Cadence高速電路闆設計與實踐(第2版) 9787121298585 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
• 電子工程
• 實戰
• 信號完整性
• 電源完整性
• EMC
• 第2版
• 9787121298585

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121298585

商品編碼：29637606157

包裝：平裝

齣版時間：2016-09-01

基本信息

書名:Cadence高速電路闆設計與實踐(第2版)

定價：59.00元

售價：43.1元,便宜15.9元,摺扣73

作者:周潤景著

齣版社：電子工業齣版社

齣版日期：2016-09-01

ISBN：9787121298585

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頁碼：

版次：2

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

內容提要

本書以Cadence Allegro SPB 16.6軟件為基礎，從設計實踐的角度齣發，以具體電路為範例，以PCB設計流程為順序，由淺入深地介紹元器件建庫、原理圖設計、信號完整性設計、布局、布綫、規則設置、後處理等PCB設計的全過程。本書主要內容包括原理圖輸入、元器件數據集成管理環境的使用、PCB信號完整性設計基礎知識、PCB設計，以及後期電路設計處理需要掌握的各項技能等。無論是前端開發（原理圖設計），還是PCB設計、PCB布綫實體的架構，本書都有全麵詳細的講解，極具參考和學習價值。為便於讀者閱讀、學習，特提供本書範例的下載資源，請訪問yydz.phei..網站，到“資源下載”欄目下載。

目錄

章 Cadence Allegro SPB 16.6簡介
1.1 概述
1.2 功能特點
1.3 設計流程
第2章 Capture原理圖設計工作平颱
2.1 Design Entry CIS軟件功能介紹
2.2 原理圖工作環境
2.3 設置圖紙參數
2.4 設置打印屬性
第3章 製作元器件及創建元器件庫
3.1 OrCAD\\Capture元器件類型與元器件庫
3.2 創建新工程
3.3 創建復閤封裝元器件
3.4 創建其他元器件
習題
第4章 創建新設計
4.1 原理圖設計規範
4.2 Capture基本名詞術語
4.3 放置元器件
4.4 創建分級模塊
4.5 修改元器件序號與元器件值
4.6 連接電路圖
4.7 添加網絡組
4.8 標題欄的處理
4.9 添加文本和圖像
4.10 CIS抓取網絡元器件
習題
第5章 PCB設計預處理
5.1 編輯元器件的屬性
5.2 Capture到Allegro PCB Editor的信號屬性分配
5.3 建立差分對
5.4 Capture中總綫（Bus）的應用
5.5 元器件的自動對齊與排列
5.6 原理圖繪製後續處理
5.6.1 設計規則檢查
5.6.2 迴注（Back Annotation）
5.6.3 自動更新元器件或網絡的屬性
5.6.4 生成網絡錶
5.6.5 生成元器件清單和交互參考錶
5.6.6 元器件屬性參數的輸齣與輸入
習題
第6章 Allegro的屬性設置
6.1 Allegro的界麵介紹
6.2 設置工具欄
6.3 定製Allegro環境
6.4 定義和運行腳本
6.5 屬性參數的輸入與輸齣
習題
第7章 焊盤製作
7.1 基本概念
7.2 熱風焊盤的製作
7.3 貫通孔焊盤的製作
7.4 貼片焊盤的製作
第8章 元器件封裝的製作
8.1 封裝符號基本類型
8.2 集成電路封裝的製作
8.3 連接器（IO）封裝的製作
8.4 分立元器件（DISCRETE）封裝的製作
8.4.1 貼片式分立元器件封裝的製作
8.4.2 直插式分立元器件封裝的製作
8.4.3 自定義焊盤封裝製作
8.4.4 使用閤並Shape創建組閤幾何圖形
習題
第9章 PCB的建立
9.1 建立PCB
9.1.1 使用PCB嚮導（Board Wizard）建立4層PCB
9.1.2 建立PCB機械符號
9.2 建立Demo設計文件
9.3 輸入網絡錶
習題
0章 PCB設計基礎
10.1 PCB相關問題
10.2 地平麵與地跳躍
10.3 PCB的電氣特性
10.4 PCB布局/布綫注意事項
10.4.1 元器件的布局
10.4.2 PCB疊層設置
10.4.3 綫寬和綫間距
1章 設置設計約束
11.1 間距約束設置
11.2 物理規則設置
11.3 設定設計約束（Design Constraints）
11.4 設置元器件/網絡屬性
習題
2章 布局
12.1 規劃PCB
12.2 手工擺放元器件
12.3 按Room快速擺放元器件
12.4 原理圖與Allegro交互擺放
12.5 交換
12.6 排列對齊元器件
12.7 使用PCB Router自動布局
習題
3章 敷銅
13.1 基本概念
13.2 為平麵層建立形狀（Shape）
13.3 分割平麵
13.4 分割復雜平麵
習題
4章 布綫
14.1 布綫的基本原則
14.2 布綫的相關命令
14.3 定義布綫的格點
14.4 手工布綫
14.5 扇齣（Fanout By Pick）
14.6 群組布綫
14.7 自動布綫的準備工作
14.8 自動布綫
14.9 控製並編輯綫
14.9.1 控製綫的長度
14.9.2 差分布綫
14.9.3 添加T點
14.9.4 45°角布綫調整（Miter By Pick）
14.9.5 改善布綫的連接
14.10 優化布綫（Gloss）
習題
5章 後處理
15.1 重新命名元器件序號
15.2 迴注（Back Annotation）
15.3 文字麵調整
15.4 建立絲印層
15.5 建立孔位圖
15.6 建立鑽孔文件
15.7 建立Artwork文件
15.8 輸齣底片文件
15.9 瀏覽Gerber文件
習題
6章 Allegro其他高級功能
16.1 設置過孔的焊盤
16.2 更新元器件封裝符號
16.3 Net和X
16.4 技術文件的處理
16.5 設計重用
16.6 DFA檢查
16.7 修改env文件
習題
附錄A 使用LP Wizard自動生成元器件封裝
A.1 製作QFN封裝
A.2 製作BGA封裝

作者介紹

周潤景教授，中國電子學會高級會員，IEEE/EMBS會員，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設計與優化”等多項*、省部級科研項目負責人，主要從事模式識彆與智能係統、控製工程的研究與教學工作，具有豐富的教學與科研經驗。

文摘

序言

《高速PCB設計關鍵技術與案例解析》 內容簡介 在電子産品飛速發展的今天，高速電路闆設計已成為衡量一款産品性能和可靠性的核心指標之一。隨著信號傳輸速率的不斷攀升，傳統的PCB設計理念和方法已難以滿足日益嚴苛的技術要求。本書深入剖析瞭高速PCB設計過程中所麵臨的諸多關鍵挑戰，並提供瞭詳實的技術解決方案和實戰案例，旨在幫助工程師們掌握高效、可靠的高速PCB設計方法。 第一章：高速PCB設計概述 本章將首先界定高速PCB設計的範疇，闡述其與傳統PCB設計的根本區彆，並重點分析高速信號傳輸對PCB設計提齣的新要求，例如信號完整性（SI）、電源完整性（PI）、電磁兼容性（EMC）等。我們將探討這些因素如何相互影響，以及在設計早期階段就考慮這些問題的重要性。 1.1 高速PCB設計的定義與挑戰 區分高速與低速信號的界限 闡述信號速率提升帶來的物理學挑戰（集膚效應、趨膚效應、鄰近效應） 分析高密度互連（HDI）技術對高速信號的影響 介紹差分信號、串行總綫等高速接口的特性 1.2 信號完整性（SI）基礎 講解反射、串擾、損耗等SI問題的産生機理 介紹阻抗匹配、端接技術的重要性 分析過衝、下衝、振鈴等現象的成因與影響 初步介紹SI仿真的必要性 1.3 電源完整性（PI）基礎 闡述高頻噪聲對電源的影響 分析去耦電容的設計原則與選型 介紹電源分配網絡（PDN）的低阻抗設計理念 探討電源平麵、地平麵的設計要點 1.4 電磁兼容性（EMC）初步 講解PCB輻射源與敏感點 介紹PCB布局、布綫對EMC的影響 初步探討屏蔽、接地等EMC設計原則 第二章：信號完整性（SI）設計詳解 信號完整性是高速PCB設計中最核心的挑戰之一。本章將深入剖析信號完整性問題，並提供一係列行之有效的解決方案。我們將從理論齣發，結閤實際應用，詳細講解阻抗控製、匹配技術、串擾抑製、損耗控製等關鍵環節。 2.1 阻抗控製技術 講解微帶綫、帶狀綫等傳輸綫的阻抗特性 詳細介紹控製PCB層疊結構、綫寬、綫距、介質厚度、介電常數等參數對阻抗的影響 分析特定阻抗（例如50歐姆、100歐姆差分）的實現方法 介紹阻抗測試與驗證方法 2.2 匹配技術與端接 講解源端匹配、負載端匹配、串聯匹配、並聯匹配等不同匹配方式的原理與適用場景 分析各種端接電阻（如泰勒模型、AC端接、DC端接）的優缺點 提供基於電路拓撲和器件特性的端接策略選擇指南 2.3 串擾分析與抑製 深入分析同嚮串擾、異嚮串擾的産生機理 講解相鄰綫距、信號層與參考層間距、走綫方嚮等對串擾的影響 提供有效的串擾抑製技術，如差分對布綫、信號隔離、地綫屏蔽等 2.4 損耗分析與補償 講解介質損耗、導體損耗、迴流路徑損耗等各種損耗的來源 分析高頻介質材料的選擇對損耗的影響 介紹如何通過優化綫寬、減少彎摺、選擇低損耗材料等手段降低損耗 探討在必要時采用信號均衡（如CTLE, DFE）等技術 2.5 SI仿真工具與流程 介紹主流SI仿真軟件的功能和使用方法（如Sigrity, HyperLynx等） 講解仿真模型的建立、網錶導入、參數設置 演示如何解讀仿真結果，並根據仿真反饋進行設計優化 第三章：電源完整性（PI）設計詳解 穩定的電源供應是高速電路正常工作的基石。本章將聚焦電源完整性，係統性地講解電源分配網絡（PDN）的設計理念、關鍵技術以及優化策略，確保信號鏈路獲得純淨、穩定的電源。 3.1 PDN的構成與挑戰 分析從電源端口到芯片封裝的整個PDN路徑 闡述高頻電流需求變化産生的電壓跌落（IR Drop）與電源噪聲 講解不同電源組件（如VRM、電容、電感）對PDN性能的影響 3.2 低阻抗PDN設計 強調“近、寬、多”的去耦電容設計原則 詳細講解VRM輸齣濾波、片上電容、封裝內電容的協同作用 分析電源平麵、地平麵設計對PDN阻抗的影響 介紹多層闆中電源和地平麵劃分策略 3.3 去耦電容的選型與布局 講解不同容值、ESR（等效串聯電阻）、ESL（等效串聯電感）電容的特性 提供根據芯片功耗和頻率特性選擇閤適的去耦電容方案 分析去耦電容的布局位置、數量、以及與芯片引腳的距離 3.4 PI仿真工具與流程 介紹主流PI仿真軟件的功能與應用 講解DC壓降（IR Drop）仿真的設置與分析 演示AC阻抗分析，評估PDN的頻率響應 指導如何通過仿真結果指導PDN的優化 第四章：電磁兼容性（EMC）設計實踐 高速電路闆設計往往伴隨著嚴重的電磁乾擾問題。本章將深入探討PCB設計中的EMC問題，從PCB布局、布綫、屏蔽、接地等多個維度提供係統性的EMC設計策略，幫助工程師設計齣滿足EMC標準的電子産品。 4.1 EMC基礎理論與術語 講解電磁騷擾（EMI）的産生、傳播和接收機製 介紹輻射發射、傳導發射、敏感性等基本概念 理解EMC標準（如FCC、CE）的基本要求 4.2 PCB布局與EMC 分析器件布局對EMI的影響，如高速器件的位置、功率器件的隔離 講解信號流和電源流的設計原則，盡量減少交叉耦閤 強調地平麵完整性的重要性，及其對輻射的影響 4.3 PCB布綫與EMC 分析串擾對輻射的影響，如何通過布綫規則抑製串擾 講解差分對布綫技巧，如等長、等距、同層走綫 分析過孔（Via）的寄生參數及其對SI和EMC的影響，以及過孔最小化或死過孔的設計 講解信號綫與參考平麵之間的關係 4.4 屏蔽與接地技術 介紹PCB層內的屏蔽技術，如地綫纏繞、保護綫 講解外殼屏蔽、連接器屏蔽等係統的EMC解決方案 深入探討接地係統設計，包括單點接地、多點接地、混閤接地等，以及它們在不同場景下的適用性 分析濾波器的選擇與應用，用於抑製傳導發射 4.5 EMC設計工具與預兼容性測試 介紹EMC預仿真工具的應用，例如SI/PI工具中的EMC評估模塊 講解如何進行初步的EMC風險評估 介紹在實驗室或生産前進行EMC預兼容性測試的重要性 第五章：高速PCB設計流程與方法論 本章將整閤前幾章的知識，構建一個完整的高速PCB設計流程。我們將從需求分析、方案設計、原理圖繪製、PCB布局、PCB布綫、仿真驗證到生産製造，詳細闡述每個階段的關鍵步驟和注意事項，並強調“早期仿真、迭代優化”的設計理念。 5.1 高速PCB項目管理與規劃 明確項目需求，包括性能指標、功耗、成本、EMC要求等 製定詳細的設計計劃和時間錶 成立跨職能設計團隊（硬件、PCB、SI/PI、EMC工程師） 5.2 原理圖設計與器件選型 關注高速器件的電氣特性（如引腳定義、封裝、時鍾源、差分接口） 閤理劃分電源域，預留充足的去耦電容位 為SI/PI/EMC設計預留充足的布局空間 5.3 PCB層疊結構設計 根據信號層數、電源/地平麵需求、阻抗控製要求選擇閤適的層疊結構 優化層疊順序，確保信號層緊鄰參考平麵 選擇閤適的介質材料，兼顧電氣性能和成本 5.4 PCB布局關鍵技術 根據信號流、時鍾源、關鍵器件的位置進行初步布局 考慮高速接口的端接器件布局，靠近信號源或負載 規劃電源和地平麵，預留去耦電容位置 為EMC考慮，隔離敏感器件和輻射源 5.5 PCB布綫詳細策略 按照SI/PI/EMC要求進行關鍵信號綫的布綫 嚴格控製差分對的等長、等距、同層布綫 閤理使用過孔，減少不必要的過孔 優化電源和地綫的連接，確保低阻抗路徑 5.6 SI/PI/EMC仿真與設計迭代 在關鍵設計節點進行仿真，評估設計風險 根據仿真結果調整布局、布綫、層疊結構等 形成“設計-仿真-優化”的迭代流程 5.7 PCB製造與可製造性設計（DFM） 與PCB製造商溝通，瞭解其工藝能力 遵循DFM原則，減少製造難度和成本 輸齣規範的Gerber文件和相關文檔 第六章：典型高速PCB設計案例分析 本章將通過多個實際應用場景中的高速PCB設計案例，將理論知識轉化為實際操作。我們將剖析不同類型的高速接口（如DDR、PCIe、USB 3.0/3.1、SATA、HDMI等）在PCB設計中遇到的挑戰，並展示具體的解決方案。 6.1 DDR內存接口PCB設計 DDR SDRAM時序特性與PCB要求 DQ/DQS/DM信號的阻抗匹配與等長 地址/命令/控製信號的串擾控製 電源網絡的去耦設計 6.2 PCIe高速串行總綫PCB設計 PCIe Gen3/Gen4/Gen5的信號速率與通道要求 差分對的阻抗控製與迴流路徑設計 AC耦閤電容的選擇與布局 PCIe連接器的SI/EMC設計 6.3 USB 3.0/3.1/3.2高速接口PCB設計 SuperSpeed USB差分信號的SI要求 USB連接器的SI/EMC考量 電源和地綫的完整性設計 6.4 SATA/SAS存儲接口PCB設計 SATA/SAS差分信號的特性分析 阻抗匹配與連接器設計 背闆連接器SI/PI/EMC設計 6.5 HDMI/DisplayPort高清視頻接口PCB設計 TMDS/DP信號的SI挑戰 高密度連接器的布局與布綫 EMC解決方案 附錄 高速PCB設計常用術語錶 常用高速接口電氣規範摘要 PCB材料電氣性能參數參考 本書內容由淺入深，理論與實踐相結閤，力求為廣大電子工程師提供一套係統、全麵、實用的高速PCB設計技術指南。通過學習本書，讀者將能夠更好地理解高速信號傳輸的本質，掌握應對各種信號完整性、電源完整性以及電磁兼容性挑戰的策略，從而設計齣性能更優越、穩定性更高的電子産品。

評分☆☆☆☆☆

我個人認為，這本書在時序分析和抖動處理部分的講解，是其最大的亮點之一。在現代係統中，時鍾域與數據域之間的同步控製是最大的挑戰之一。書中對眼圖的解讀，特彆是如何識彆和量化周期抖動（PJ）與隨機抖動（RJ），講解得極為細緻入微。他們沒有僅僅停留在“畫齣眼圖”的層麵，而是詳細闡述瞭如何通過特定的分析軟件來區分抖動的來源，並提供瞭針對性的緩解措施，例如通過抖動容限分析（Jitter Margin Analysis）來確保係統在最壞情況下仍能可靠工作。對於那些從事SerDes接口、DDR內存等高速串行/並行通信設計的專業人士來說，這部分內容提供瞭寶貴的工具箱。它教會的不是“如何使用軟件”，而是“如何理解軟件輸齣結果背後的物理意義”，這一點至關重要。

評分☆☆☆☆☆

如果要給這本書提點建議，那就是在處理新興的背闆和高速連接器模型時，可以再多增加一些近期的行業案例。當然，連接器和背闆的建模復雜性很高，涉及三維電磁場的精確求解，這部分內容往往難以在基礎教材中深入探討。目前的內容對於傳統的闆對闆或芯片與PCB的連接部分分析得很到位，但麵對未來更高密度、更復雜的模塊化架構時，讀者可能需要更多的關於如何在復雜的封裝和互連結構中進行去嵌入和嵌入（De-embedding/Embedding）的實際操作指南。這本書奠定瞭堅實的基礎，但電子技術的發展日新月異，期待未來版本能在模擬與數字混閤信號隔離、以及更復雜的異構集成封裝設計方麵，提供更多前沿的實踐指導，以保持其在行業內的領先地位。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和圖文組織方式簡直是教科書級彆的典範，每一次翻閱都感覺像是在跟一位經驗豐富的前輩交流。我特彆關注的是那些關於PCB材料特性的章節，這塊內容常常被初學者忽略。作者對不同介電常數（Dk）和損耗角正切（Df）的PCB基材（如FR4與更先進的低損耗材料）如何影響信號衰減和上升時間進行瞭非常精妙的對比分析。他們不僅給齣瞭數據，還解釋瞭這些數據背後的物理原因，讓你明白為什麼在10Gbps以上的速率下，僅僅降低走綫長度是不夠的，材料的選擇纔是決定性因素。這種深入到材料層麵的講解，使得讀者在進行成本與性能的權衡時，能夠做齣更加理性且有依據的判斷。對於闆級工程師而言，掌握這些基礎材料的特性，是構建穩定高速鏈路的基石。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我期待這本書能在更深層次的電磁兼容性（EMC）方麵提供更具前瞻性的洞察。當然，它覆蓋瞭高速設計中不可避免的串擾和輻射問題，也提到瞭基本的屏蔽和濾波技巧，這對於日常調試來說是足夠的。但是，對於需要設計通過最嚴格EMC認證的産品，比如某些醫療設備或汽車電子，我覺得書中對高級濾波網絡設計，特彆是共模扼流圈的選擇和布置的細節討論略顯保守。我希望看到更多關於如何利用電磁仿真工具來預測和優化EMC錶現的實戰案例，比如如何通過修改地平麵分割策略來抑製高頻共模電流的産生。這本書的優勢在於其廣度，覆蓋瞭從基礎到實踐的各個環節，但要達到業界頂尖水平的抗乾擾能力，讀者可能還需要結閤更專業的EMC專項書籍進行補充學習，畢竟將信號處理到皮秒級彆，每一個微小的設計決策都可能産生連鎖反應。

評分☆☆☆☆☆

這本讀物簡直是新手入門的救星！我之前對高速電路設計一竅不通，看著那些復雜的S參數、阻抗匹配和串擾分析圖錶，頭都大瞭。但這本書的切入點非常接地氣，它沒有一開始就拋齣晦澀難懂的理論公式，而是先帶你建立起對信號完整性基本概念的直觀認識。比如，它對“反射”現象的解釋，用瞭生活中的水管比喻，一下子就讓我明白瞭為什麼需要進行阻抗匹配。而且，書中大量的實例圖例，讓我能夠清晰地看到不同設計選擇對信號質量的實際影響。對於我們這些需要快速上手項目、又沒有深厚理論背景的工程師來說，這種“邊做邊學”的引導方式實在太友好瞭。我尤其欣賞它對設計流程的梳理，從堆疊結構的選擇到過孔的去耦處理，每一步都講解得非常詳盡，讓原本感覺像迷宮一樣的設計過程變得有跡可循，極大地提升瞭我的設計信心。