基於Cadence Allegro的FPGA高速闆卡設計(電子工程師成長之路) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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羅新林林超文周佳輝... 編

圖書標籤:

• FPGA
• 高速電路設計
• Cadence Allegro
• PCB設計
• 信號完整性
• 電源完整性
• 電子工程
• 闆卡設計
• 工程師成長
• 實戰案例

店鋪： 博庫網旗艦店

齣版社： 電子工業

ISBN：9787121341120

商品編碼：29489816212

開本：16

齣版時間：2018-05-01

基本信息

• 商品名稱：基於Cadence Allegro的FPGA高速闆卡設計(電子工程師成長之路)
• 作者：編者:羅新林//林超文//周佳輝
• 定價：79
• 齣版社：電子工業
• ISBN號：9787121341120

其他參考信息（以實物為準）

• 齣版時間：2018-05-01
• 印刷時間：2018-05-01
• 版次：1
• 印次：1
• 開本：16開
• 包裝：平裝
• 頁數：356
• 字數：595韆字

內容提要

羅新林、林超文、周佳輝主編的《基於Cadence Allegro的FPGA高速闆卡設計(電子工程師成長之路) 》以Cadence公司目前的主流版本Allegro16.6工具為 基礎，詳細介紹瞭基於FPGA的高速闆卡PCB設計的整 個流程。其中的設計方法和設計技巧*是結閤瞭筆者 多年的設計經驗。全書共18章，主要內容除瞭介紹軟 件的一些基本操作和技巧外，還包括高速PCB設計的 精華內容，如層疊阻抗設計、高速串行信號的處理、 射頻信號的PCB設計、PCIe的基礎知識及其金手指的 設計要求，特彆是在規則設置方麵結閤案例做瞭具體 的分析和講解。
     本書結閤具體的案例展開，其內容旨在告訴讀者 如何去做項目，每個流程階段的設計方法是怎樣的， 哪些東西該引起我們的注意和重視，一些重要的模塊 該如何去處理等。結閤實際的案例，配閤大量的圖錶 示意，並配備實際操作視頻，力圖針對該闆卡案例， 以*直接、簡單的方式，讓讀者*快地掌握其中的設 計方法和技巧，因此實用性和專業性**強。
     書中的技術問題及後期推齣的一係列增值視頻， 會通過論壇（www.dodopcb.com)進行交流和公布，讀 者可交流與下載。
     本書適用於科研和研發部門電子技術人員及相關 科技人員參考，也可以作為高等院校相關專業的教學 參考書。
    

作者簡介

羅新林 深圳市英達維諾電路科技股份有限公司廣州設計部經理。EDA設計智匯館（www.pcbwinner.com)**講師。在PCB設計方麵有著10年的設計經驗，在硬件互連設計和PCB仿真領域有著自己獨到的設計方法和理念。精通Cadence、PADS、AD、HyperLynx、Sigrity等多種PCB設計與仿真工具。帶領廣州分公司團隊長期奮戰在PCB設計與仿真一綫崗位，涵蓋的設計包括計算機通信産品、多媒體産品、醫療儀器設備、交通運輸設備、數碼消費類産品等，有著豐富的設計與仿真經驗。
  林超文 深圳市英達維諾電路科技股份有限公司創始人兼首席技術官。EDA設計智匯館（www.pcbwinner.com)首席講師。在硬件互連設計領域有18年的管理經驗，精通Cadence、Mentor、PADS、AD、HyperLynx等多種PCB設計與仿真工具。擔任IPC中國PCB設計師理事會會員，推動IPC互連設計技術與標準在中國的普及；長期帶領公司的PCB設計團隊攻關軍工、航天、通信、工控、醫療、芯片等領域的高精尖設計與仿真項目。齣版多本EDA書籍，係列書籍被業界人士稱為“高速PCB設計寶典”。
  周佳輝 深圳市英達維諾電路科技股份有限公司深圳設計部經理。EDA設計智匯館（www.pcbwinner.com)**講師。精通Cadence、PADS等PCB設計軟件。具有豐富的PCB設計實戰經驗和工程經驗，為《PADS電路闆設計**手冊》、《PADS VX.2從零開始做工程之高速PCB設計》等書的作者。長期在多所高校舉辦高速PCB設計技術講座，廣受師生好評。 深圳市英達維諾電路科技股份有限公司成立於2016年5月，專注於硬件研發、高速PCB設計、SI/PI仿真、EMC設計整改、企業培訓、PCB製闆、SMT貼裝等服務。公司骨乾設計團隊具有10年以上研發經驗，具有係統設計、EMC、SI及DFM等成功設計經驗。超過2000款高速PCB設計項目，貼近客戶需求，以客戶滿意為工作準則。
  公司願景： 成為中國**的硬件外包設計服務商！ 戰略定位： 聯閤後端**製造資源，傾力打造業務高度集中的專纔型企業，為客戶提供專業精品服務。

目錄

第1章 網錶
1.1 OrCAD導齣Allegro網錶
1.2 Allegro 導入OrCAD網錶前的準備
1.3 Allegro導入OrCAD網錶
1.4 放置元器件
1.5 OrCAD導齣Allegro網錶常見錯誤解決方法
1.5.1 位號重復
1.5.2 未分配封裝
1.5.3 同一個Symbol中齣現Pin Number重復
1.5.4 同一個Symbol中齣現Pin Name重復
1.5.5 封裝名包含非法字符
1.5.6 元器件缺少Pin Number
1.6 Allegro導入OrCAD網錶常見錯誤解決方法
1.6.1 導入的路徑沒有文件
1.6.2 找不到元器件封裝
1.6.3 缺少封裝焊盤
1.6.4 網錶與封裝引腳號不匹配
第2章 LP Wizard和Allegro創建封裝
2.1 LP Wizard的安裝和啓動
2.2 LP Wizard軟件設置
2.3 Allegro軟件設置
2.4 運用LP Wizard製作SOP8封裝
2.5 運用LP Wizard製作QFN封裝
2.6 運用LP Wizard製作BGA封裝
2.7 運用LP Wizard製作Header封裝
2.8 Allegro元件封裝製作流程
2.9 導齣元件庫
2.10 PCB上*新元件封裝
第3章 快捷鍵設置
3.1 環境變量
3.2 查看當前快捷鍵設置
3.3 Script的錄製與快捷鍵的添加
3.4 快捷鍵的常用設置方法
3.5 skill的使用
3.6 Stroke錄製與使用
第4章 Allegro設計環境及常用操作設置
4.1 User Preference常用操作設置
4.2 Design Parameter Editor參數設置
4.2.1 Display選項卡設置講解
4.2.2 Design選項卡設置講解
4.3 格點的設置
4.3.1 格點設置的基本原則
4.3.2 Allegro格點的設置方法及技巧
第5章 結構
5.1 手工繪製闆框
5.2 導入DXF文件
5.3 重疊頂、底層DXF文件
5.4 將DXF中的文字導入到Allegro
5.5 Logo導入Allegro
5.6 閉閤的DXF轉換成闆框

《FPGA高速信號完整性與電源完整性設計實戰》 內容簡介 本書旨在為電子工程師提供一套全麵、深入且貼閤實際項目需求的FPGA高速闆卡設計指南。本書的側重點在於解決在FPGA高速信號設計過程中普遍遇到的信號完整性（SI）和電源完整性（PI）兩大核心難題，通過理論與實踐相結閤的方式，幫助讀者構建對高速數字信號傳輸和穩定電源供應的深刻理解，從而有效避免設計中的潛在風險，提高産品性能和可靠性。 第一部分：高速信號完整性（SI）設計精要 本部分將係統性地闡述FPGA高速信號設計中的關鍵概念、理論基礎以及實用的工程方法。 基礎理論迴顧與深化： 傳輸綫理論：深入講解均勻傳輸綫、非均勻傳輸綫、阻抗匹配、反射、駐波、串擾等核心概念。結閤實際PCB走綫幾何結構（綫寬、綫距、介質層厚度、介電常數等），詳細分析這些參數如何影響傳輸綫的特性阻抗和傳播延遲。 時域反射（TDR）與眼圖分析：介紹TDR在測量PCB阻抗、查找不連續點（如過孔、連接器）的重要性，並詳細講解眼圖的構成、關鍵指標（抖動、裕度、噪聲）及其與信號質量的關聯。 損耗分析：區分瞭導體損耗（集膚效應、錶麵粗糙度）和介質損耗，並解釋它們隨頻率變化的規律。提供計算和估算損耗的方法，以及在不同材料（如FR4, Rogers等）下的損耗特性差異。 串擾（Crosstalk）：深入剖析近端串擾（NEXT）和遠端串擾（FEXT）的成因，分析相鄰走綫間距、長度、耦閤區域、信號頻率和驅動端/接收端特性對串擾的影響。 FPGA信號完整性設計考量： FPGA I/O模型與仿真：講解FPGA的內部I/OBuffer模型（如LVDS, HSTL, SSTL等），如何從FPGA器件手冊中提取I/O參數（如驅動強度、輸齣阻抗、內部終端電阻等），並介紹FPGA供應商提供的SI仿真工具（如Xilinx的IBIS Models/Vivado SI Tools, Intel的IBIS/Signal Integrity Designer等）的使用方法。 PCB走綫設計規則： 阻抗控製：詳細介紹如何根據FPGA I/O標準、傳輸速率和PCB工藝能力，精確計算和設計控製阻抗的走綫（單端、差分）。講解差分阻抗的計算與PCB疊層設計之間的關係，以及差分對的等長、等延時設計原則。 信號完整性注意事項：包括走綫長度限製、轉角處理（避免銳角）、接地平麵連續性、旁路電容布局、過孔設計（關鍵點：過孔的電感效應、過孔的阻抗不連續性、過孔的信號路徑優化）、back-drilling技術等。 封裝與連接器影響：分析FPGA封裝（如BGA）內部布綫、焊球引腳的寄生效應，以及連接器（如PCIe連接器、SFP/QSFP接口、高速背闆連接器等）的SI設計考量，包括連接器選型、引腳分配、差分對布綫策略。 高速信號鏈仿真與驗證： IBIS模型建模與使用：講解IBIS（Input Output Buffer Information Specification）模型的概念、內容及其在SI仿真中的作用。介紹如何獲取和使用IBIS模型，以及在SI仿真軟件（如HyperLynx, ADS, Sigrity等）中搭建仿真環境。 端到端仿真流程：詳細描述從PCB設計文件導入、模型庫配置、激勵源設置、仿真運行到結果分析的全流程。重點講解如何通過仿真預測眼圖、抖動、眼高、眼寬、串擾等關鍵指標，以及如何根據仿真結果優化PCB布局布綫。 EMI/EMC初步考量：簡要介紹高速信號傳輸過程中産生的電磁乾擾（EMI）和易受電磁乾擾（EMC）的影響，以及在SI設計中應考慮的初步EMI/EMC優化措施，如差分走綫、良好的接地、濾波等。 實際案例分析與常見問題： 針對DDRx內存接口、PCIe接口、以太網接口、QSFP/SFP光模塊接口等典型高速接口，分析其SI設計中的難點和解決方案。 匯總分析高速信號設計中常見的SI問題（如過度的反射、不滿足要求的眼圖、過大的串擾、時序違例等），並提供具體的調試和優化思路。 第二部分：FPGA電源完整性（PI）設計實戰 本部分將聚焦於FPGA及其外圍器件的供電設計，強調電源的穩定性和純淨度對高速電路性能的關鍵作用。 FPGA功耗分析與電源需求： FPGA靜態與動態功耗：講解FPGA的靜態功耗（漏電功耗）和動態功耗（開關功耗）的構成。分析不同FPGA型號、工作電壓、時鍾頻率、邏輯利用率、I/O速率對總功耗的影響。 DC-DC轉換器與LDO選型：根據FPGA的供電需求（電壓、電流、紋波要求、瞬態響應），講解如何選擇閤適的DC-DC轉換器（降壓/升壓/降壓-升壓）和綫性穩壓器（LDO）。介紹不同拓撲的優缺點、效率、紋波、噪聲特性。 電源軌設計：闡述FPGA通常需要的多組供電軌（如VCCINT, VCCBRAM, VCCADC, VCCIO, VCCAUX, VCCPD等）及其各自的電壓、電流、紋波要求。 電源網絡（PDN）設計與仿真： PCB疊層與電源平麵：講解PCB疊層中電源平麵和地平麵的設計原則，包括電源平麵連續性、去耦策略、平麵諧振等。分析不同形狀和大小的電源平麵對阻抗特性的影響。 去耦電容設計： 理論基礎：深入講解去耦電容在抑製電源噪聲、提供瞬態電流時的作用。分析電容的ESR（等效串聯電阻）和ESL（等效串聯電感）對其去耦性能的影響。 選型與布局：提供選擇不同容值（高頻、中頻、低頻）和類型（陶瓷、鉭電容）電容的指導。講解去耦電容的“Golden Triangle”（靠近FPGA VCC引腳、靠近IC的電源引腳、靠近電源輸齣端）布局原則，以及如何根據FPGA的電源引腳分布閤理布置去耦電容。 仿真分析：介紹如何使用PDN分析工具（如HyperLynx PI, Sigrity PI, ADS PI等）進行阻抗仿真，預測PDN的阻抗麯綫，並評估去耦電容網絡的有效性。 電源濾波設計：講解何時需要額外的電源濾波，以及常用濾波器件（如磁珠、電感）在不同場景下的應用。 瞬態響應與電壓跌落（IR Drop）分析： 瞬態電流需求：分析FPGA在高速切換時産生的瞬態電流變化，以及這對電源電壓穩定性的影響。 IR Drop分析：介紹IR Drop的成因（PCB走綫、過孔、連接器等産生的直流壓降）以及對FPGA性能的影響。講解如何使用IR Drop分析工具（集成在SI/PI仿真軟件中或獨立工具）來估算電源網絡各點的電壓，並提齣優化建議（如增加銅厚、拓寬電源走綫、優化過孔、改進電源連接等）。 電源完整性仿真與驗證： 仿真流程：詳細描述PDN阻抗仿真、IR Drop仿真、瞬態響應仿真的步驟。 結果解讀與優化：如何根據仿真結果判斷電源網絡的性能是否滿足要求，並提齣具體的PCB布局布綫優化方案。 實際測量與調試：介紹在實際硬件上測量電源紋波、噪聲、瞬態響應的方法，以及利用示波器、頻譜分析儀等工具進行調試。 實際案例分析與常見問題： 分析DDRx內存、高速ADC/DAC、PHY芯片等外圍器件的PI設計考量。 匯總分析高速闆卡設計中常見的PI問題（如電源噪聲過大、瞬態響應差、IR Drop嚴重、導緻FPGA不穩定或誤動作等），並提供調試和優化思路。 第三部分：FPGA高速闆卡設計流程與實踐 本部分將結閤前兩部分的內容，係統性地梳理FPGA高速闆卡設計的完整流程，並提供實用的工程經驗和技巧。 項目立項與需求分析： 高速接口需求梳理（如PCIe Gen4/5, DDR5, 100G/400G以太網等）。 功耗、散熱、成本、尺寸等約束條件分析。 FPGA器件選型考量（邏輯資源、性能、封裝、電源要求、I/O能力）。 方案設計與原理圖繪製： 高速接口電路設計（SERDES配置、時鍾域規劃、復位、配置接口）。 電源係統架構設計。 關鍵外圍器件選型與接口匹配。 FPGA引腳分配策略（兼顧SI, PI, EMI, 散熱）。 PCB布局布綫綜閤考量： 整體布局原則：信號流嚮、電源流嚮、熱流嚮、功能模塊劃分、屏蔽與隔離。 高速信號布綫：差分對處理、蛇形綫應用（用於延時匹配）、參考平麵選擇、避免寄生參數。 電源網絡布局：DC-DC/LDO位置、去耦電容布局、電源走綫寬度與路徑。 FPGA的SI/PI/EMI協同優化：講解如何在同一份PCB設計中，平衡SI, PI, EMI以及散熱等多種需求。 仿真與驗證： SI/PI仿真在設計流程中的應用時機和重要性。 時序仿真與靜態時序分析（STA）的結閤。 EMI/EMC初步評估。 生産製造與可測試性設計（DFT）： PCB可製造性（DFM）考量，特彆是阻抗控製、疊層精度。 高速連接器、BGA封裝的焊接工藝要求。 JTAG/Boundary Scan在闆級測試中的應用。 可測試點（Test Point）規劃。 硬件調試與性能優化： 上電時序與電壓檢查。 高速信號眼圖測量與分析。 電源噪聲與瞬態響應測量。 FPGA功能驗證與性能調優。 問題定位與調試方法。 FPGA設計實例剖析（選擇1-2個典型案例，如高帶寬數據采集卡、高性能通信模塊等）： 詳細講解這些案例在SI/PI設計上的具體挑戰和解決方案。 展示從概念到成品的設計過程。 本書特色 理論聯係實際：緊密結閤實際工程項目需求，避免純理論的枯燥闡述，強調解決方案的可操作性。 注重仿真工具應用：詳細介紹主流的SI/PI仿真軟件的使用方法，指導讀者如何通過仿真來指導設計並預測潛在問題。 典型接口案例分析：深入剖析FPGA高速應用中常見的接口（如DDR, PCIe, Ethernet等）的設計難點與對策。 係統化知識體係：從基礎理論到高級技巧，再到整體設計流程，構建一套完整的高速FPGA闆卡設計知識體係。 工程師成長路徑：本書不僅教授技術，更旨在幫助電子工程師逐步提升在高速設計領域的專業能力和解決復雜問題的素養，助力職業發展。 本書適閤具有一定數字電路基礎、熟悉FPGA開發流程，但希望在高速信號和電源完整性設計方麵獲得係統性提升的電子工程師、硬件工程師、嵌入式係統開發者以及相關專業的學生。

評分☆☆☆☆☆

我是一名剛入行的電子工程師，雖然學校裏學瞭一些基礎知識，但在實際工作中，尤其是涉及到FPGA和高速PCB設計時，還是感到力不從心。市麵上關於FPGA的書籍很多，但很多都偏嚮於理論，或者隻講解FPGA的開發語言和邏輯設計，很少能深入到PCB設計的層麵，特彆是高速設計的細節。這本書的齣現，感覺像是為我量身定做的。我特彆希望它能幫助我理解PCB Layout中的“道道”，比如如何閤理地劃分電源域，如何處理地綫，以及如何設計閤適的過孔和過孔陣列，這些都是我目前比較薄弱的環節。而且，Allegro這個軟件本身功能非常強大，但也非常復雜，我一直想找到一本能係統講解Allegro在高速PCB設計中具體操作方法的書，從原理圖導入到PCB編輯，再到後期的DRC檢查和Gerber輸齣，最好能有一套完整的流程。如果這本書能做到這一點，那對我來說，價值就太大瞭。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本書，我最先被吸引的是它直指核心的標題。“基於Cadence Allegro的FPGA高速闆卡設計”，這直接點齣瞭當今電子産品設計中最具挑戰性的幾個關鍵點：FPGA的復雜性、高速信號的嚴苛要求，以及EDA工具的精通度。我是一名有幾年工作經驗的工程師，在設計一些中低速闆卡時還算得心應手，但最近接觸到的幾個項目，都涉及到高性能FPGA和GHz級彆的信號，這讓我深感壓力。我希望這本書能夠提供一些關於“高速”的真正含義，不僅僅是字麵上的速度，而是它背後的物理原理和設計原則。比如，如何有效地管理阻抗、如何控製串擾、如何優化時序，以及如何進行實際的信號完整性仿真和驗證。而且，Allegro作為一款強大的EDA軟件，它的每一項功能都有其深刻的意義，我希望這本書能夠帶我深入瞭解Allegro在這些高速設計場景下的具體應用，讓我能夠更有效地利用它來解決實際問題。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的第一印象是它真的很有“厚度”，從紙張的質感到整體的排版，都透露著一種專業和嚴謹。翻開目錄，看到那些章節標題，比如“高速信號布綫策略”、“差分對處理技巧”、“關鍵器件的選型與布局”等等，我就知道這絕對是一本硬核的技術讀物。我最近正在負責一個項目，需要用到一些高性能FPGA，但由於經驗不足，在高速信號的布綫和阻抗匹配上遇到瞭不少難題，經常在仿真和實際測試之間來來迴迴，花費瞭大量的時間和精力。我希望這本書能夠提供一些係統性的解決方案，不僅僅是理論上的講解，更希望能有具體的步驟和參數設置的建議，最好還能配上一些原理圖和PCB圖的示例，這樣我纔能對照著學習和實踐。而且，“高速闆卡設計”這個主題本身就充滿瞭挑戰，需要對很多物理現象有深入的理解，比如趨膚效應、鄰近效應等等，我期待書中能用清晰易懂的方式解釋這些復雜的概念，並給齣實際的規避措施。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計倒是挺吸引人的，那種硬核的科技感撲麵而來，一看就不是那種花裏鬍哨的讀物。封麵的“基於Cadence Allegro的FPGA高速闆卡設計”幾個字，對於我這個在電子行業摸爬滾打瞭幾年的人來說，簡直就像是看到瞭救命稻草。我一直覺得FPGA的高速闆卡設計是這個領域裏最能體現工程師功底的地方，很多時候，細節決定成敗，而Allegro又是業界公認的強大EDA工具，所以，能在這本書裏找到關於Allegro在FPGA高速設計中的具體應用和技巧，我真的是期待值拉滿瞭。我尤其關注的是書中會不會深入講解PCB Layout的那些關鍵環節，比如信號完整性、電源完整性、EMC/EMI的設計考量，還有高密度互連（HDI）技術在高速設計中的應用。畢竟，做齣來的闆子能不能穩定運行，這些纔是核心。而且，書名裏還帶瞭“電子工程師成長之路”，這說明它不僅僅是技術手冊，可能還包含瞭一些經驗分享和職業發展的心得，這對我這個正處於瓶頸期的工程師來說，簡直太及時瞭。我希望這本書能提供一些實用的案例分析，讓我們能從中學到彆人的成功經驗，避免踩坑。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名給我一種“接地氣”的感覺，“電子工程師成長之路”這幾個字，一下子就拉近瞭與我的距離。我一直認為，技術書籍不應該隻是冷冰冰的知識堆砌，更應該包含一些作者的經驗和心得，分享他們在實際工作中遇到的挑戰以及如何剋服它們。我特彆關注書中會不會涉及到一些“避坑指南”，比如在設計過程中容易齣現哪些問題，以及如何提前預防，或者在齣現問題時，如何快速定位和解決。對於Allegro這個工具，我雖然用過一段時間，但總感覺自己隻是掌握瞭一些皮毛，很多高級的功能和技巧還沒有深入瞭解。我希望這本書能夠幫助我更精通Allegro，讓我在PCB設計中更加得心應手，比如如何高效地利用Allegro的約束管理器，如何進行復雜的差分對路由，以及如何進行PCB堆疊設計等等。