信号、电源完整性仿真设计与高速产品应用实例

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毛忠宇 等 著
图书标签:
  • 信号完整性
  • 电源完整性
  • 高速电路
  • 仿真
  • PCB设计
  • SI/PI
  • 高速产品
  • 电磁兼容
  • 信号分析
  • 电源设计
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出版社: 电子工业出版社
ISBN:9787121331220
版次:1
商品编码:12294358
包装:平装
丛书名: EDA精品智汇馆
开本:16开
出版时间:2018-01-01
用纸:胶版纸
页数:400
字数:640000
正文语种:中文

具体描述

内容简介

目前市面上信号与电源完整性仿真书籍的内容普遍偏于理论知识或分散的仿真样例,给读者的感觉往往是“只见树木不见森林”。针对这种情况,本书基于一个已成功开发的高速数据加速卡产品,从产品的高度介绍所有的接口及关键信号在开发过程中信号、电源完整性仿真的详细过程,对涉及的信号与电源完整性仿真方面的理论将会以图文结合的方式展现,方便读者理解。为了使读者能系统地了解信号与电源完整性仿真知识,书中还加入了PCB制造、电容S参数测试夹具设计等方面的内容,并免费赠送作者开发的高效软件工具。 本书编写人员都具有10年以上的PCB设计、高速仿真经验,他们根据多年的工程经验把产品开发与仿真紧密结合在一起,使本书具有更强的实用性。本书适合PCB设计工程师、硬件工程师、在校学生、其他想从事信号与电源完整性仿真的电子人员阅读,是提高自身价值及竞争力的不可多得的参考材料。

作者简介

毛忠宇,EDA365论坛特邀版主。毕业于电子科技大学微电子科学与工程系。从事过时钟及音乐类消费型IC的开发与测试,曾在华为技术及海思半导体从事高速互连及IC封装研发,期间见证及参与了华为高速互连设计、仿真的大发展过程。著有《IC封装基础与工程设计实例》及《华为研发14载-那些一起奋斗过的互连岁月》等书。

目录

第1章 产品简介
1.1 产品实物图
1.2 产品背景
1.3 产品性能与应用场景
1.4 产品主要参数
1.5 主要器件参数
1.6 产品功能框图
1.7 电源模块
1.8 时钟部分
1.9 DDR3模块
1.10 散热设计
1.11 产品结构图
1.12 产品其他参数
第2章 PCB材料
2.1 PCB的主要部件及分类
2.1.1 PCB的主要部件
2.1.2 PCB分类
2.2 基材介绍
2.3 高速板材选择
第3章 PCB设计与制造
3.1 PCB设计要求
3.2 制板工艺要求
3.3 常用PCB光绘格式
3.4 拼板设计
3.5 基准点设计
3.6 PCB加工流程简介
第4章 信号完整性仿真基础
4.1 信号完整性问题
4.2 信号完整性问题产生原因
4.3 传输线
4.3.1 常见的微带线与带状线
4.3.2 传输线的基本特性
4.3.3 共模与差模
4.4 反射
4.5 串扰
4.6 仿真的必要性
4.7 仿真模型
4.7.1 IBIS模型
4.7.2 HSPICE模型
4.7.3 IBIS-AMI模型
4.7.4 S参数
4.8 常用信号、电源完整性仿真软件介绍
第5章 过孔仿真与设计
5.1 过孔介绍
5.2 过孔对高速信号的影响要素及分析
5.3 过孔优化:3D_Via_Wizard过孔建模工具的使用
5.3.1 使用3D_Via_Wizard创建差分过孔模型
5.3.2 差分过孔仿真
5.4 产品单板高速差分信号过孔优化仿真
5.5 背钻工艺简介
第6章 Sigrity仿真文件导入与通用设置
6.1 PCB导入
6.1.1 ODB++文件输出
6.1.2 PCB文件格式转换
6.1.3 SPD文件导入
6.2 SPD文件设置
6.3 仿真分析与结果输出
6.3.1 仿真扫描频率设置
6.3.2 结果输出与保存
第7章 QSFP+信号仿真
7.1 QSFP+简介
7.2 QSFP+规范
7.3 仿真网络设置
7.4 QSFP+光模块链路在ADS中的仿真
7.5 仿真结果分析
7.5.1 添加信号判断标准
7.5.2 TX0与RX0差分信号回环仿真分析
7.6 PCB优化设计比较与建议
7.6.1 焊盘隔层参考分析比较
7.6.2 高速差分不背钻过孔分析比较
7.6.3 QSFP+布线通用要求
第8章 SATA信号仿真
8.1 SATA信号简介
8.2 SATA信号规范
8.3 仿真网络设置
8.4 SATA信号链路在SystemSI中的仿真
8.4.1 建立SystemSI仿真工程
8.4.2 创建仿真链路
8.4.3 添加仿真模型
8.4.4 设置链接属性
8.4.5 设置仿真参数
8.4.6 仿真分析
8.5 结果分析与建议
第9章 DDRx仿真
9.1 DDRx简介
9.2 项目介绍
9.3 DDR3前仿真
9.4 DDR3后仿真
9.4.1 仿真模型编辑
9.4.2 PCB的导入过程
9.4.3 仿真软件通用设置
9.4.4 DDR3写操作
9.4.5 DDR3读操作
9.4.6 仿真结果分析
9.5 DDR3同步开关噪声仿真
9.6 时序计算与仿真
9.7 DDR4信号介绍
第10章 PCIe信号仿真
10.1 PCIe简介
10.2 PCIe规范
10.3 仿真参数设置
10.3.1 调用仿真文件
10.3.2 定义PCIe差分信号
10.3.3 设置PCIe网络端口
10.3.4 仿真分析
10.3.5 S参数结果与输出
10.4 PCIe链路在ADS中的仿真
10.4.1 建立ADS仿真工程
10.4.2 ADS中导入S参数文件
10.4.3 ADS频域仿真
10.4.4 ADS时域仿真
10.4.5 通道的回环仿真
10.5 PCIe通用设计要求
第11章 电源完整性仿真
11.1 电源完整性
11.2 电源完整性仿真介绍
11.3 产品单板电源设计
11.4 产品单板AC仿真分析实例
11.4.1 PCB的AC仿真设置与分析
11.4.2 仿真结果分析
11.5 产品单板DC仿真分析实例
11.5.1 PCB的DC仿真设置与分析
11.5.2 DC仿真结果分析
11.6 PCB电源完整性设计关键点
第12章 电容概要
12.1 电容主要功能
12.2 电容分类
12.3 电容多维度比较
12.4 电容参数
12.5 电容等效模型
12.6 FANOUT
12.7 产品电容的摆放与FANOUT
12.8 SIP封装电容
12.9 电容在设计中的选择与注意事项
第13章 电容建模与测试
13.1 电容S参数模型测试夹具设计
13.2 电容S参数RLC拟合
13.3 电容S参数模型测试方式
13.4 电容S参数模型
13.5 电容RLC拟合提取过程
13.6 电容库调用时的连接方式设定
13.7 常用电容等效R、L、C值及谐振表
第14章 PI仿真平台电容模型高效处理
14.1 背景
14.2 处理ODB++文件小软件工具使用
14.3 Sigrity调入处理过的ODB++文件
14.4 BOM处理技巧
14.5 License免费授权

前言/序言

序 言 1

认识“小广东”阿毛——毛忠宇这位同门小师弟有20多年了,他记忆力超强,几十年前的芝麻旧事都能翻出来;说话风趣(就是普通话还不够标准),爱好广泛,从流行的红木家私到各种茗茶饮品,样样都能点评几句;而且爱钻研,在日常工作中总会编点应用小程序来“偷偷懒”,业务能力挺强,因软硬件皆有涉及,从板级设计到封装芯片协同设计都有深厚的积累,并常常提出些独到的想法和见解。

记得去年冬天阿毛与我谈过出版SI方面书籍的想法,提到市面上关于高速设计方面的书很多,但是缺乏基于具体实际产品开发应用方面的书籍,如能借助目前团队众多的实际产品实例,从产品开发角度来介绍高速设计理念,则既不需要涉及太多太深的理论,又能让开发工程师方便应用这些知识快速解决手中的实际问题,将是对业界SI知识的一个很好的补充。当时我深有同感,想不到大半年时间已经成册。纵观手稿,前面几个章节介绍了关于PCB设计制作的一些重要内容,这是他们的强项,不懂PCB的制造及设计SI又如何能落地!后面的章节针对高速数据加速卡实际产品案例展开,详细介绍了如何有效解决目前工程师面临的绝大部分各种接口的高速总线信号完整性问题,当然也少不了高速设计中最麻烦的孔处理;最后介绍了如何有效解决热门的电源完整性问题,并且推荐了阿毛自我感觉良好的几个小程序。笔者曾有幸参观过他们公司设备齐全的高速实验室,对书中如何有效利用测试方法处理电容模型寄予厚望。

希望本书能带给大家一个不同角度的视野,使得产品开发时使用SI仿真方法更接地气;也希望他们能根据书中内容再通过网络平台安排一些线下的培训课程,设计相应的测试对比实验,效果会更佳。

陈兰兵

2017年秋于上海

序 言 2

本书作者在写第一本《IC封装基础与工程设计实例》的时候,就找我作序,当时被我拒绝了。原因很简单,市面上牛人牛作品太多,多得让人无从分辨,真要写好书,就要耐得住寂寞,没有“板凳一坐十年冷”的精神是不行的,不能走“畅销”路线。

随着互联网的普及,我们真正进入了一个信息爆炸的时代。按理说学习这事应该很容易才对,因为信息资源随手可得,但人们慢慢发现,学习并非易事,很多所谓的“学习”往往让人“听了兴奋,过了无痕”。这时,对工程师们来说,找到靠谱的向导和货真价实的参考书尤为重要。作者在完成第一部作品之后,所在的团队陆陆续续出版了10多部作品,都是基于一线的工程实践案例编写的,其对电子工程技术的专注与无私分享精神让人钦佩。

我认为,一部优秀的工程技术作品首先要有扑面而来的干货。如果通篇皆是理论而没有工程实践,就不能算是合格的作品,理论和实践必须“知行合一”。在浏览本书目录之后,疑虑即被打消,FPGA、DDR4、PCIe、USB、QSFP+等都是主流高速应用,甚至对PCB板材、高速过孔、电容模型、电源等都有介绍,作者用一个功能完整的高速大数据加速卡项目作为主线贯穿了全书内容,以实际量产的工程作品作为案例而不是DEMO应用,这很难得。工程师们最需要的就是能手把手照着做、有参考意义的书,本书毫无疑问是满足了这个需求的。其次,作者的“售后服务”也很有特色,在EDA365网站开辟的答疑版块和公众号让人很容易联系到作者本人进行答疑交流,而不是卖完书就撒手不管,体现了对读者负责的态度。

好书是用来读的,而不是用来收藏的。每逢世界读书日,朋友圈里都会有很多关于阅读问题的探讨,我们的人均阅读量比起欧美等发达国家来说要少很多,我们真的不爱学习吗?问题在哪里?我想,除了我们缺乏良好的阅读习惯之外,书本身的吸引力也是影响因素之一。我们很多人不是不愿意学习和读书,而是缺乏好书,缺乏货真价实能理论联系实际的优秀作品。为何优秀的作品不容易见到?其实不仅书籍作品如此,生活中很多东西都是这样的,甚至连马桶盖都要去日本买,真的是因为国人崇洋媚外吗?我想,根源还是在于我们缺乏足够优秀的产品。要想有优秀的产品,就必须具备工匠精神。什么是工匠精神?我想就是能经得住各种短期利益诱惑,能专心致志,板凳一坐十年冷,把一件产品做到极致的那种精神。电子科技产品要靠实实在在的技术研发和大量的工程实践积累才有可能做到极致,而在这些技术研发工作中,高速互连技术又是基础支撑,基础支撑平台扎实了,上层建筑才更加稳固。

在很多500强大公司里,往往信号完整性仿真工作就有几十号人的团队,其他如电磁兼容性、PCB Layout、可制造性工艺、高速板材与连接器选型验证、测试等分工通常一应俱全,有了完善的底层基础技术支撑,上层建筑才能水到渠成。可惜的是,限于资金、规模等很多原因,很多中小型企业往往并不具备这样专业分工的资源,随着信号速率越来越快,底层的基础技术研究常常成为很多中小企业的困扰。例如在单片机时代,PCB上一条导线随便绕板两圈布线,只要能连通,系统就能跑起来。但在DDR、PCIe等高速信号大量应用的场景下,两根线差1cm可能就无法正常工作,硬件研发工程师们不得不严肃地对待信号完整性、电源完整性等问题。市面上关于信号完整性仿真类的书已经有不少,但大多偏向软件使用或理论教学,真正以成功量产的真实产品为案例的不多,本书的出版无疑为电子工程师们多提供了一种选择。

这些年我们国家的科技实力取得了长足的进步,FAST天眼、量子通信、大飞机、航母等让人目不暇接,在这些大型工程的背后,是无数前仆后继的工程师们的汗水与智慧,相信总有一天我们的电子科技水平会赶上甚至超过西方发达国家。在有些领域,比如手机产品,华为、小米、oppo/vivo等已经走出国门并取得了不错的成绩,只要工匠精神不息,相信其他领域也会一一突破,总有一天国人不再去日本买马桶盖。

蒋学东

2017年10月于深圳

前 言

1995年刚走出校门,当时所接触电子产品的信号速率不是太高,PCB设计大多只需按Design Rule或凭自己的经验处理即可,信号完整性问题不是很突出,甚至还没有信号完整性的概念。随着时间的推移,各类高速芯片相继出现,从产品设计到产品交付的时间越来越短,这种仅凭经验设计及调试硬件的方式已不能满足产品开发的需求,针对新出现的问题,国内一些公司开始在产品开发过程中引入信号及电源完整性仿真手段。

当时国内在信号与电源完整性方面的研究还处于空白阶段,加上互联网交流也刚开始,很难找到信号与电源完整性方面的实用参考材料。作者在国内接触的第一本SI方面的书籍为Howard Johnson英文版的High-Speed Digital Design,这本原著由陈兰兵在一次去国外出差时买回,当时在公司内被集体研究并广为传播,可以说这本书对国内PCB设计时使用信号与电源完整性方法的发展起到了革命性的作用。现在信号与电源完整性的研究在国内已非常普及,出现了许多关于信号与电源完整性应用方面的参考书籍。关于国内信号与电源完整性的发展历程可以参考笔者的《华为研发14载:那些一起奋斗过的互连岁月》一书,其中相关章节内容基本上是国内信号与电源完整性仿真发展的一个缩影。

虽然现在市面上有着种类繁多的关于信号与电源完整性仿真的书籍,但在通过EDA365平台与广大网友交流时总会听到这样的声音:

(1)缺少信号与电源完整性仿真在实际产品中的全过程实例;

(2)市面上信号与电源完整性仿真这类书籍总体上原理偏多,即使有例子也不够系统;

(3)内容重复较多,原创内容较少等。

针对这种状况,为了方便初学者更快地掌握信号与电源完整性仿真的方法及工具使用,并在此基础上快速上手进行项目仿真,本书的编写以一个成功开发的高速数据加速卡产品为信号与电源完整性仿真对象,全书自始至终介绍了此高速产品在开发过程中各类信号接口的仿真过程,对于涉及的信号与电源完整性仿真方面的理论则以较为简单的图文结合的方式展开,以方便读者更好地理解。除此之外,为增加读者的系统性知识,还加入了PCB制造及电容S参数模型夹具设计方面的内容,并在最后免费提供两个作者自己开发的用于提高PI仿真效率的软件工具。因而本书除了内容系统、完整外,更偏于实用性,即使是一个完全没有信号与电源完整性仿真概念的电子工程师,也可以在极短的时间内掌握常见信号的信号与电源完整性仿真流程及方法,并对项目进行初步仿真设计。

本书内容共分为14章,系统地介绍了一个实际产品开发过程中所用的全部接口信号的SI与P



《精密电路设计:从理论到实践的深度探索》 本书旨在为致力于追求卓越电路性能的工程师和研究人员提供一本全面而深入的指南。它聚焦于构建更稳定、更可靠、更高效的电子系统,内容涵盖了从基础理论到前沿应用的广泛领域,为读者勾勒出一幅精密电路设计的宏伟蓝图。 第一部分:信号与电源的基石——理解核心物理原理 精密电路设计的起点,在于深刻理解信号和电源在电路中传播与交互的本质。本部分将带领读者穿越看似复杂的电磁现象,直观地揭示其背后的物理规律。 高速信号传播的动态行为: 我们将从传输线理论的经典阐述开始,深入剖析信号在印制电路板(PCB)走线、连接器和电缆中的真实传播过程。这包括但不限于: 波的形成与传播: 详细讲解信号上升沿和下降沿如何分解为一系列波,以及这些波在传输线上的传播速度、衰减特性。 阻抗匹配的重要性与实现: 深入探讨阻抗不匹配如何导致信号反射,从而产生振铃、过冲和欠冲等严重问题。我们将分析不同阻抗匹配技术(如端接、走线宽度与介质厚度控制)的原理、优缺点及适用场景。 信号完整性(SI)的定义与量化: 详细介绍眼图、抖动、建立时间、保持时间等关键 SI 指标,并阐述如何通过仿真和测量手段对其进行精确评估。 损耗分析: 深入研究介质损耗和导体损耗对高速信号的影响,以及如何通过选择合适的 PCB 材料和优化走线结构来降低损耗。 串扰的机理与抑制: 详细解析相邻走线之间电容和电感耦合产生的串扰,并提供多种有效抑制串扰的方法,如增加间距、采用差分对、屏蔽等。 模态分析与共模/差模分析: 讲解在高速信号传播中,信号的差模和共模分量的不同特性,以及如何分别进行分析和优化,尤其是在差分信号设计中。 电源完整性(PI)的艺术——稳定不容忽视: 即使信号完美无瑕,不稳定的电源也会让整个系统功亏一篑。本部分将全面剖析电源完整性的各个方面: 电源分配网络的(PDN)特性: 深入分析 PDN 的阻抗特性,讲解从电源引脚到芯片功耗引脚的整个路径上的阻抗变化,以及其对系统稳定性的影响。 旁路电容的选型与布局: 详细阐述不同类型旁路电容(陶瓷、钽电容等)的工作原理、频率响应和 ESR/ESL 的重要性,以及如何根据芯片的功耗特性和频率需求进行精确选型和布局。 去耦网络的层次化设计: 讲解如何通过多层次的旁路电容网络,在不同频率范围内提供有效的去耦,确保芯片在工作时始终获得稳定、干净的电源。 电源纹波与噪声的来源与控制: 分析开关电源、线性电源以及 PCB 走线本身产生的纹波和噪声,并提供多种滤波和屏蔽技术来抑制这些干扰。 瞬态响应分析: 讲解芯片瞬态功耗变化对 PDN 阻抗的影响,以及如何通过仿真评估 PDN 的瞬态响应能力,确保在最严苛的工作条件下也能提供稳定的电压。 地弹与电源跌落的分析与对策: 深入分析地弹和电源跌落等复杂现象的产生机理,以及如何通过优化地平面、增加回流路径等方法来缓解或消除这些问题。 第二部分:精密设计的方法论——仿真工具的深入应用 理论的深度是基础,而将理论转化为实际设计的关键在于掌握高效的仿真设计工具。本部分将引导读者深入理解并熟练运用各类仿真软件,将抽象的理论模型转化为可行的设计方案。 电磁场仿真(EM Simulation)的强大功能: 参数化建模与网格划分: 详细讲解如何精确地将 PCB 结构、元器件封装、连接器等导入 EM 仿真器,并掌握高效的网格划分策略,以确保仿真的准确性和效率。 S 参数的提取与分析: 重点讲解 S 参数在描述传输线、连接器、PCB 走线等频率域特性的重要性,以及如何通过 S 参数分析信号的插入损耗、回波损耗、串扰等。 阻抗和传播常数的计算: 演示如何通过 EM 仿真精确计算走线的特征阻抗、传播速度等关键参数,为后续的 SI 仿真提供准确的输入。 三维结构分析: 讲解如何对复杂的三维结构(如复杂连接器、散热片等)进行电磁场分析,从而预测其潜在的信号完整性或电磁兼容(EMC)问题。 谐振分析与 EMI 预测: 介绍如何通过 EM 仿真识别 PCB 板上的潜在谐振点,预测其对信号的影响,以及初步评估潜在的电磁干扰(EMI)辐射。 信号完整性(SI)仿真: IBIS 模型的使用与精细化: 详细讲解 IBIS (I/O Buffer Information Specification) 模型在 SI 仿真中的作用,以及如何根据实际情况对 IBIS 模型进行精细化调整,以获得更准确的仿真结果。 Spice 模型与混合仿真: 探讨 Spice 模型在模拟电路仿真中的优势,以及如何将 Spice 模型与 IBIS 模型进行混合仿真,以实现更全面的信号通路分析。 时域与频域仿真策略: 讲解时域仿真(如眼图分析、瞬态响应)和频域仿真(如 S 参数分析)在 SI 设计中的不同应用场景,以及如何根据设计需求选择合适的仿真模式。 眼图分析的深入解读: 详细讲解如何通过仿真生成眼图,并从中提取关键的 SI 指标,如眼高、眼宽、抖动容限等,指导设计优化。 抖动(Jitter)的分解与分析: 深入剖析抖动的不同来源(如随机抖动、确定性抖动),并演示如何通过仿真工具对其进行分解和分析,从而制定有效的抖动抑制方案。 瞬态功耗仿真与 PDN 交互分析: 演示如何结合 IBIS 模型和 PDN 模型进行瞬态功耗仿真,分析芯片的瞬态电流需求对 PDN 性能的影响。 电源完整性(PI)仿真: PDN 阻抗的仿真与优化: 详细讲解如何通过 PI 仿真工具建立 PDN 模型,并分析其在不同频率范围内的阻抗特性,指导旁路电容的选型和布局。 瞬态响应仿真: 演示如何进行瞬态响应仿真,评估 PDN 在吸收芯片瞬态功耗变化时的性能,避免电压跌落。 纹波与噪声的仿真分析: 讲解如何对电源纹波和噪声进行仿真,并分析其对数字信号和模拟信号的影响。 DC-DC 转换器与 LDO 的建模仿真: 介绍如何对 DC-DC 转换器和 LDO 等电源器件进行建模和仿真,评估其输出电压的稳定性和纹波特性。 VRM(Voltage Regulator Module)的设计与优化: 深入探讨 VRM 的设计原理,并通过仿真分析其瞬态响应、稳定性等关键性能指标。 第三部分:高速产品应用实例——理论与实践的融合 理论学习与仿真实践的最终目的是应用于实际的高速产品设计。本部分将通过一系列真实世界的应用案例,展示如何将前述理论知识和仿真方法论融会贯通,解决实际工程中的挑战。 服务器主板设计: 高密度互连与信号完整性: 分析服务器主板上 CPU、内存、PCIe 等高速接口的信号完整性挑战,讲解多层 PCB 的阻抗控制、差分对设计、背板设计等关键技术。 大规模电源分配网络的优化: 演示如何针对服务器主板上众多的高性能芯片,设计和优化复杂庞大的 PDN,确保所有关键器件都能获得稳定电源。 热设计对信号完整性的影响: 探讨温度变化对 PCB 材料介电常数和导体电阻的影响,以及如何在高速设计中兼顾热管理。 高端网络设备: 万兆以太网与更高带宽接口设计: 聚焦于 10GbE、40GbE、100GbE 等高速以太网接口的设计,重点分析其串行/解串器(SerDes)的 SI/PI 要求,以及如何通过通道建模和仿真来优化信号质量。 差分信号的精细化设计: 深入讲解差分对的阻抗匹配、时序对齐、走线长度控制等细节,以最大化抑制共模噪声。 时钟信号的完整性: 分析高频时钟信号的抖动、串扰和电源敏感性,并提供相应的抑制和优化方案。 高性能计算(HPC)与 AI 加速器: 超大规模集成电路的封装与互连: 探讨 BGA 封装、倒装芯片等先进封装技术带来的 SI/PI 挑战,以及如何通过建模仿真解决封装内的信号完整性问题。 多芯片模块(MCM)与 3D 封装的信号传输: 分析 MCM 和 3D 封装中芯片之间的信号传输路径,以及如何优化互连结构以提高信号质量。 低功耗与高性能的权衡: 在高性能计算场景下,如何通过精密的 SI/PI 设计,在满足高性能需求的同时,尽可能降低功耗。 汽车电子与工业控制: EMC/EMI 的严格要求与设计: 深入分析汽车电子和工业控制领域对电磁兼容性的严苛标准,讲解如何通过 SI/PI 设计来预防和抑制 EMI。 恶劣环境下的信号稳定性: 探讨在高温、低温、振动等恶劣环境下,如何设计出能够保持稳定信号和电源的电路。 高可靠性设计的考量: 强调在这些对可靠性要求极高的应用中,SI/PI 设计的每一个细节都至关重要,并展示如何通过仿真和验证来确保产品的长期可靠性。 第四部分:高级主题与未来趋势 为了帮助读者站在行业前沿,本部分将探讨一些更高级的主题,并展望精密电路设计的未来发展方向。 机器学习与 AI 在 SI/PI 设计中的应用: 探讨如何利用机器学习和人工智能技术,加速仿真过程、优化设计参数、甚至实现自动化设计。 先进的 PCB 材料与制造工艺: 介绍低损耗高频材料、新型封装技术等对 SI/PI 设计带来的影响与机遇。 信号链路预算(Channel Budgeting)的全面实践: 深入讲解如何进行端到端的信号链路预算,以确保在复杂的通信系统中,信号能够以足够的裕量完成传输。 新兴通信技术(如 5G/6G)的 SI/PI 挑战: 展望未来通信技术对精密电路设计提出的更高要求,并探讨相关的设计与仿真策略。 结语: 《精密电路设计:从理论到实践的深度探索》不仅仅是一本技术手册,更是一扇通往卓越工程设计世界的大门。通过系统学习本书内容,读者将能够深刻理解高速信号与电源在现代电子系统中的行为,掌握强大的仿真设计工具,并能够将这些知识灵活应用于实际产品开发中,从而设计出性能更优、可靠性更高的下一代电子产品。本书的目标是赋能每一位工程师,让他们能够自信地应对高速设计带来的挑战,并在这个日新月异的领域中不断创新。

用户评价

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这本书的封面设计很有吸引力,采用了沉稳的蓝色调,配合着闪烁的信号波形和电路板的线条,一眼就能看出这是一本关于电子工程的专业书籍。我一直对信号完整性(SI)和电源完整性(PI)这两个概念很感兴趣,它们在现代高速电子产品设计中扮演着至关重要的角色。平时在工作中,经常会遇到一些棘手的信号失真、噪声耦合、电源纹波等问题,但往往缺乏系统的理论指导和有效的仿真方法来解决。我了解到这本书深入探讨了这些关键技术,并且结合了实际的产品应用案例,这对我来说是极具吸引力的。特别是在高速数字通信、射频电路设计等领域,SI/PI问题更是直接影响产品的性能和可靠性。我期待通过阅读这本书,能够掌握更先进的仿真工具和设计流程,从而提升自己在这些方面的设计能力。同时,书中关于高速产品应用的实例部分,我相信会为我提供宝贵的实践经验和解决问题的思路,能够帮助我更快地将理论知识转化为实际的设计成果,避免在开发过程中走弯路。

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这本书的标题“信号、电源完整性仿真设计与高速产品应用实例”让我觉得它非常贴合我目前的工作需求。我最近在负责一个高速数据采集系统的设计,其中包含了多个高速ADC和FPGA,对信号完整性和电源完整性提出了非常高的要求。我发现我们在实际调试过程中,经常会遇到一些信号质量不佳的问题,导致数据错误率较高,而且排查起来非常困难。我希望这本书能够提供一套系统性的解决方案,从原理出发,教我们如何通过仿真来规避这些潜在的问题。我特别关注书中关于“仿真设计”的部分,希望能够学习到如何有效地利用仿真工具来分析信号在PCB上的传播特性,比如瞬态响应、频域响应、眼图分析等。同时,我也非常期待书中的“高速产品应用实例”,希望能看到一些与我正在设计的系统类似的应用案例,从中学习前辈们是如何处理这些复杂的设计挑战的,以及他们在实际应用中总结出的宝贵经验和教训。

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我是一名刚入职的硬件工程师,在学校里学习了一些基础的电磁场理论和电路知识,但对于如何在实际产品设计中处理高速信号和电源完整性问题,还感到有些力不从心。听同事推荐了这本书,说它在理论讲解方面很扎实,而且有很多实用的案例。我希望这本书能够从最基础的概念讲起,比如什么是信号失真、什么是阻抗匹配、什么是去耦电容的原理等等,用通俗易懂的语言解释清楚。我特别期待书中能有一些图文并茂的讲解,能够直观地展示信号在PCB上传输的整个过程,以及各种干扰是如何产生的。对于仿真设计部分,我希望能够有详细的步骤指导,让我这个新手也能快速上手。比如,如何建立一个简单的仿真模型,如何跑仿真,以及如何解读仿真报告。最后,如果书中能有一些关于不同类型高速接口(如DDR、PCIe、USB等)的设计规范和仿真技巧,那就太棒了,这将对我未来的工作非常有帮助。

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对于我这样一位在PCB设计领域摸爬滚打多年的工程师来说,市面上关于SI/PI的书籍并不少见,但能够真正做到深入浅出、兼顾理论与实践的却不多。我特别关注这本书中关于仿真设计的部分,希望它能详细介绍当前主流的SI/PI仿真软件的使用技巧,例如Allegro Sigrity, HyperLynx, ADS等,并能提供一些具体的仿真设置和结果分析的范例。我希望作者能够分享一些在实际项目中遇到的典型SI/PI问题,以及如何通过仿真来预测和解决这些问题。例如,信号反射、串扰、损耗、电源退耦等,这些都是非常头疼的问题。我希望能从书中学习到如何建立准确的仿真模型,如何根据仿真结果优化PCB布局布线,如何选择合适的元器件和连接器,以确保高速信号的传输质量。此外,如果书中能包含一些关于EMC/EMI仿真的内容,那就更好了,因为SI/PI问题往往与EMC/EMI密切相关,能够一并解决将大大提高设计效率。

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作为一名从事多年模拟电路设计的工程师,虽然我更擅长于低频和中频的模拟信号处理,但随着科技的发展,高速数字信号的应用也越来越多地出现在我的设计项目中。我意识到,如果不了解信号完整性和电源完整性,很多设计都可能面临性能瓶颈甚至失败。因此,我希望能通过阅读这本书,能够快速地建立起对SI/PI的基本认知,并了解它们在实际产品中的重要性。我希望书中能够用清晰的逻辑来阐述SI/PI的原理,避免过于晦涩的数学公式,而是侧重于概念的理解和物理意义的解释。对于仿真设计部分,我希望能够了解不同仿真器的特点和适用场景,以及如何根据设计需求选择合适的仿真工具。而“高速产品应用实例”部分,我则希望能够看到一些跨领域的设计思路,比如如何在低功耗设计中兼顾SI/PI,或者如何在射频前端设计中考虑电源完整性。

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书的质量还可以,慢慢看吧!

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这本书写的,相对在国内算不错的书,就是所有仿真能使用一个软件就最好了。

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