发，深入浅出地剖析高速电路设计的核心概念。我们将带领您系统地学习： 信号完整性（SI）的深度剖析： 阻抗匹配： 理解传输线的阻抗特性，以及如何通过精确的阻抗控制来最小化信号反射，确保信号能量的有效传输。我们将探讨不同类型传输线（微带线、带状线、共面带状线等）的阻抗计算方法，以及实际布线中可能遇到的各种影响因素，如焊盘、过孔、连接器等。 串扰（Crosstalk）： 深入分析相邻信号线之间由于电磁耦合产生的串扰，以及它对信号质量造成的破坏。本书将详细介绍串扰的形成机理，并提供多种有效的抑制方法，包括线间距控制、差分对设计、屏蔽技术等。 时序和抖动（Timing and Jitter）： 高速信号对时序精度有着极高的要求。我们将探讨时序预算、时钟抖动（Clock Jitter）对系统性能的影响，以及如何通过合理的时钟分配、端接策略和数字均衡技术来改善时序裕度。 衰减和损耗（Attenuation and Loss）： 随着信号频率的升高，信号在传输线中的衰减会越来越显著。我们将研究介质损耗、导体损耗等原因造成的信号衰减，并探讨如何通过选择合适的PCB材料、优化线宽和线高来降低损耗。 反射（Reflection）： 信号在传输线中的不连续处会发生反射，导致信号失真。本书将详细讲解反射的原理，并介绍各种端接技术（串联端接、并联端接、戴维南端接等）的适用场景和设计要点。 电源完整性（PI）的关键技术： 去耦（Decoupling）： 芯片工作时会瞬间消耗大量电流，PCB上的电源分配网络（PDN）需要提供稳定、干净的电源。我们将深入研究去耦电容的作用机理，包括电容的ESR、ESL对去耦效果的影响，以及如何通过选择合适的电容类型、数量和位置来实现高效的去耦。 电源分配网络（PDN）设计： 优化的PDN设计对于确保所有器件都能获得稳定电压至关重要。本书将探讨PDN的阻抗特性，以及如何通过合理的地平面、电源平面和过孔布局来降低PDN的阻抗，减少电源噪声。 电源噪声与纹波（Power Noise and Ripple）： 电源噪声和纹波会影响电路的正常工作。我们将分析噪声和纹波的来源，并提供降低其幅度的设计策略。 电磁兼容性（EMC）的设计原则： 辐射与敏感性（Radiation and Susceptibility）： 高速电路板容易成为电磁辐射源，同时也容易受到外部电磁干扰。本书将从基础理论出发，解释电磁辐射和敏感性的产生机理。 滤波与屏蔽（Filtering and Shielding）： 我们将介绍有效的滤波技术（如LC滤波器、磁珠等）和屏蔽技术（如金属屏蔽罩、地平面隔离等），以降低电路的辐射和提高其抗干扰能力。 接地策略（Grounding Strategy）： 接地是EMC设计中最关键的环节之一。我们将详细阐述各种接地方式（单点接地、多点接地、混合接地）的优缺点，以及在高频设计中如何优化接地平面和过孔布局，减少接地阻抗和噪声耦合。 PCB布局与布线艺术： 关键信号的布线： 针对高速信号、差分信号、时钟信号等，我们将提供具体的布线指导，包括线宽、线距、弯曲处理、过孔使用等。 元器件的布局： 合理的元器件布局是保证信号完整性和电源完整性的前提。我们将探讨高密度布局、信号流向、电源和地线的连接等布局原则。 差分对设计： 差分信号因其良好的抗干扰能力在高带宽应用中得到广泛应用。本书将详细介绍差分对的布线规范，包括长度匹配、阻抗控制、共模抑制等。 过孔（Via）的影响： 过孔是连接PCB不同层的重要元素，但它们也可能引入寄生电感和电容，影响信号完整性。我们将分析不同类型过孔（标准过孔、盲埋孔、背钻孔）的影响，并给出优化设计建议。 仿真与验证的智慧： 仿真工具的角色： 虽然本书不专注于某一特定工具，但我们会强调仿真在高速电路设计中的不可或缺性。我们将讨论仿真如何帮助您提前预测和解决潜在问题，例如信号完整性分析（SIA）、电源完整性分析（PIA）、EMC仿真等。 仿真结果的解读与优化： 学习如何正确解读仿真结果，并根据仿真反馈进行设计优化，是提升设计成功率的关键。 本书的目标读者 无论您是： 电子工程专业的学生： 希望在校期间打下坚实的高速电路设计基础，为未来的职业生涯做好准备。 PCB设计工程师： 致力于提升PCB设计水平，掌握前沿的高速设计技术，解决实际项目中的复杂问题。 硬件工程师： 需要深入理解PCB设计对产品性能的影响，以便与PCB设计团队进行更有效的沟通和协作。 产品研发人员： 希望了解高速电路设计对产品性能的影响，从而在产品规划阶段就做出更明智的决策。 本书的学习方法 本书内容丰富，结构清晰，建议您： 1. 先整体后局部： 首先通读全书，对高速电路设计的各个方面有一个宏观的认识。 2. 理论与实践结合： 在学习理论知识的同时，思考如何在实际设计中应用这些原理。 3. 重点突破： 针对自身项目需求和薄弱环节，深入研究相关章节。 4. 结合工具学习： 在理解了基本原理后，将这些知识应用于您常用的EDA工具中进行实践。 未来的展望 随着电子技术的不断进步，高速电路板设计的挑战将与日俱增。掌握本书所涵盖的知识，您将能够应对日益复杂的设计需求，设计出性能卓越、稳定可靠的电子产品，在激烈的市场竞争中脱颖而出。 准备好踏上这场探索高速电路板设计精髓的旅程吧！这本书将是您不可或缺的向导。

评分☆☆☆☆☆

这本书的印刷质量简直是灾难，拿到手我就后悔了。纸张的厚度就不提了，关键是油墨印得特别浅，很多图文细节根本看不清楚。尤其是那些涉及微小尺寸标注和复杂信号流的示意图，简直是折磨。我记得有几页关于叠层结构的剖面图，线条模糊不清，颜色过渡生硬，根本无法准确判断不同介质层的厚度和材料特性。这对于高速设计来说是致命的伤，因为层叠结构直接决定了阻抗控制和串扰的水平。我不得不反复对照电子版，但电子版的分辨率也高不到哪里去，感觉就像是扫描质量很差的复印件。如果这本书的定位是专业参考书，至少应该保证基础的可读性吧？我对出版社在质控上的不负责任感到非常失望，这完全不匹配它标出的价格。我希望能早日看到修正版的印刷，否则这本书的实用价值大打折扣，只能束之高阁，作为了解基本概念的辅助材料，真正动手操作时，它帮不上什么实质性的忙。

评分☆☆☆☆☆

这本书在涉及设计规范和标准引用方面显得力不从心。高速PCB设计不是纯粹的经验艺术，它严重依赖于行业标准（如IPC系列）来确保可制造性和互操作性。我在书中搜索关于阻抗公差的详细讨论，发现给出的数值范围非常模糊，并且没有明确指出这些数值是基于哪种标准的（例如，是针对FR4材料还是更低损耗的材料）。更令人担忧的是，当它谈到可制造性设计（DFM）时，涉及的仅仅是一些基础的钻孔间距和线宽限制，对于现代高密度互联（HDI）技术中，微盲埋孔的制作流程和信号完整性可能带来的连锁反应，几乎没有着墨。一个面向“高速电路板设计”的专业书籍，如果不能在标准和可制造性细节上提供扎实、可操作的指导，那么它顶多算是一个理论概述，无法真正指导读者完成一个能够量产的高性能产品。

评分☆☆☆☆☆

我对书中关于仿真工具的使用指导部分感到非常不满意。虽然提到了几种主流的工具（比如Keysight ADS或Ansys HFSS），但所有的操作步骤都停留在非常表面的“点击哪个菜单”的层次，完全没有深入到仿真设置背后的物理学意义和收敛性问题的处理。例如，在进行S参数提取时，端口的激励方式、网格划分的密度对结果精度的影响，以及如何判断仿真结果是否收敛可靠，这些关键的“陷阱”都没有被充分揭示。这导致读者即使跟着书本操作，实际在面对复杂设计时仍然会束手无策，因为仿真结果的“可信度”是高于“仿真能跑起来”的。如果一本书要教授高速电路设计，那么如何验证仿真结果的正确性，比单纯展示仿真界面更有价值，而这部分内容在这本书中几乎是缺失的，令人感到理论与实践严重脱节。

评分☆☆☆☆☆

作为一个多年的硬件工程师，我对教材的“新旧”程度非常敏感，尤其是在高速信号传输这个日新月异的领域。我原本期望这本书能紧跟最新的IPC标准和行业前沿技术，比如最新的SerDes接口设计考量，或者SiP（系统级封装）中的集成挑战。然而，阅读体验让我感觉仿佛回到了十年前。书中对一些新兴的封装技术和材料（比如某些低损耗的基材）的讨论非常泛泛而谈，缺乏深度剖析。我特别关注了关于电源完整性（PI）的部分，但它似乎停留在比较基础的去耦电容选择和环路阻抗分析上，对于现代高功耗CPU/GPU的动态电压下降（IR Drop）的先进仿真技巧和降噪措施，几乎没有提及。这使得这本书对于需要应对当前几百Gbps乃至Tbps速率设计的工程师来说，参考价值有限。它更像是一本优秀的老教材的“修补版”，而非彻底的迭代更新，这在技术快速迭代的今天，是一个很大的遗憾。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙述逻辑链条有时候让人抓狂，结构组织非常跳跃。它似乎想兼顾理论新手和有经验的设计师，结果弄得两边都不讨好。举个例子，在介绍设计规则检查（DRC）环节时，前一页还在讲解为什么要进行差分对的等长控制，下一页就突然跳到了复杂的EMC测试预案，中间缺少了关于如何将理论参数转化为具体PCB布局约束的桥梁。对于初学者，这种跳跃意味着他们无法建立起从原理到实现的完整心智模型；对于有经验的人来说，这又显得不够系统和权威。我希望作者能更清晰地划分出“理论基础”、“仿真建模”、“布局实施”这几个清晰的阶段，并确保章节之间的过渡自然流畅。现在的版本读起来，就像是把一本优秀的教程和一本晦涩的仿真软件手册强行缝合在一起，阅读体验极度割裂，影响了知识的吸收效率。