Cadence高速電路闆設計與仿真(第5版)——原理圖與PCB設計 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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周潤景著 著

圖書標籤:

• Cadence
• 高速電路闆
• PCB設計
• 原理圖
• 仿真
• 電子工程
• 電路設計
• 信號完整性
• 電源完整性
• EMC/EMI

店鋪： 賞心悅目圖書專營店

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121250491

商品編碼：29364300690

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)——原理圖與PCB設計

定價：88.0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：9787121250491

字數：736000

頁碼：

版次：5

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，從設計實踐的角度齣發，以具體電路的PCB設計流程為順序，深入淺齣地詳盡講解元器件建庫、原理圖設計、布局、布綫、規則設置、報告檢查、底片文件輸齣、後處理等PCB設計的全過程。本書的內容主要包括原理圖輸入及元器件數據集成管理環境的使用、中心庫的開發、PCB設計工具的使用，以及後期電路設計處理需要掌握的各項技能等。

目錄

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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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序 言
Allegro PCB産品是Cadence公司在PCB設計領域的旗艦産品，因其功能強大、易學易用，得到瞭廣大電子工程師的厚愛。
Allegro PCB産品涵蓋瞭完整的PCB設計流程，包括電路圖輸入，PCB編輯及布綫，PCB闆級係統電源完整性及信號完整性分析，PCB設計製造分析，以及PCB製造輸齣等。
電子工程領域的PCB設計有難、有易，Cadence公司為瞭適應不同的市場需求，分彆提供如下幾個集成的、從前端到後端的Allegro PCB設計解決方案，幫助用戶應對不同設計的要求。
Allegro Orcad係列：滿足主流用戶PCB設計要求。
Allegro L係列：適用於對成本敏感的小規模到中等規模的團隊，同時具有隨著工藝復雜度增加而伸縮的靈活性。
Allegro XL/GXL：滿足先進的高速、約束驅動的PCB設計，依托Allegro具有鮮明特點的約束管理器管理解決方案，能夠跨設計流程同步管理電氣約束，如同一個無縫的過程。
麵對日益復雜的高速PCB設計要求，Cadence公司的上述産品包提供的都是一個統一且集成的設計環境，能夠讓電子工程師從設計周期開始到布綫持續解決高速電路設計問題，以提高電子工程師的設計效率。
由於Allegro PCB軟件功能強大，本書的作者周潤景教授總結瞭多年的Allegro平颱工具教學和使用心得，在結閤《Cadence高速電路闆設計與仿真》前4版經驗的基礎上，特意將Allegro PCB拆分成兩本書來寫，即《Cadence高速電路闆設計與仿真（第5版）——原理圖與PCB設計》和《Cadence高速電路闆設計與仿真（第5版）——信號與電源完整性分析》，以滿足不同層級讀者的需要。這兩本書分彆以PCB物理設計及PCB分析為齣發點，圍繞Allegro PCB這個集成的設計環境，按照PCB新的設計流程，通俗易懂地講解利用Allegro PCB軟件實現高速電路設計的方法和技巧。
作為Cadence Allegro/Orcad在中國的閤作夥伴，我嚮各位讀者推薦此書作為學習Allegro/Orcad的桌麵參考書。

北京迪浩永輝技術有限公司技術經理 王鵬


前 言
隨著工程技術的電子化、集成化和係統化的迅速發展，電路設計已經進入一個全新的時代，尤其是高速電路設計已成為電子工程技術發展的主流，而Cadence以其強大的功能和高級的繪圖效果，逐漸成為PCB設計行業中的主導軟件。Cadence完善的集成設計係統和強大的功能符閤高速電路設計速度快、容量大、精度高等要求，使它成為PCB設計方麵的代錶。本書以Cadence公司新發布的 Allegro SPB 16.6作為開發平颱，以實際案例貫穿整個PCB設計開發的全過程，設計思路清晰，更加具有應用性。
新版Cadence軟件在使用製程方麵的全新優化和增強，可以使讀者在原有基礎上進一步提高設計的穩定性，縮短開發周期，完善係統的綜閤性能。
Allegro SPB 16.6中的新技術包括：
Allegro SPB 16.6的Pspice支持多核（超過4核），因而在仿真速度方麵高可提升4倍。加強瞭與用戶互動的功能，可通過雲存儲將設計放到雲端。此外，在Team Design、小型化等方麵都有很好的改進。
Allegro SPB 16.6産品綫的新功能有助於嵌入式雙麵及垂直部件的小型化改良，改進時序敏感型物理實現與驗證，加快時序閉閤，並改進ECAD和機械化CAD（MCAD）協同設計——這些對加快多功能電子産品的開發至關重要。
Allegro SPB 16.6通過自動交互延遲調整（AiDT）加快時序敏感型物理實現。自動交互延遲調整可縮短時間，滿足高級標準界麵的時序約束，如DDR3等，縮短的程度可達30%～50%。AiDT可幫助用戶逐個界麵地迅速調整關鍵高速信號的時間，或將其應用於字節通道級，將PCB上的綫路調整時間從數日縮短到幾個小時。
本書共18章，其中，王洪艷編寫瞭章～第4章，並對書中的例子做瞭全麵的驗證；第5章～8章由周潤景編寫。全書由周潤景負責統稿。參加本書編寫的還有薑攀、托亞、賈雯、張龍龍、劉曉霞、薑曉黎、何茹、蔣詩俊、張晨、張紅敏、張麗敏、周敬、宋誌清。
本書的齣版得到瞭北京迪浩永輝科技公司執行董事黃勝利先生、技術經理王鵬先生和電子工業齣版社張劍先生的大力支持，也有很多讀者提齣瞭寶貴的意見，在此一並錶示衷心的感謝！
同時，本書的齣版得到瞭國傢自然科學基金項目“高速數字係統的信號與電源完整性聯閤分析及優化設計”（項目批準號：61161001）的資助。
為便於讀者閱讀、學習，特提供本書實例下載資源，請訪問yydz.phei.. 網站，到“資源下載”欄目下載。
由於Cadence公司的PCB工具性能非常強大，不可能通過一本書完成內容的詳盡介紹，加上時間與水平有限，因此書中難免有不妥之處，還望廣大讀者批評指正。

編著者

深入探索高速電路闆設計的奧秘：從原理圖到PCB布局的全方位指南 在當今電子産品飛速發展的時代，高性能、高速度的電路闆設計已成為電子工程師必備的核心技能。無論您是初涉此領域的學生，還是尋求技術突破的資深工程師，理解高速電路闆設計的復雜性並掌握實際操作技巧至關重要。本書並非僅僅是對某個特定軟件工具的教程，而是緻力於揭示高速電路闆設計的底層原理、關鍵技術以及行業最佳實踐，幫助您構建更可靠、更高效的電子産品。 為何高速電路闆設計如此關鍵？ 隨著信息傳輸速率的不斷攀升，從GHz到THz，電路闆的物理尺寸、信號完整性、電源完整性以及電磁兼容性（EMC）等因素對信號的傳輸質量和係統的整體性能産生瞭巨大的影響。一個設計不當的高速電路闆，即使使用瞭最先進的芯片，也可能導緻信號衰減、噪聲乾擾、串擾，甚至係統不穩定。因此，深入理解這些高速效應，並掌握相應的處理方法，是邁嚮卓越設計的必經之路。 本書的獨特視角與核心價值 本書並非簡單地羅列軟件操作步驟，而是從原理齣發，深入淺齣地剖析高速電路設計的核心概念。我們將帶領您係統地學習： 信號完整性（SI）的深度剖析： 阻抗匹配： 理解傳輸綫的阻抗特性，以及如何通過精確的阻抗控製來最小化信號反射，確保信號能量的有效傳輸。我們將探討不同類型傳輸綫（微帶綫、帶狀綫、共麵帶狀綫等）的阻抗計算方法，以及實際布綫中可能遇到的各種影響因素，如焊盤、過孔、連接器等。 串擾（Crosstalk）： 深入分析相鄰信號綫之間由於電磁耦閤産生的串擾，以及它對信號質量造成的破壞。本書將詳細介紹串擾的形成機理，並提供多種有效的抑製方法，包括綫間距控製、差分對設計、屏蔽技術等。 時序和抖動（Timing and Jitter）： 高速信號對時序精度有著極高的要求。我們將探討時序預算、時鍾抖動（Clock Jitter）對係統性能的影響，以及如何通過閤理的時鍾分配、端接策略和數字均衡技術來改善時序裕度。 衰減和損耗（Attenuation and Loss）： 隨著信號頻率的升高，信號在傳輸綫中的衰減會越來越顯著。我們將研究介質損耗、導體損耗等原因造成的信號衰減，並探討如何通過選擇閤適的PCB材料、優化綫寬和綫高來降低損耗。 反射（Reflection）： 信號在傳輸綫中的不連續處會發生反射，導緻信號失真。本書將詳細講解反射的原理，並介紹各種端接技術（串聯端接、並聯端接、戴維南端接等）的適用場景和設計要點。 電源完整性（PI）的關鍵技術： 去耦（Decoupling）： 芯片工作時會瞬間消耗大量電流，PCB上的電源分配網絡（PDN）需要提供穩定、乾淨的電源。我們將深入研究去耦電容的作用機理，包括電容的ESR、ESL對去耦效果的影響，以及如何通過選擇閤適的電容類型、數量和位置來實現高效的去耦。 電源分配網絡（PDN）設計： 優化的PDN設計對於確保所有器件都能獲得穩定電壓至關重要。本書將探討PDN的阻抗特性，以及如何通過閤理的地平麵、電源平麵和過孔布局來降低PDN的阻抗，減少電源噪聲。 電源噪聲與紋波（Power Noise and Ripple）： 電源噪聲和紋波會影響電路的正常工作。我們將分析噪聲和紋波的來源，並提供降低其幅度的設計策略。 電磁兼容性（EMC）的設計原則： 輻射與敏感性（Radiation and Susceptibility）： 高速電路闆容易成為電磁輻射源，同時也容易受到外部電磁乾擾。本書將從基礎理論齣發，解釋電磁輻射和敏感性的産生機理。 濾波與屏蔽（Filtering and Shielding）： 我們將介紹有效的濾波技術（如LC濾波器、磁珠等）和屏蔽技術（如金屬屏蔽罩、地平麵隔離等），以降低電路的輻射和提高其抗乾擾能力。 接地策略（Grounding Strategy）： 接地是EMC設計中最關鍵的環節之一。我們將詳細闡述各種接地方式（單點接地、多點接地、混閤接地）的優缺點，以及在高頻設計中如何優化接地平麵和過孔布局，減少接地阻抗和噪聲耦閤。 PCB布局與布綫藝術： 關鍵信號的布綫： 針對高速信號、差分信號、時鍾信號等，我們將提供具體的布綫指導，包括綫寬、綫距、彎麯處理、過孔使用等。 元器件的布局： 閤理的元器件布局是保證信號完整性和電源完整性的前提。我們將探討高密度布局、信號流嚮、電源和地綫的連接等布局原則。 差分對設計： 差分信號因其良好的抗乾擾能力在高帶寬應用中得到廣泛應用。本書將詳細介紹差分對的布綫規範，包括長度匹配、阻抗控製、共模抑製等。 過孔（Via）的影響： 過孔是連接PCB不同層的重要元素，但它們也可能引入寄生電感和電容，影響信號完整性。我們將分析不同類型過孔（標準過孔、盲埋孔、背鑽孔）的影響，並給齣優化設計建議。 仿真與驗證的智慧： 仿真工具的角色： 雖然本書不專注於某一特定工具，但我們會強調仿真在高速電路設計中的不可或缺性。我們將討論仿真如何幫助您提前預測和解決潛在問題，例如信號完整性分析（SIA）、電源完整性分析（PIA）、EMC仿真等。 仿真結果的解讀與優化： 學習如何正確解讀仿真結果，並根據仿真反饋進行設計優化，是提升設計成功率的關鍵。 本書的目標讀者 無論您是： 電子工程專業的學生： 希望在校期間打下堅實的高速電路設計基礎，為未來的職業生涯做好準備。 PCB設計工程師： 緻力於提升PCB設計水平，掌握前沿的高速設計技術，解決實際項目中的復雜問題。 硬件工程師： 需要深入理解PCB設計對産品性能的影響，以便與PCB設計團隊進行更有效的溝通和協作。 産品研發人員： 希望瞭解高速電路設計對産品性能的影響，從而在産品規劃階段就做齣更明智的決策。 本書的學習方法 本書內容豐富，結構清晰，建議您： 1. 先整體後局部： 首先通讀全書，對高速電路設計的各個方麵有一個宏觀的認識。 2. 理論與實踐結閤： 在學習理論知識的同時，思考如何在實際設計中應用這些原理。 3. 重點突破： 針對自身項目需求和薄弱環節，深入研究相關章節。 4. 結閤工具學習： 在理解瞭基本原理後，將這些知識應用於您常用的EDA工具中進行實踐。 未來的展望 隨著電子技術的不斷進步，高速電路闆設計的挑戰將與日俱增。掌握本書所涵蓋的知識，您將能夠應對日益復雜的設計需求，設計齣性能卓越、穩定可靠的電子産品，在激烈的市場競爭中脫穎而齣。 準備好踏上這場探索高速電路闆設計精髓的旅程吧！這本書將是您不可或缺的嚮導。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘述邏輯鏈條有時候讓人抓狂，結構組織非常跳躍。它似乎想兼顧理論新手和有經驗的設計師，結果弄得兩邊都不討好。舉個例子，在介紹設計規則檢查（DRC）環節時，前一頁還在講解為什麼要進行差分對的等長控製，下一頁就突然跳到瞭復雜的EMC測試預案，中間缺少瞭關於如何將理論參數轉化為具體PCB布局約束的橋梁。對於初學者，這種跳躍意味著他們無法建立起從原理到實現的完整心智模型；對於有經驗的人來說，這又顯得不夠係統和權威。我希望作者能更清晰地劃分齣“理論基礎”、“仿真建模”、“布局實施”這幾個清晰的階段，並確保章節之間的過渡自然流暢。現在的版本讀起來，就像是把一本優秀的教程和一本晦澀的仿真軟件手冊強行縫閤在一起，閱讀體驗極度割裂，影響瞭知識的吸收效率。

評分☆☆☆☆☆

這本書在涉及設計規範和標準引用方麵顯得力不從心。高速PCB設計不是純粹的經驗藝術，它嚴重依賴於行業標準（如IPC係列）來確保可製造性和互操作性。我在書中搜索關於阻抗公差的詳細討論，發現給齣的數值範圍非常模糊，並且沒有明確指齣這些數值是基於哪種標準的（例如，是針對FR4材料還是更低損耗的材料）。更令人擔憂的是，當它談到可製造性設計（DFM）時，涉及的僅僅是一些基礎的鑽孔間距和綫寬限製，對於現代高密度互聯（HDI）技術中，微盲埋孔的製作流程和信號完整性可能帶來的連鎖反應，幾乎沒有著墨。一個麵嚮“高速電路闆設計”的專業書籍，如果不能在標準和可製造性細節上提供紮實、可操作的指導，那麼它頂多算是一個理論概述，無法真正指導讀者完成一個能夠量産的高性能産品。

評分☆☆☆☆☆

作為一個多年的硬件工程師，我對教材的“新舊”程度非常敏感，尤其是在高速信號傳輸這個日新月異的領域。我原本期望這本書能緊跟最新的IPC標準和行業前沿技術，比如最新的SerDes接口設計考量，或者SiP（係統級封裝）中的集成挑戰。然而，閱讀體驗讓我感覺仿佛迴到瞭十年前。書中對一些新興的封裝技術和材料（比如某些低損耗的基材）的討論非常泛泛而談，缺乏深度剖析。我特彆關注瞭關於電源完整性（PI）的部分，但它似乎停留在比較基礎的去耦電容選擇和環路阻抗分析上，對於現代高功耗CPU/GPU的動態電壓下降（IR Drop）的先進仿真技巧和降噪措施，幾乎沒有提及。這使得這本書對於需要應對當前幾百Gbps乃至Tbps速率設計的工程師來說，參考價值有限。它更像是一本優秀的老教材的“修補版”，而非徹底的迭代更新，這在技術快速迭代的今天，是一個很大的遺憾。

評分☆☆☆☆☆

我對書中關於仿真工具的使用指導部分感到非常不滿意。雖然提到瞭幾種主流的工具（比如Keysight ADS或Ansys HFSS），但所有的操作步驟都停留在非常錶麵的“點擊哪個菜單”的層次，完全沒有深入到仿真設置背後的物理學意義和收斂性問題的處理。例如，在進行S參數提取時，端口的激勵方式、網格劃分的密度對結果精度的影響，以及如何判斷仿真結果是否收斂可靠，這些關鍵的“陷阱”都沒有被充分揭示。這導緻讀者即使跟著書本操作，實際在麵對復雜設計時仍然會束手無策，因為仿真結果的“可信度”是高於“仿真能跑起來”的。如果一本書要教授高速電路設計，那麼如何驗證仿真結果的正確性，比單純展示仿真界麵更有價值，而這部分內容在這本書中幾乎是缺失的，令人感到理論與實踐嚴重脫節。

評分☆☆☆☆☆

這本書的印刷質量簡直是災難，拿到手我就後悔瞭。紙張的厚度就不提瞭，關鍵是油墨印得特彆淺，很多圖文細節根本看不清楚。尤其是那些涉及微小尺寸標注和復雜信號流的示意圖，簡直是摺磨。我記得有幾頁關於疊層結構的剖麵圖，綫條模糊不清，顔色過渡生硬，根本無法準確判斷不同介質層的厚度和材料特性。這對於高速設計來說是緻命的傷，因為層疊結構直接決定瞭阻抗控製和串擾的水平。我不得不反復對照電子版，但電子版的分辨率也高不到哪裏去，感覺就像是掃描質量很差的復印件。如果這本書的定位是專業參考書，至少應該保證基礎的可讀性吧？我對齣版社在質控上的不負責任感到非常失望，這完全不匹配它標齣的價格。我希望能早日看到修正版的印刷，否則這本書的實用價值大打摺扣，隻能束之高閣，作為瞭解基本概念的輔助材料，真正動手操作時，它幫不上什麼實質性的忙。