Cadence 16 6高速電路闆設計與仿真 機械工業齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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左昉李剛 著

圖書標籤:

• 高速電路闆設計
• PCB設計
• Cadence 16
• 信號完整性
• 電源完整性
• 電磁兼容性
• 仿真
• 機械工業齣版社
• 電子工程
• 電路設計

店鋪： 北京群洲文化專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111547327

商品編碼：29483491402

包裝：平裝-膠訂

齣版時間：2016-09-01

基本信息

書名：Cadence 16 6高速電路闆設計與仿真

定價：69.00元

作者：左昉李剛

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2016-09-01

ISBN：9787111547327

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝-膠訂

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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1）本書采用以實例跟隨理論的方式進行講解，從小處著手，層層遞進，結構明晰。2）本書配套【全程視頻講解及演示】，手把手教會讀者從基本的項目文件的創建、打開，到原理圖的設計，安裝闆的設計等完整的電路設計流程容。視頻環節15-20課時。方便電子電路設計愛好者及電路設計的工程技術人員自學。3）本書在每章中都安排瞭“操作實例”環節，係統地將點點相連的知識構架成網，理順設計思路，極大方便讀者進行自學和軟件實際操作。

內容提要

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本書以Cadence 16.6為平颱，介紹瞭電路的設計與仿真的相關知識。全書共分12章，內容包括Cadence基礎入門、原理圖庫、原理圖基礎、原理圖環境設置、元件操作、原理圖的電氣連接、原理圖的後續處理、仿真電路、創建PCB封裝庫、印製電路闆設計、布局和布綫。本書在介紹的過程中，作者根據自己多年的經驗及學習的心得，及時給齣瞭章節總結和相關提示，幫助讀者及時快捷地掌握所學知識。全書介紹詳實、圖文並茂、語言簡潔、思路清晰。本書可以作為大院校電子相關專業課程教材，也可以作為各種培訓機構培訓教材，同時也適閤電子設計愛好者作為自學輔導書。隨書配送的多功能學習光盤包含全書實例的源文件素材和實例同步講解動畫，同時為方便老師備課精心製作瞭多媒體電子教案。

目錄

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前言章Cadence基礎入門1.1電路總體設計流程1.2Cadence軟件平颱介紹1.2.1OrCAD Capture CIS工作平颱1.2.2Design Entry HDL工作平颱1.2.3Library Exploer工作平颱1.2.4Allegro Package工作平颱1.2.5SigXplorer工作平颱1.2.6Allegro PCB工作平颱1.3Cadence功能模塊1.4Cadence軟件新功能1.5電路設計分類第2章原理圖庫2.1元件庫概述2.2元件庫管理2.2.1打開“Place Part（放置元件）”麵闆2.2.2加載元件庫2.2.3卸載元件庫2.2.4新建元件庫2.3庫元件的繪製2.3.1新建庫元件2.3.2繪製庫元件外形2.3.3添加引腳2.3.4編輯引腳2.3.5繪製含有子部件的庫元件2.4庫文件管理器2.4.1庫管理工具2.4.2按照菜單命令創建庫文件2.4.3按照嚮導創建庫文件2.4.4手動創建庫文件2.4.5Library Explorer圖形窗口2.4.6添加元件2.5元件庫編輯器2.5.1啓動元件編輯器2.5.2編輯器窗口2.5.3環境設置2.6庫元件的創建2.6.1新建元件2.6.2復製元件2.6.3添加元件引腳2.6.4創建元件輪廓2.6.5編譯庫元件2.6.6查找元件2.7操作實例第3章原理圖基礎3.1原理圖功能簡介3.2項目管理器3.3原理圖分類3.3.1平坦式電路3.3.2層次電路3.3.3仿真電路3.4創建原理圖3.4.1創建平坦式電路3.4.2創建層次電路3.4.3創建仿真電路3.4.4更改文件類型3.4.5原理圖基本操作3.5電路原理圖的設計步驟第4章原理圖環境設置4.1原理圖圖紙設置4.2配置係統屬性4.2.1顔色設置4.2.2格點屬性4.2.3設置縮放窗口4.3設計嚮導設置第5章元件操作5.1放置元件5.1.1搜索元件5.1.2放置元件5.2對象的操作5.2.1調整元件位置5.2.2元件的復製和刪除5.2.3元件的固定5.3元件的屬性設置5.3.1屬性設置5.3.2參數設置5.3.3外觀設置5.3.4自動編號5.3.5反嚮標注第6章原理圖的電氣連接6.1原理圖連接工具6.2元件的電氣連接6.2.1導綫的繪製6.2.2總綫的繪製6.2.3總綫分支綫的繪製6.2.4自動連綫6.2.5放置手動連接6.2.6放置電路端口6.2.7放置頁間連接符6.2.8放置圖錶符6.2.9放置圖樣入口6.2.10放置電源符號6.2.11放置接地符號6.2.12放置網絡標簽6.2.13放置不連接符號6.3繪圖工具6.3.1繪製直綫6.3.2繪製多段綫6.3.3繪製矩形6.3.4繪製橢圓6.3.5繪製橢圓弧6.3.6繪製圓弧6.3.7繪製貝塞爾麯綫6.3.8放置文本6.3.9放置圖片6.4操作實例6.4.1抽水機電路6.4.2監控器電路6.4.3電源開關電路設計6.4.4串行顯示驅動器PS7219及單片機的SPI接口6.4.5存儲器接口電路6.4.6聲控變頻器電路6.4.7掃描特性電路第7章原理圖的後續處理7.1設計規則檢查7.2報錶輸齣7.2.1生成網絡錶7.2.2元器件報錶7.2.3交叉引用元件報錶7.2.4屬性參數文件7.3打印輸齣7.3.1設置打印屬性7.3.2打印區域7.3.3打印預覽7.3.4打印7.4操作實例第8章仿真電路8.1電路仿真的基本概念8.2電路仿真的基本方法8.2.1仿真電路步驟8.2.2仿真原理圖電路8.3仿真分析參數設置8.3.1直流分析（DC Sweep）8.3.2交流分析（AC Sweep/Noise）8.3.3噪聲分析（Noise Analysis）8.3.4瞬態分析(Time Domain(Transient))8.3.5傅裏葉分析(Time Domain(Transient))8.3.6靜態工作點分析（Bias Point）8.3.7濛特卡羅分析（Monte Carlo Analysis）8.3.8壞情況分析（Worst-Case/Sensitive）8.3.9參數分析（Parameter Sweep）8.3.10溫度分析（Temperature（Sweep））8.4仿真信號第9章創建PCB封裝庫9.1封裝的基本概念9.1.1常用封裝介紹9.1.2封裝文件9.2焊盤設計9.2.1焊盤分類9.2.2焊盤設計原則9.2.3焊盤編輯器9.3封裝設計9.3.1設置工作環境9.3.2使用嚮導建立封裝零件9.3.3手動建立零件封裝9.4操作實例0章印製電路闆設計10.1印製電路闆概述10.1.1印製電路闆的概念10.1.2PCB設計流程10.2設計參數設置10.3建立電路闆文件10.3.1使用嚮導創建電路闆10.3.2手動創建電路闆10.4電路闆物理結構10.4.1圖樣參數設置10.4.2電路闆的物理邊界10.4.3編輯物理邊界10.4.4放置定位孔10.5環境參數設置10.5.1設定層麵10.5.2設置柵格10.5.3顔色設置10.5.4闆約束區域10.6在PCB文件中導入原理圖網絡錶信息1章布局11.1添加Room屬性11.2擺放封裝元件11.2.1元件的手工擺放11.2.2元件的快速擺放11.3基本原則11.4自動布局11.53D效果圖11.6覆銅11.6.1覆銅分類11.6.2覆銅區域11.6.3覆銅參數設置11.7PCB設計規則2章布綫12.1基本原則12.2布綫命令12.2.1設置柵格12.2.2手動布綫12.2.3設置自動布綫的規則12.2.4自動布綫12.2.5PCB Router布綫器12.3補淚滴12.4電路闆的輸齣12.4.1報錶輸齣12.4.2生成鑽孔文件12.4.3製造數據的輸齣12.5操作實例12.5.1音樂閃光燈電路PCB設計12.5.2晶體管電路PCB設計附錄Cadence軟件的安裝參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《高速電路闆設計與仿真：原理、實踐與前沿技術》 一、 導言：駕馭信號的藝術 在現代電子設備的飛速發展中，電路闆設計早已不再是簡單的元件堆疊。尤其是當信息傳輸速率達到GHz級彆，電路闆便從單純的載體演變為至關重要的信號通路。設計並成功仿真一款高性能、高可靠性的高速電路闆，是一項集理論、實踐與創新於一體的復雜工程。本書旨在為讀者提供一套全麵、深入且極具操作性的高速電路闆設計與仿真指南，涵蓋從基礎原理到前沿技術的各個方麵，幫助工程師們在信號完整性（SI）、電源完整性（PI）、電磁兼容性（EMC）以及熱設計等關鍵領域構建堅實的知識體係，從而在復雜的工程挑戰中遊刃有餘，創造齣性能卓越的電子産品。 二、 核心原理：理解信號的行為 高速信號的行為遠非理想情況下的數學模型所能完全描述。信號在電路闆上傳播時，會受到諸如阻抗不匹配、串擾、反射、損耗、電源噪聲等多種因素的影響，這些因素共同構成瞭信號完整性問題。因此，理解這些物理現象的根源是進行高速電路闆設計的前提。 1. 傳輸綫理論：本書將深入剖析微帶綫、帶狀綫等常見傳輸綫的特性阻抗、傳播延遲、損耗（介質損耗和導體損耗）等關鍵參數的計算與影響。我們將詳細講解如何通過閤理的PCB層疊設計、走綫寬度、間距以及參考平麵的選擇來控製傳輸綫的阻抗，從而最大限度地減少信號反射。 2. 信號反射與迴流路徑：反射是高速信號的“敵人”。本書將深入分析信號在端接不良、阻抗突變點處的反射現象，並重點闡述信號迴流路徑的重要性。我們將解釋為何信號總會尋找最短的迴流路徑，以及不連續的迴流路徑如何導緻EMI和信號失真，並提供有效的處理方案，如保持良好的參考平麵連續性、避免過孔跨分割區域等。 3. 串擾（Crosstalk）：當相鄰信號綫之間的耦閤強度過大時，就會産生串擾，導緻信號電壓波動，甚至引起誤觸發。本書將從電感和電容耦閤的角度，詳細講解串擾的産生機製，並提供多種抑製串擾的策略，包括增加走綫間距、改變走綫方嚮、使用差分走綫、閤理布局以及考慮屏蔽等。 4. 損耗：在高頻下，介質損耗和導體損耗都會顯著衰減信號幅度。本書將分析不同PCB材料在高頻下的介電常數和損耗因子，以及導體錶麵粗糙度對導體損耗的影響。我們將指導讀者如何根據信號頻率和傳輸距離選擇閤適的PCB基材，並優化走綫設計以降低損耗。 5. 電源完整性（PI）：高速電路的正常工作離不開穩定可靠的電源。電源完整性是指電源分配網絡（PDN）為芯片提供穩定電壓的能力。本書將深入探討PDN的寄生參數（電感、電阻、電容），以及它們如何影響電壓紋波和瞬態響應。我們將講解如何通過優化的去耦電容選型與布局、閤理的電源/地平麵設計、以及考慮片上封裝的封裝寄生參數來確保PDN的低阻抗特性，滿足芯片的高速供電需求。 6. 電磁兼容性（EMC）：高速電路闆往往是潛在的電磁乾擾源和敏感體。本書將從輻射和傳導兩個方麵，深入分析高速電路闆産生EMI的機理，如環路麵積效應、過孔輻射、封裝輻射等，並探討外部EMI如何影響電路的正常工作。我們將提供一係列的EMC設計原則和實踐技巧，包括良好的接地設計、濾波技術、屏蔽設計、以及對PCB布局布綫中EMI關鍵點的控製。 三、 實踐技巧：從理論到工程 理論知識是基礎，但隻有將其轉化為具體的工程實踐，纔能真正解決實際問題。本書將結閤豐富的實例，詳細闡述高速電路闆設計的各個環節，提供可操作的解決方案。 1. PCB層疊設計：層疊結構是高速電路闆設計的基石。本書將詳細介紹不同類型的層疊方案，如2-4-2、4-4-4等，並分析不同層疊結構在阻抗控製、迴流路徑、信號隔離以及EMC性能上的優劣。我們將指導讀者如何根據電路的性能需求、成本以及製造工藝來選擇和優化層疊結構。 2. 阻抗匹配與控製：精確的阻抗匹配是保證信號完整性的關鍵。本書將詳細講解如何根據傳輸綫類型、PCB材料特性以及PCB製造公差，利用PCB廠商提供的阻抗計算工具或軟件進行阻抗計算和控製。我們將重點關注單端阻抗和差分阻抗的控製方法，以及在不同連接器、器件封裝處的阻抗匹配處理。 3. 差分信號設計：隨著數據速率的提高，差分信號因其抗乾擾能力強、輻射低的優勢被廣泛應用。本書將深入分析差分信號的特性，包括差模信號、共模信號以及差模阻抗。我們將詳細講解差分走綫的設計規則，如綫寬、綫距、長度匹配、對稱性等，並提供在各種場景下（如PCIe、USB、HDMI等接口）的差分信號設計指南。 4. 高速器件的布局與布綫：高速器件（如FPGA、CPU、高速SerDes等）的引腳密集、時序要求苛刻。本書將提供針對這些關鍵器件的布局布綫策略，包括信號的輸入/輸齣規劃、時鍾網絡的布局、電源域的劃分、以及高速信號的優先布綫原則。我們將強調在布局時考慮信號長度、走綫路徑以及與關鍵器件的相對位置。 5. 過孔的設計與優化：過孔雖然是連接多層PCB的必要結構，但其寄生電感和電容卻可能成為高速信號的“陷阱”。本書將分析過孔的寄生效應，並提供優化的過孔設計技術，如迴流過孔、盲/埋孔的使用、以及對信號路徑上過孔數量的控製。 6. 時鍾和復位信號的設計：時鍾信號是高速電路的“心髒”，其抖動和串擾直接影響係統的時序穩定性。本書將詳細闡述時鍾信號的布局布綫原則，如短、直、隔離，以及如何處理時鍾網絡的終端匹配。復位信號雖然不屬於高速信號，但其完整性對於係統啓動和穩定運行至關重要，本書也將提供相關的設計建議。 7. 高速連接器和綫纜的設計：高速信號的傳輸並非止於PCB。連接器和綫纜的性能同樣重要。本書將討論高速連接器的選型、端接以及PCB上的連接設計，並簡要介紹高速綫纜的特性和設計考量。 四、 仿真工具與方法：預見並解決問題 仿真在高速電路闆設計中扮演著至關重要的角色，它能夠幫助工程師在實際製闆前預測和解決潛在的問題，極大地降低瞭試錯成本。 1. 常用仿真軟件介紹：本書將介紹市場上主流的高速電路闆仿真軟件，如ANSYS SIwave、Altium Designer的仿真功能、Keysight ADS等。我們將簡要介紹這些軟件的特點、功能以及適用場景。 2. 信號完整性（SI）仿真：本書將詳細講解SI仿真的流程，包括模型提取、拓撲創建、激勵設置、仿真設置以及結果分析。我們將重點關注阻抗分析、眼圖分析、抖動分析、串擾分析等關鍵仿真任務，並提供如何解讀仿真結果並進行設計優化的指導。 3. 電源完整性（PI）仿真：PI仿真的核心在於分析PDN的阻抗特性。本書將講解如何進行PDN阻抗仿真，分析電壓紋波，並提供基於仿真結果的去耦電容優化和布局調整方案。 4. 電磁兼容性（EMC）仿真：EMC仿真可以幫助工程師在設計早期識彆潛在的EMI輻射源和敏感區域。本書將介紹EMC仿真的基本原理和常用分析方法，如近場和遠場分析，並提供如何通過仿真結果優化PCB設計以滿足EMC要求。 5. 熱仿真：在高性能電子設備中，散熱問題不容忽視。本書將簡要介紹熱仿真的原理和應用，並說明如何在仿真中評估關鍵器件和PCB的溫度分布，以及如何基於熱仿真結果進行散熱設計。 6. 模型提取與準確性：仿真結果的準確性很大程度上依賴於輸入模型的準確性。本書將討論模型提取的各種方法，包括S參數、IBIS模型、以及PCB寄生參數的提取，並強調如何保證模型的質量。 五、 前沿技術與發展趨勢 高速電路闆設計領域不斷湧現新的技術和挑戰。本書將引導讀者瞭解當前的發展趨勢。 1. 更高的數據速率：隨著5G、AI、自動駕駛等技術的快速發展，對數據傳輸速率的要求不斷提高，推動著PCB材料、連接技術以及封裝技術的發展。 2. 先進的封裝技術：SIP（System in Package）、POP（Package on Package）等先進封裝技術對PCB設計提齣瞭新的挑戰，需要考慮封裝與PCB之間的互連性能。 3. AI在PCB設計中的應用：人工智能在PCB布局布綫、優化設計等方麵展現齣巨大的潛力，本書將簡要探討AI在PCB設計流程中的未來應用。 4. 智能製造與可製造性設計（DFM）：隨著PCB製造工藝的進步，可製造性設計變得愈發重要，如何在設計中充分考慮製造能力，是實現高性能和低成本的關鍵。 六、 結論：成為卓越的PCB設計者 《高速電路闆設計與仿真：原理、實踐與前沿技術》不僅僅是一本技術手冊，更是一本賦能讀者解決復雜工程問題的指南。通過本書的學習，讀者將能夠： 深刻理解高速信號在PCB上傳播的物理原理。 掌握一套係統的高速電路闆設計流程和關鍵技術。 熟練運用仿真工具進行設計驗證和問題分析。 具備解決實際工程項目中信號完整性、電源完整性、EMC和熱設計等挑戰的能力。 緊跟行業前沿，為未來的技術發展做好準備。 本書適閤所有從事高速電路闆設計的工程師、技術人員，以及對相關領域感興趣的在校學生和研究人員。願本書成為您在駕馭信號的藝術道路上，一本不可或缺的得力助手。

評分☆☆☆☆☆

我剛入行那會兒，麵對高速設計的各種規範和術語，感覺就像一頭霧水，市麵上很多參考書要麼過於理論化，公式堆砌得讓人望而卻步，要麼就是過於淺嘗輒止，隻停留在軟件界麵的介紹上。直到我接觸到這本機械工業齣版社的版本，纔感覺找到瞭對癥良藥。它的語言風格非常注重工程實踐的落地性，即便是對於像我這樣背景略偏弱的工程師，也能通過大量的實戰案例圖文並茂地理解復雜的概念。比如，書中對差分對的阻抗控製和布綫約束的描述，簡直是教科書級彆的範本，它清晰地展示瞭如何平衡層疊結構、介質損耗和綫寬/間距之間的微妙關係。更值得稱贊的是，它對 Cadence 16.6 版本的特定功能做瞭詳盡的講解，而不是泛泛而談；對於 3D 場解算器（Allegro PCB Designer’s SI tools）的使用技巧、約束管理器的精細化設置，都有非常詳盡的步驟分解，確保讀者能夠一步步將理論知識轉化為可執行的設計方案。

評分☆☆☆☆☆

這本《Cadence 16.6 高速電路闆設計與仿真》的書簡直是高速設計領域的聖經，尤其是對於我們這些在PCB領域摸爬滾打多年的老兵來說，很多睏惑和技術難點，它都給齣瞭非常清晰和實用的解決方案。我記得有一次我們在處理一個超高密度、多層闆的信號完整性問題時，仿真結果總是和實際測試對不上，搞得團隊焦頭爛額。翻閱這本書的章節，特彆是關於電磁場耦閤和串擾分析的那一部分，書中詳細闡述瞭如何精確設置邊界條件、選擇閤適的仿真模型以及如何解讀那些復雜的S參數矩陣。它不僅僅是羅列瞭軟件操作步驟，更深入地探討瞭背後的物理原理，讓你明白“為什麼”要這麼設置，而不是盲目跟隨。那種從原理到實踐的無縫銜接，對於提升設計魯棒性有著立竿見影的效果。書中對 PDN（電源分配網絡）的設計部分也極為透徹，講解瞭去耦電容的選型、布局的黃金法則，以及如何通過仿真來驗證其阻抗麯綫是否符閤設計規範，對於降低功耗噪聲和確保芯片穩定運行至關重要。它真正做到瞭“授人以漁”，讓讀者在掌握工具的同時，也煉就瞭火眼金睛，能夠預判設計中的潛在風險。

評分☆☆☆☆☆

這本書對於經驗豐富的工程師來說，也有著不可替代的價值，主要體現在其對“邊界條件”和“模型準確性”的強調上。在當前越來越先進的工藝節點下，哪怕是微小的設計偏差，都會在數十GHz的頻率下被放大成災難性的結果。這本書深入剖析瞭 IBIS-AMI 模型的正確導入和驗證流程，特彆是在處理高速串行接口如 PCIe 或 DDR 時，如何處理抖動（Jitter）和眼圖的裕量分析。我發現它對不同封裝類型（如 BGA、QFN）的封裝寄生參數提取和建模方法有獨到的見解，這直接關係到仿真結果與實際 PCB 性能的貼閤程度。過去我們總是在仿真和實闆測試之間來迴拉扯，這本書提供的係統化方法論，幫助我們將仿真精度提升到瞭一個全新的高度，極大地縮短瞭産品開發周期，因為它有效降低瞭首件成功率的風險。

評分☆☆☆☆☆

從閱讀體驗上來說，這本書的編排邏輯非常清晰，章節之間的過渡自然流暢，使得學習過程像是在解決一個復雜的工程項目。它沒有堆砌那些與核心高速設計無關的冗餘內容，而是緊緊圍繞著信號完整性（SI）、電源完整性（PI）以及電磁兼容性（EMC）三大支柱展開。特彆是關於 EMC 預設計的部分，書中提齣瞭許多前置的設計指導方針，比如地平麵分割的最佳實踐、敏感信號的屏蔽與隔離策略，這些在很多速成教程中往往被一帶而過的內容，它卻用瞭專門的篇幅進行詳盡的闡述。這體現瞭作者的嚴謹態度——真正的“高速設計”絕不僅僅是跑通信號，更要確保整個係統在復雜電磁環境下能夠穩定可靠地運行。對於希望將個人能力從“布綫工程師”提升到“係統級高速架構師”的讀者而言，這本書無疑是提供瞭一條堅實的路徑。

評分☆☆☆☆☆

我尤其欣賞這本書在維護和迭代知識方麵的深度。高速設計領域發展迅猛，新標準和新材料層齣不窮，但這本教材的結構設計非常穩健，它建立瞭一套核心的分析框架，這個框架可以很好地適應未來工具版本的升級。例如，它對於不同損耗模型（如導體損耗、介質損耗）在不同基材（FR4, Megtron, Rogers 等）上的影響對比分析，提供瞭非常詳盡的對比錶格和麯綫圖，這對於需要進行材料選型決策的項目組來說，是極具參考價值的“決策支持工具”。閱讀時，我能夠感受到作者並非隻是簡單地“翻譯”瞭軟件手冊，而是基於多年工程實踐的總結，提煉齣瞭一套高效的設計哲學。這種哲學層麵的引導，遠比單純的技術指導更有價值，它教會我們如何係統性地思考和解決那些看似棘手的問題，而不是僅僅依賴軟件的自動功能。